Устройство для измерения перепада уров^1жидкостижййтш'- та^й^ео^^йя!

 

33I257

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Сониалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 29.VI1.1970 (№ 1465718/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 07.!!!.1972. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 19.1V.1972

М. Кл. G 01! 23/28

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.128.82 (088.8) Авторы изобретен ия

Х. С. Тян, 1О. П. Синявский и И. Б. Хан

Заявитель Киргизский научно-исследовательский институт водного хозяйства

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДА УРО

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области измерения уровня жидкости и предназначено .преимущественно для телеизмерения перепада уровней воды в оросительных каналах и водомерных сооружениях, а также для телеизмерения напора в жидкостных дифманометрах, Известны устройства для измерения перепада уровней воды, например, в оросительных каналах, в которых измерение производится двумя .поплавковыми уровнемерами, установленными в верхнем и нижнем бьефах.

Часто встречающиеся минимальное и максимальное значения перепадов уровней в оросительных системах составляют соответственно 100 и 500 мм, а допустимая погрешность измерения не более +2 мм. Максимальная разность длительности импульсов сигнала, выдаваемого двумя импульсными акустическими уровнемерами, составляет в среднем

2,9 10-3 сек, а для обеспечения точности измерения +2 мм необходимо иметь разрешающую способность не менее 11 10 о сек, поэтому передавать подобный сигнал нет смысла из-за его искажения в линии связи.

Цель изобретения — обеспечить заданную точность измерения.

Для этого схема управления снабжена двумя пересчетными блоками, первый из которых по входу подключен к выходу первого уровнемера, установленного на месте высокого уровня жидкости, а выход соединен с одним из входов симметричного триггера схемы управления, другой его вход соединен с выходом второго уровнемера через второй пересчетный

5 блок. Причем выход симметричного триггера соединен с одновпбратором и управляющим входом вентиля, включенного IID входу с выходом генератора спнусоидальных напряжений, в RC-цель которого включено термочув10 ствительное сопротивление, помещенное в одной из измерительных труб уровнемеров, а по входу через .приемо-передающие комплекты с линией связи соединены со счетчиком импульсов через формирователь импульсов. Выход

15 одновибратора подключен к цепям обратной связи уровнемеров.

В предлагаемом устройстве телеизмеритель перепада уровней построен на базе двух акустических уровнемеров, работающих в режиме

20 BBTQUIIII i IIIIIIIH зондиру Io IIx IIVII).tlbcOB (B дальнейшем коротко названо просто уравнемером с автоциркуляцией импульсов).

Для повышения точности измерения, экономии каналов связи и аппаратурного упроще25 ния приемного устройства, период частотноимпульсного сигнала каждого акустического уравнемера с автоциркуляцией импульса растягивается в Л раз с помощью пересчетного устройства. После чего выделяется, например, 30 с помощью симметричного триггера импульс

331257

20

Зо

65 длительностью т, равный произведению разности лериодов сигнала двух уравнемеров на число N. Далее этот импульс использован для управления вентилем, через который пропускается сигнал синусоидального напряжения от RC-генератора в течение т и через передающий полукомплект передается по линии связи. Частота синусоидального напряжения меняется в зависимости от температуры с помощью термосопротивления, включенного в

RC-цепь генератора, и выбрана так, чтобы один период соответствовал изменению длительности импульса на выходе симметричного триггера .при изменении ЛН на +1 мм. Приемный полукомплект предназначен для приема переданного сигнала через фильтр усиления и ограничения снизу. Далее этот сигнал преобразуется в импульсы, которые подаются в цифровой электронный счетчик импульсов.

Таким образом, количество сосчитанных счетчиком импульсов будет соответствовать значению ЛН в мм. Частота синусоидального напряжения понижается, а точность измерения повышается с увеличением коэффициента пересчета.

На фиг. 1 показана фукнциональная блоксхема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы схемы.

Устройство содержит измерительную полую трубу 1 акустического уровнемера, расположенную на верхнем бьефе, звукоприемник 2, цепь 8 обратной связи, обеспечивающую автоциркуляцию зондирующих импульсов, звукоизлучатель 4, пересчитный блок 5.

