Измерительный канал дискретного уровнемера

,1154538 4(51) С 01 Р 23/26 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТ УДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско.технологическое бюро промысловой геофизики (53) 681,128.63 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Иф 438883, кл. 6 01 Г 23/26, 1974.2, Авторское свидетельство СССР Иф 78837, кл 6 О Р 23/26, 1949, (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ И КАНАЛ ДИС - КРЕТНОГО УРОВНЕМЕРА, содержащий первичный преобразователь, промежуточный пре. обраэователь, соединенный линией связи с генератором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональ. ных возможностей, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного четырехнолюсника, в раз.рыв цепи конденсаторов которого включенпервичный преобразователь, вход четырехполюсника через первый разделительный конденсатор, а выход непосредственно. соединены двухпроводной линией связи с последовательно соединенными фильтром нижнихчастот, компаратором и двумя инверторами,причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входуфильтра нижних частот, выход которого является выходом измерительного канала, авыходы первого и второго инверторов яв.ляются соответственно вторым и третьимвыходами измерительного канала.30 Поставленная цель достигается тем, что визмерительном канале дискретного уровнемера, содержащем первичный преобразователь,промежуточный преобразователь, соединенныйлинией связи с генератором, промежуточныйпреобразователь выполнен в виде нелинейногодвойного Т-образного четырехполюсника, в Иразрыв цепи конденсаторов которого вклю.чены электроды первичного преобразователя,вход четырехполюсника через первый раздели. Изобретение относится к дискретным измерениям уровней различных сред электрод.ными датчиками по электрическому сопротивлению и по электрической емкости иможет быть применено в дискретных уровнемерах различных сред и раздела фаз меж.ду ними, в условиях передачи сигналов потелефонному кабелю, а также в дозаторахи калибровочных устройствах объема илирасхода. 1 ОИзвестен дискретный злектроемкостнййуровнемер, который содержит мосты переменного тока в виде дифференциальных трансформаторов и опорных конденсаторов, причем число мостов равно числу разрядов кода Грея 11.Однако наличие трансформаторов увеличивает материалоемкость и трудоемкость изго.товлеция, что усложняет и удорожает уровнемер. 20Наиболее близким к изобретению по тех.. нической сущности и достигаемому результатуявляется устройство для контроля дискретныхуровней, в которых колебательцый контургенератора соединен с электродным датчиком, а в цепь питания генератора включенореле, срабатывающее при срыве колебанийот погружения электрода в жидкость илив междуфазовую зону, например воды инефти 12.Недостатками известных устройств являются низкая чувствительность, большое время срабатывания, большая зона цечувствитель.ности, что не позволяет получить высокуюточность отметки быстромецяющегося уровня.Цель изобретения - расширение функци 35опальных вазможностей и унификации сприМенением как в сигцализаторах уровней,так и в цифровых уровнемерах и другихсистемах; минзатюризация (микросхемцоеисполнение без моточных изделий), повы.40щение чувствительности, быстродействия и.надежности с возможностью применения миниатюрных первичных преобразователей, снижение себестоимости канала, включая линию4связи, самоконтроль готовности и диагностика повреждений, многолетняя бесподстроечная эксплуатация,тельный конденсатор, а выход непосредственно соединены двухпроводной линией связис последовательно соединенными фильтромнижних частот, компаратором и двумя инверторами, причем выход генератора подклю.чен через второй разделительный конденса.тор к входу фильтра нижних частот, вы.ход которого является выходом измерительного канала, а выходы первого и второгоицверторов являются соответственно вторыми третьим выходами измерительного канала.На фиг. 1 изображена структурная схемаканала; на фиг. 2 и 3 - варианты подклю.чения первичных преобразователей,.В измерительный канал входят иромежу.