Уровнемер

.В.КоваГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ(54)(57) УРОВНРИБР, содержащий два датчика, связанных с двумя нормирующими преобразователями., стабилизатор тока, соединенный с одним из датчиков, два компаратора, источник опорного сигнала, соединенный с одним из компараторов, и устройство суммирования и масштабирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, в него введены два дифференциальных усилителя, второй источник опорного сигнала, инерционное звено, дифференцирующая цепочка, одновибратор, схема И, состоящая из трех аналоговых ключей, устройство памяти, причем второй датчик уровня выполнен из термоэлектрических преобразователей уровня, расположенных по высоте измеряемого уровня, при этом выход нормирующего преобразователя первого датчика уровня соединен с входами,цвух, дифференциальных усилителей, с входами инерционного звена и с первым входом устройства суммирования и масштабирования, выход инерционного звена соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя выход которого соединен с входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго источников опорных сигналов, а выходы компараторов соединены с управляющими входами двух аналого-вых клю ей схемы И, выход второго нормирующего преобразователя соединен с входом второго дифференциального усилителя и через дифференци- ( рующую цепочку с входом одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом третьего аналогового ключа схемы И, при этом выход второго дифференциального усилителя через аналоговые ключи схемы И соединен с входом устройства памяти выход которого соединен с вторым вх дом устройства суммирования и масшт бирования, выход которого является выходом уровнемера, Изобретение относится к измерительНОЙ технике и предназеаченО,цля ис -пользования в системах кснтрогя иРЕГУЛИРОнаНИЯ УРОВНЯ агРЕССИВНЫХ жИЦких сред Б Герма) ичных )бъ акт ах контРОля с ВысОкими энеРГеткческими параметрами с гонышенными требованиямик надежности и точности.Известны дискретЯые уровнем"рыс термоэлектрическими преобразователями,. способные работать н условиях ядерных реакторов, содержащеерасположенные по высоте измеояемогсуровня термоэлектрические преобразователи и блок преобразован.я.Такие уровнемеры Обладают Вь 0 кс.йточност:ю измерения уровня контролируемой среды В дискретньхтатит 1 е, ких Оеж.маК Обгадаю выс,кОй эксплуатациОНИОЙ надекОстьк),.обусловленной надежностью г:.ерничныхгреобразоэателей спосООны работатьтемператур и давлений 1,Их недостатком является малая разрешающая способность, чем обусловлена значительная поГрешнОсть измере -ния уровня з промежутках между дисКРЕТНЫМИ ТОЧКами ЭнаЧИТЕЛЬНсЯ Ди 1 аМИ"ческая погрешность н дискретных точках особенно при иэмерени.; поннжающегося уровня из-за длительного4 Ънремени испарения остатков теплоносит.:ля на теомоэлект;ически преобп;1зователях. в течение которого отсуСТВУЕт ИЗМЕНЕНИЕ ИНЕОО.1 ации Ьа НЫХО:де уровнемера,. что Б соБОкупностнне поэВОляс их 1 сгользОнать н системах регулирования уронил тепло с,стеля ядерных энергетических уста-Овок (еЕЭУ . Увеличение ЧЕСла тесомоэлектрических поеобразона,елей сЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЭЕДЕт Кзначительным зппаратуРны 4 затргта 1усложняет устройство и снигюает егонадежность,Известны также Дискретные поплавконые уроннемеры, содержащие дифве.ренциально - рансформаторный датчики цг мегиттс,чгтй гозобра:.-1,:т.иДанные уровнемеры гРедназначееыДлЯ ОабОты н условиях Высок.-х те 11,ператур до 6 ООсС и анлени",- до 40 ЮЕ=.-"И. СЛЕДОНатЕЛЬНО, ПРИГОПНЬ: ДЛЯ ЦСЛЕ:измерения уровня тегдондо-.,;еЯЭУ 12,ИХ НЕдОСТВТКОМ ЯБЛяЕТСя Нгавыс 011 ая точность, присущая дискретным уроннемерам,Наиболее близким к изобретению яВляется двухканальная систем измерения уровня, состоящая иэ двух диф - ференциально-трансформаторных датчиу г кону Двух нормирующих преобраз 01 зате " лейцнух стабилизаторов тока пита. ния первичной цепи датчиков, нсточника Опорного сигнала, двух ксмпар ТОРЭ,. ЧЕ т ГРЕХ егРВВЛЯЕМЫХ КЛКЧЕ 1: Н г Уст.Ойства сумчиронания и масштабир,в.н,;я3ЕЕепостатками известной. системыявл ется низкая точность и нецостаточно вы:окая надежность измерения. Низкая точность системы обусловлена .ел .