Уровномер, расположенный на нижнем бьефе имеет трубу б, звукоприемник 7, цепь 8 обратной связи, звукоизлучатель 9, пересчетный блок 10.

Устройство включает также симметричный триггер 11, вентиль 12, генератор 18 синусоидальных напряжений, термосопротивление 14, передающий полукомплект 15 с линией,связи, приемный полукомплект lб, формирователь импульсов 17, счетчик 18 и одновибратор 19.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 2). При включении питания первый и второй уравнемеры одновременно запускаются и выдают частотно-импульсные сигналы

20 и 21 с,периодом TI — 21,/с и Т вЂ” — 21>/с.

Эти сигналы поступают в соответствующие пересчетные устройства 5 и 10, на выходе которых получают импульсы 22 и 28, длительностью NT, и NT . Симметричный триггер 11 запускается положительным перепадом NT„ а возвращается положительным перепадом

ЯТ .

На выходе триггера 11 получают импульс

24, длительностью т=У (Т,— Т ), Этот импульс открывает вентиль 12 и через него проходит сигнал синусоидального напряжения 25 генератора 18 в течение т. Сигнал 2б через вентиль 12 усиливается в передающем полукомплекте 15 и передается по линии связи.

Частота сигнала 25 изменяется по закону

F= C/26HN, где C — скорость распространения звукового импульса в измерительной трубе 1 или б, 6H — допустимая погрешность измерения, например 1 мм.

Управление частотой производится при помощи термочувствительного сопротивления

14, входящего в RC-цепь генератора 18, так как расстояние между трубами невелико (порядка - — 2 м), то температуры воздушного столба в обеих трубах можно считать равными между собой.

Термосопротивление 14 подобрано так, чтобы соблюдалось условие f = С/26 НС =

20= 1 Т/2Ь НЛ, где Т вЂ” абсолютная температура воздуха в трубе 1 (или б).

Число периодов сигнала 2б в интервале времени т будет

n = = N (T, — Т,) — б HN = Ь Н/Ь Н.

На приемной стороне после усиления принятого сигнала 2б и формирования его в импульсный получим серию импульсов 27. Количество импульсов будет п = ЛН/6Н, и покажет цифровой счетчик импульсов. Таким образом, показание счетчика 18 будет отражать непосредственно значение b, H с погрешностью

+ б Н.

Для следующего отсчета Л Н необходимо, чтобы два уровнемера заново запустились синхронно. В противиом ".ëó÷àå, т. е. при "епрерывной работе двух уровнемеров, только первый импульс, выдаваемый симметричным триггером, после включеиия двух уровемеров будет соответствовать Л Н, а последующие импульсы будут иметь произвольную длительность. Во избежание этого, задним фронтом импульса 24 запускается одновибратор

19, выходным импульсом которого блокируется любой из элементов цели 8 и 8 обрclTHOH связи. Это прерывает работу уровиемеров в течение длительности импульса одиовибратора. После окончания импульса возобновляется цикл работы.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перепада уровней жидкости, содержащее два акустических уровнемера, приемо-передающие полукомплекты с линией связи и схему управления, отличаюи1ееея тем, что, с целью повышения точности измерения, схеМВ управления снабжена двумя пересчетными блоками, первый из которых по входу подключен к выходу первого уровнемера, установленного на месте высокого уровня жидкости, а выход соединен с одHEIM из входов симметричного триггера схемы управления, другой его вход соединен с выходсм второго уровнемера через второй пересчетный блок, причем выход симметричного триггера соединен с одновибратором и управляющим входом вентиля, включенного по входу с выходом генератора синусоидальных на33!257 пряжений, в RC-цепь которого включено термочувствительное сопротивление, помещенное в одной из измерительных труб уровнемеров, а по входу через приемо-передающие полукомплекты с линией связи соединены со счетчиком импульсов через формирователь импульсов, выход же одновибратора подключен к цепям обратной связи уровнемеров.

33I257

//7>

" MfÁËËËËË/LÉÈМЛЛ/Иг2б

Корректор Н, Шевченко

Редактор Л. Народная

Заказ 902/17 Изд. № 322 Тираж 44S Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 4(-35, Рауьпская 1 аб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Варнек

Текред E. Борисова б и