точный преобразователь 1 с нелинейнымчетырехполюсником 2, разделительный конденсатор 3, резистор 4, двухпроводная линия 5 связи (цапример, кабельные жилы),в формирователе сигналов второй разделительный коцлецсатор 6 связан с генератором7, цагрузочцый резистор 8, фильтр 9 нижнихчастот, компаратор 10, ицверторы 11 и 12,цепи 13-15 выходных сигналов канала, Сое.дицители 16 и 17 служат для полключецияпервичных преобразователей (электродов 18и 19),Измерительный канал работает следующимобразом.Генератор 7 прямоугольных или сицусоидальных колебаний через емкостно резистивную цепь 6 и 8, линию 5 связи и емкост.цо-резистивцую цепь 3 и 4 питает четырех.полюсцик 2, заряжая отрицательной полуволной левый конденсатор, а положительнойправый. Оба эти конденсатора через резисторы четырехполюсника 1 и линию связи раз.ряжаются на резистор 8 (по схеме суммирования). Таким образом, по линии связи 5течет пульсирующий ток, причем ток переменной составляющей направляется от генератора к датчику, а ток постоянной состав.ляющей - ему навстречу.Напряжение постоянной составляющей нарезисторе 8 выделяется и усиливается фильт.ром 9 нижних частот и подается на входкомпаратора 10 напряжений, который припереходе входного напряжения через нульсрабатывает скачком и выдает выходное на.пряжение через нцверторы 11 и 12 на выходы 13 и 14. Если к соединителю 17 подключен элект. род 18 датчика (первичный преобразователь), то, пока он не коснулся поверхности .жидкости, цепь правого конденсатора четырехполюсника 2 разорвана и на вход фильтра 9 поступает сигнал отрицательной поляр. ности, Если активный фильтр 9 неинвертирую.3щий, то на его выходе 1 акже будет отрицательный сигнал, который через соединитель 15 может быть подан на сигналиэатор го. товности канала, срабатывающий от отрицательных напряжений. При касании электрода 8 поверхности электропроводной жидкости правый конденсатор четырехполюсника заряжается через правый диод и разряжается на общую с левым конденсаторомразрядную цепь, Левый конденсатор заэемлен через конденсатор малой емкости в соединителе 17, Поэтому емкость, действующая в правом плече, значительно больше емкости в левом плече, и появляется положительный сигнал на входе и выходе фильтра 9, срабатывает компаратор 1 О и через инверторы 11 и 12 выдает на выход 13 сигнал "Взлив", При снижении уровня и отрыве его от электрода 18 канал возвращается в исхоцное состояние, на выходе 13 сигнал вэлива пропадает, а на выходе 14 возникает сигнал "Слив", появляется также сигнал готовности на выходе 15. Если активный фильтр 9 инвертирующий, то электрод 19 присоединяется к левому конденсатору через контакт 1 б соединителя, а цепь правого конденсатора заземляется через контакт 17 соединителя и конденсатор малой емкости фиг. 2).В случае использования предложенного устройства в цифровом уровиемере дискретные емкостные первичные преобразователи 18 и 19, расположенные по высоте измеря. емого уровня, включены в разные плечи через контакты соединителей 1 б и 17 фиг. 3), Когда преобразователи 18 и 19 ие заполнены жидкостью, выдается сигнал 1154538 4со знаком минус (разбаланс четырехполюсника обеспечивается тем, что емкость пре.образователя 19 больше, чем преобразователя 18 конструктивно), По мере наполнения жидкости и поднятия ее уровня по.очередно увеличивается емкость то правого,то левого плеча (преобразователей 18 илн19) и соответственко выдаются сигналы тоположительной, то отрицательной полярности.Последовательность поступления сигнала можетбыть задана в любом требуемом законе ко.дировання,Для больших резервуаров выколкекие преобразователей 18 и 19 в виде одного агре.гата затруднительно н здесь более удобенвторой вариант, по которому преобразователь 18 состыкован с одним промежуточным преобразователем (фиг. 1), а преобразователь 19 состыкован с другим промежуточным преобразователем фиг. 2), причемоба промежуточных преобразователя присоединены к одной и .той же линии связи,Первый преобразователь подает положительныесигналы, а второй - отрицательные.Указанные особенности предлагаемого канала снижают до мииимума стоимостьего аппаратуры и лики связи, а также сто.имость (трудоемкость) эксплуатации, позволяя унифицировать кокструкции уровне 30 меро Применение в импульсных дозаторах имикродозаторах жидкости повышает точностьдозирования и качество продукции в хими.35ческой, фармацевтической и других отрасляхпромышленности, в медицине и при научныхисследованиях.