нейностью характеристик датчиковнх анисимостью от изменения темпезатуры в объекте контроля, в резуль;ате чего погрешность системы составляет не менее 2,5 от верхнего предела измерения, Иевысокая информациОняая надежность системы обусловлена тем,. что в системе устраняются только стказы,. Вызываемые обрывами в обмотках датчиков и в линии связи; и не . траняются метрологические отказы хара.терезуемые увеличением погреш:Оси измсРитетьных кдналОБвозни кающие в процессе экспл 5 атации урон - еме р с 1,ЕЕЭ.Ью изобретения является повышени; то ности и надежности измерения.ГЕос:танленная цель достигается теМ, Чтс В УРОБНЕМЕР, СОДЕРжаЩИй Дна ,цатчика уровня, связанные с дВумя нормирующими преобраэонателями,.ста- билизатОР тОка сОеДиненнь 1 й с ОДним нз датчикон, два компаратора источник опорного сигнала, соединенныйодним нз компараторов, и ус"рой:т:.о суммирования и масштабироваия введены два дифференциальных ; СИЛЕТЕгв,- ВтОРОй ИСТОЧНИК ОПОРНОГО сигнала,. инерционное звено, дифференцирующая цепочка, одновибратор, схе,.а И.состоящая из тгех аналогов:х Слючей, устройство памяти причем втор й датчик уровня выполнен из термсэлектрических преобразователей у;овкя расположенных го высоте иэ- меряемоГО уровня; при этОМ выход ормирующего преобразователя первоГо датчика уровня соединен с Бходами двух дифференциальных усили:.елей.входами инерционноГс звена и с первым Входом устройства суммирова.ия и яасггабирования вьход инер ЦИОННОгО ЗБЕНа СОЕДИНЕН С ВТОРЫМ НХО- цом г:ерногс дифференциального усилиЛя, выход которого соединен с БКОдами п 1 ерВОГО и БтОРОГс компаратО - ров. - вторые входы которых соединеныВыходами первого и второго источников ОНОрных си 1"налов а ныхОды кОМ 1;.1 аторов соединены с управляющими гхОДа.1 И ДВУХаиаЛСГОВЫХ КЛЮЧЕЙ СХЕМЫ И, выход второго нормирующего пре- О,:РазОнатсЛя сОединен с ВхОдОм ВО - .:агс дифоеренциального усилителя и через дифференцирующую цепочку с входом ОДНОВибратОра, ВыхОД котОРОГО соединен с управляющим входом третьего аналогового ключа схемы И, при этом выхоЕЦ второго дифференциального усилителя через аналс говые ключи схемы. 4 соединен с входом устройст 1091024ва памяти, выход которого соединен с вторым входом устройства суммирования и масштабирования, выход которого является выходом уроннемера,Повышение точности и информационной надежности производится в предлагаемом уровнемере путем введения постоянного действующей коррекции н выходной сигнал уровнемера. Величина корректирующего сигнала определяется в результате сравнения выходных сигналов первого нормирующего преобразователя и второго нормирующего преобразователя при дискретном изменении его выходного сигнала в моменты практического равенства нулю 15 динамического погрешности у рабочего термоэлектрического поеобразонателя уровня. В схеме уровнемера выявление моментов равенства нулю динамической погрешности рабочего 20 термоэлектрического преобразователя обеспечивается с помощью инерционного звена, первого дифференциального усилителя и двух компараторов, которые выявляют допустимое значение и знак скорости изменения уровня, Момент дискретного изменения выходного сигнала второго нормирующего преобразователя выявляется с помощью дифференцирующей цепочки. Сравнение выходных сигналов перного и второго нормирующих преобразователей обеспечивается с помощью второго дифференциального усилителя, Для обеспечения воэможности введения постоянной коррекции ныходного сигнала уроннемера используются: устройство памяти, устройство суммирования и масштабирования, а также однонибратор, задающий время, необходимое для записи в устройство памяти ре зультата сравнения, и три аналоговых ключа схемы И, необходимых для ввода информации о коррекции в устройство памяти, управляемых выходными сигналами компараторов и одновибратора.На чертеже представлена структурная схема уровнемера.Уровнемер содержит дифференциально трансформаторный датчик 1 уровня, В термоэлектрических преобразователей 2 уровня стабилизатор 3 тока, первый нормирующий преобразователь 4, второй нормирующий преобразователь 5, дна дифференциальных усилителя Ь и 7, интегрирующее звено 8, дифференцирующую цепочку 9, два источника 10 и 11 опорного сигнала,. одновибратор 12, два компаратора 13 и 14, устройство 15 памяти, схему И 16, состоящую из трех 0 аналоговых ключей 17 - 19, устройство 20 суммирования и масштабирования.