Устройство управления подсветом уровнемера

 

Изобретение относится к жидкостным уровнемерам, использующим ТV-камеру, и обеспечивает автоматическое поддержание постоянства уровня освещенности поплавка независимо от измеряемого уровня жидкости. Устройство снабжено пороговым устройством, источником порогового напряжения, вычислительным устройством, устройством формирования и запоминания уровня подсвета и коммутатором устройств подсвета. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению уровней жидкости.

Известно применение устройства подсвета в уровнемерах [1, 2], содержащих TV-камеру. Изменение расстояния между устройством подсвета и поверхностью контролируемой жидкости вследствие изменения ее уровня приводит к изменению освещенности воспринимаемого TV-камерой изображения.

Во избежание перегрузки и связанных с этим искажений изображения, отражающихся на точности измерения, динамический диапазон яркости объекта изображения не должен выходить за пределы динамического диапазона, воспринимаемого телевизионной камерой, что ограничивает диапазон измеряемых уровней жидкости.

Целью настоящего изобретения является создание управляемого устройства подсвета, обеспечивающего как автоматическое поддержание постоянного уровня освещенности поверхности жидкости или поплавка независимо от измеряемого уровня жидкости, так и коммутацию устройств подсвета.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство управления подсветом уровнемера содержит включенные последовательно источник порогового напряжения, пороговое устройство, устройство формирования и запоминания уровня подсвета и коммутатор устройств подсвета, причем второй вход порогового устройства соединен со входом устройства ввода телевизионного изображения в цифровое вычислительное устройство, при этом вычислительное устройство соединено с устройством формирования и запоминания уровня подсвета и коммутатором устройств подсвета.

При этом устройство формирования и запоминания уровня подсвета снабжено триггером, генератором импульсов, двухвходовым устройством И, двоичным счетчиком импульсов и цифроаналоговым преобразователем, и причем выходы счетчика соединены со входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен со входом коммутатора, вход начальной установки счетчика и первый вход установки триггера подключены к выходу цифрового вычислительного устройства, выход порогового устройства соединен со вторым входом установки триггера, выход которого подключен к первому входу устройства И и входу вычислительного устройства, выход генератора соединен со вторым входом устройства И, выход которого подключен к счетному входу счетчика.

В другом варианте устройства те же цели достигаются благодаря тому, что в описанное устройство управления подсветом добавлена связь телевизионного видеосигнала через второй вход устройства формирования и запоминания уровня подсвета со входом устройства выделения кадровых синхроимпульсов, используемого вместо генератора импульсов.

На фиг. 1 и 3 показаны примеры блок-схемы устройства управления подсветом уровнемера.

На фиг. 2 и 4 представлены варианты электрической схемы устройства формирования и запоминания уровня подсвета.

Телевизионный видеосигнал поступает на вход порогового устройства 3 (фиг. 1) устройства управления подсветом 1. Источник порогового напряжения 2 подключен ко второму входу порогового устройства, выходной сигнал от которого поступает на устройство формирования и запоминания уровня подсвета 4, управляемое от цифрового вычислительного устройства 7.

Коммутатор устройств подсвета 5 получает выходной сигнал устройства формирования и запоминания и под управлением вычислительного устройства выполняет его передачу к выбранному устройству подсвета.

Сигнал с выхода порогового устройства поступает на вход S триггера 9 (фиг.2) устройства формирования и запоминания уровня подсвета. Инверсный выход триггера подключен к одному из входов устройства И 10, на второй вход которого поданы сигналы от генератора импульсов 11.

Выход схемы И соединен со счетным входом двоичного счетчика 12. На входы R триггера и счетчика поступают сигналы начальной установки от цифрового вычислительного устройства. Цифровой выход счетчика соединен с цифроаналоговым преобразователем 13, связанным по выходу с коммутатором устройств подсвета.

В другом варианте (фиг. 3 и 4) устройство выделения кадрового синхроимпульса 8, заменяющее генератор импульсов, соединено по входу с телевизионным видеосигналом и по выходу со вторым входом устройства И.

Работа устройства заключается в следующем.

По сигналу начальной установки от вычислительного устройства устанавливается исходное "нулевое" состояние триггера и счетчика (фиг.2).

Сигнал с инверсного выхода триггера разрешает прохождение импульсов от генератора на двоичный счетчик, возрастающий параллельный цифровой код с выхода которого поступает на цифроаналоговый преобразователь, величина сигнала на выходе которого определяет возрастающую яркость свечения подключенного коммутатором устройства подсвета и возрастание амплитуды телевизионного видеосигнала.

Телевизионный видеосигнал сравнивается пороговым устройством с заданным пороговым напряжением и при превышении этого порога вызывает по входу S переброс триггера, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов на счетчик.

Зафиксированное таким образом состояние счетчика, а следовательно, и уровень яркости сохраняются до следующего запуска цикла установки уровня подсвета по сигналу начальной установки.

После запоминания уровня освещенности, наступление которого определяется по состоянию триггера, вычислительное устройство начинает ввод телевизионного изображения и дальнейший цикл определения уровня жидкости.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы частота импульсов генератора была равна или меньше частоты контроля видеосигнала.

Частота контроля видеосигнала определяется частотой кадровой развертки. Поэтому в качестве импульсов генератора могут быть использованы импульсы кадровой синхронизации телевизионного сигнала, что иллюстрируется фиг. 3 и 4.

Источники информации 1. Патент JP 03170029 A, 23.07.1991, G 01 F 23/28, реферат.

2. Патент EP 0655610 A2, 31.05.1995, G 01 F 23/292, 19 стр.

Формула изобретения

1. Устройство управления подсветом уровнемера, содержащее включенные последовательно источник порогового напряжения, пороговое устройство, устройство формирования и запоминания уровня подсвета и коммутатор устройства подсвета, причем второй вход порогового устройства соединен с входом устройства ввода телевизионного изображения в цифровое вычислительное устройство, при этом вычислительное устройство соединено с устройством формирования и запоминания уровня подсвета и коммутатором устройств подсвета.

2. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что устройство формирования и запоминания уровня подсвета снабжено триггером, генератором импульсов, двухвходовым устройством И, двоичным счетчиком импульсов и цифроаналоговым преобразователем, причем выходы счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом коммутатора, вход начальной установки счетчика и первый вход установки триггера подключены к выходу цифрового вычислительного устройства, выход порогового устройства соединен с вторым входом установки триггера, выход которого подключен к первому входу устройства И и входу вычислительного устройства, выход генератора соединен с вторым входом устройства И, выход которого подключен к счетному входу счетчика.

3. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что второй вход устройства формирования и запоминания уровня подсвета соединен с входом устройства ввода телевизионного изображения в цифровое вычислительное устройство.

4. Устройство управления по п.3, отличающееся тем, что устройство формирования и запоминания уровня подсвета снабжено триггером, устройством выделения кадрового синхроимпульса, двухвходовым устройством И, двоичным счетчиком импульсов и цифроаналоговым преобразователем, причем выходы счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с входом коммутатора, вход начальной установки счетчика и первый вход установки триггера подключены к выходу цифрового вычислительного устройства, выход порогового устройства соединен с вторым входом установки триггера, выход которого подключен к первому входу устройства И и входу вычислительного устройства, устройство выделения кадрового синхроимпульса, выход которого связан с вторым входом устройства И, подключенного выходом к счетному входу счетчика, соединено с входом устройства ввода телевизионного изображения в цифровое вычислительное устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4