Дискретный уровнемер

Союз Советских Социалистических Республик) Приорите осударстеениый комитет СССР(43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень20 (45) Дата опубликования описания 30.05,79. 81.128,63088,8) 3) У елам изобрете и открытий(54) ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР Изобретение относится к области приборостроения, в частности к электроемкостным цифровым приборам измерения уровня жидких и сыпучих сред.Известны дискретные электроемкостные 5 уровнемеры, использующиеся для измерения уровня сред, работающие по принципу сравнения величин емкостей конденсаторов, расположенных в различных средах 11.К недостаткам известных устройств сле дует отнести невысокие надежность работы и быстродействие, обусловленные наличием механически подвижного тела.Из известных устройств наиболее близким к предложенному является уровнемер, 15 содержащий первичный преобразователь, выполненный в виде расположенных по высоте измеряемого уровня конденсаторов, подключенных к ячейкам распределителя импульсов, генератор тактовых импульсов 20 и счетное устройство 21.Недостатками известного устройства являются малая надежность работы уровне- мера и сложность изготовления.Цель изобретения - повышение надеж ности работы уровнемера и технологичности изготовления.Поставленная цель достигается тем, что генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов объединены и выполнены 30 в виде многофазного мультивибратора, число звеньев которого соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, входы и инверсные выходы ячейки каждого звена соединены с трехвходовыми схемами совпадения, при этом входы ячеек мультивибратора соединены с третьими входами схем совпадения непосредственно, со вторыми входами схем совпадения - через цепи задержки, в качестве емкостей которых использованы конденсаторы первичного преобразователя, инверсные выходы ячеек мультивибратора соединены с первыми входами схем совпадения, а выходы схем совпадения подключены к счетному устройству.На чертеже изображена функциональная схема дискретного уровнемера.Дискретный уровнемер состоит из идентичных звеньев 1, число которых соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, содержащих цепи задержки 2 и усилительные элементы 3, которые образуют ячейки многофазного мультивибратора, выполняющего функции генератора тактовых импульсов и распределителя импульсов, причем элементы 3 имеют прямой и инверсный выходы. В состав звеньев 1 входят также цепи задержки 4, емкости которых являются конденсаторами первичного преобразователя, трехвходовые схемы совпадения 5, реализующие логическую функцию У=Х, Х, Хгде ХХ, Х - аргументы функции.Выходы каждой из схем совпадения 5 5 звеньев 1 подключены к счетному устройству 6.Принцип работы уровнемера поясняется на примере одного из звеньев. Импульс, поступивший на вход одного из звеньев 1 10 уровнемера, проходит параллельно по двум различным цепям задержки; по цепи 2, имеющей фиксированную постоянную времени т, и входящей в состав каждой ячейки многофазного мультивибратора, а также 15 по цепи 4 с изменяющейся постоянной времени т,. В качестве емкости последней цепи служит один из конденсаторов первичного преобразователя. Импульс, прошедший цепь 2 и усилительный элемент 3, по ступает на вход Х, схемы совпадения 5 с задержкой на 1, относительно переднего фронта импульса, поступающего на вход Х, схемы совпадения 5, Импульс, прошедший цепь 4, поступает на вход Х, схемы 25 совпадения 5 с задержкой на время 1, на уровне У,р относительно переднего фронта импульса, поступающего на вход Х, схемы совпадения 5, где Унор - йороговое напряжение на входе схемы совпадения Х вы- зО зывающее изменение логического уровня на выходе У той же схемы.Если конденсатор первичного преобразователя рассматриваемого звена 1 уровне- мера помещен в эталонную среду, напри- З мер воздух, с диэлектрической проницаемостью Е, меньшей, чем диэлектрическая проницаемость Е,р контролируемой среды, например воды, и при этом постоянные времени цепей выбраны из условия т)тг, то 40 на входах Х Х Х, схемы совпадения 5 имеется совпадение во времени высоких уровней напряжения, соответствующих логической единицы, в результате на выходе схемы совпадения 5 будет присутствовать 4 импульс логической единицы.При заполнении конденсатора первичного преобразователя рассматриваемого звена 1, контролируемой средой с Е,р, )Еэ., на входах Х Х, Х, схемы совпадения 5 отсутст- у вует совпадение уровней логической единицы, при этом на выходе схемы совпадений 5 импульс отсутствует, т. е, имеется низкий уровень напряжения, соответствующий состоянию логический ноль.Таким образом, сигнал на выходе схемы совпадения 5 может принимать в течение каждого периода следования импульсов многофазного мультивибратора два дискретных значения 1 и О, т. с. получается в импульсной цифровой форме.Счетное устройство 6 подсчитывает количество звеньев 1, на выходах которых отсутствуют импульсы логической 1, что является мерой уровня контролируемой среды.Формула изобретения Дискретный уровнемер, содержащий первичный преобразователь, выполненный в виде расположенных по высоте измеряемого уровня конденсаторов, подключенных к ячейкам распределителя импульсов, генератор тактовых импульсов и счетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы уровнемера и технологичности изготовления, генератор тактовых импульсов и распределитсль импульсов объединены и выполнены в виде многофазного мультивибратора, число звеньев которого соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, входы и инверсные выходы ячейки каждого звена соединсны с трехвходовыми схемами совпадения, при этом входы ячеек мультивибратора соединены с третьими входами схем совпадения нспосредственно, со вторыми входами схем совпадения - через цепи задержки, в качестве емкостей которых использованы конденсаторы первичного преобразователя, инверсные выходы ячеек мультивибратора соединены с первыми входами схем совпадения, а выходы схем совпадения подключены к счетному устройству.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство . СССР Мо 437916, кл. 6 01 Г 23/26, 1972.2, Авторское свидетельство СССР Мо 409082, кл. б 01 Г 23/26, 1971.Редактор Е. Караулова Заказ 1325/1 Изд. Мо 326 Тираж 865 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Т, Иноземцева Техред А. Камыщннкова