При изменении уровня контролируемой среды на выходе преобразователя 65 4 формируется сигнал, пропорциональный измеряемому уровню, При этом навыходе преобразователя 5 формируетсявыходной сигнал, величина которогодискретно увеличивается или уменьшается в момент достижения контролируемой средой точки расположения соответствующего термоэлектрическогопреобразователя,Выходной сигнал преобразователя 4поступает на первый вход устройства20, на первый вход усилителя б, навтоРой вход УсилителЯ 7, и чеРеэустройство 8 на первый входусилителя 7.Выходной сигнал усилителя 7 поступает на первые входы компараторон13 и 14, на вторые входы которых поступают сигналы с источников 10 и 11,Выходные сигналы компараторов 13 и14 поступают на управляющие входыключей 18 и 19 схемы 16.Выходной сигнал преобразователя 5поступает на второй вход усилителяб и на вход устройства 9. При этомна выходе усилителя б формируетсясигнал разности сигналов преобразователей 4 и 5, который поступает наинформационный вход ключа 19 схемы1 Ь.Выходной сигнал устройства 9,формиоуемый только в момент дискретного изменения выходного сигналапреобразователя 5, поступает на входоднонибратора 12, выходной сигналкоторого поступает на управляющийвход ключа 17 схемы 16. Выходной сигнал схемы 16 поступает на второй входустоойства 20.Выходной сигнал усилителя 7, пропорциональный разности мгновенногозначения выходного сигнала преобразователя 4 и его предшествующего значения, формируемого с помощью устройства 8, несет информацию о скорости и знаке изменения уровня.Компаратор 13 формирует сигнал,замыкающий ключ 18 схемы 16 при скорости изменения уровня меньше допустимого значения, определяемого выходным сигналом источника 10. Компаратор 14 с помощью источника,11 формирует сигнал, замыкающий ключ 19схемы 16 только при отсутжвии изменения уровня или при его увеличении,. так как в этом случае выходнойсигнал усилителя 7 имеет, например,положительную полярность, величинакоторого больше или равна нулю,Таким образом, на вход устройства 15 поступает с выхода устройства б сигнал коррекции, равный разности выходных сигналон преобразователей 4 и 5 только в моменты дискретного изменения выходного сигнала преобразователя 5 и равенстве нулю динамической погрешности, так как только в зти моменты замкнуты -се ключи:г Д % М схемы 16 - . Это Обе пе 1 ивает выт О;тютОчнОсть ГОправки БыходнО О сиГналауродчемдра которая "апомттн а, -тя,у т -ройством 15 и добавляется В ВЫХДНОЙсиГнал уровнемера с помошью устрой-ттва 202 аким ОбразОМ,. ВВСДение пОстОЯетноЙ коррекции выхоцного сигнала уров -немера Обеспечивает Высокую точностьи змерения урОВн ягри тк а 3 ах зы ьВаЕМЫХ УВЕЛИЧЕНИЕМ ПОГРЕШНОСтт ;:.ЗМЕРИТЕЛЬНОГО КаНаЛа " ттатчИКОМ 1ПРеобРазователем 4 т точность УРОВнемера не ухудшается, так как придостижении уровнем первого же термсэлектрическоГО и еОбразователя .; на- .)ходящегося над контролируемой средойпри цостаточно медленном изменении1УРОВНЯ т ПР 01 ЯСХОДИТ Стдав НЕНИЕ Вые ЭДНЫсиГналов 4 и 5 и в устройство 1 -, зевписывается новое значение поправкикорректируюшее значение выхолногссигнала уровнемера, ттрн отказах,: ха.рактеризуемых пОлнОЙ потереЙ работОспособности измерительного канат.=".с датчиком 1 и преобразователем 4,например Обрыв Обмотки Датчика,Выходной сигнал преобразователя 4 неИЗМЕНЯЕТСЯ ПРИ ИЗМЕНРНИИ УРОВНЯтПРИ ЭТОМ На ВЫХОДЕ УСИЛИТЕЛЯ / т 1 тот)мируетс я стяг нал равный нулю . В 30 т 4 1 тГ3 т НЩЩпт 4 да аз .00./ ЗС СЛ 1 аЕ ВЬХОПНЫЕ СИГЧаЛЫ КОМПаРатО 13 и 14 замыкают клют 1 И 18 и 1схеть :.О )ри любых изменениЯх урОВня. Гак как на Выходах устрОЙства Ч и Одновибратора 12 2 тормируются сигналты при каждом,цискретном изменении уровня независимо от гого уменьшается ;лн увеличизается измеряем=й уровень. ТО, слРДОВат ="льно, в устрОЙстВе 15 апСываатся ПрИ ХаждОМ ИЗМЕНЕНИИ зыхздного сигнала п 1 зсОбразОВате 21 Я:тоПРВВа К ВЫХОДНОМУ "ИГНаЛУ УРОЬ"ЕРа т Ран НВ.Я РаЗНОСТИ ВЫХОДНЫХ сит"алов преобразователей 5 и 4, Р., так как Выходной сигнал устроЙства :.О равен сумме выходных сигналов пре-,бс,;,зоватеттн 4 и УстРойства. 3 Бт тоь хдт н 0 Й с ин а 1 у т) 0 В н е м е 0 а В .= О 1 т;Л,: Е ОВВР 1 ВЫХОДНОМ СИГпаЛУ гРЕаким: ОбРа 3 Ои т Б ПРеДлаг ее рсвнемере обеспечивается выс:".ВДЕЖНС Ь ЗМЕРЕНИЯт Тах Как эго Выходе бстрмируется ластов пал ттноорма 1 ия об измеряемом т 1 ажЕ ПРИ От 1:а 3 а Х стызытВВЮШНХ У