Оптический индикатор уровня жидкости

(51) 5 ЕТЕ ЗО ОПИСАН ВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ОПТИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР УРОВНЙ ЖИДКОСТИ(57) Использование: оптический индикатор . уровня жидкости относится к приборостроению и предназначен для индикации уровня агрессивных и взрывоопасных жидкостей квалификации ОСЧ в герметичных емкостях. Сущность изобретения; оптический индикатор уровня жидкости содержит отражатель 1, представляющий собой вертикально установленную тефлоновую пластину, помещенную в контролируемую емкость 2 вблизи от ее освещенной стенки 3, на которой установлены три фотоэлектрических преобразователя 1 ФП) 4; 5 и 6. при- г чем ФП 4 установлен ниже оптической оси .лазера 7, расположенной в горизонтальной плоскости к ФП 5 и ФП 6 установлены один над другим на стенке 3 выше оптической оси лазера 7. К выходам ФП 4, 5 и 6 подключены соответственно первый, второй и третий компараторы 8, 9 и 10, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора 11, к первому информационному выходу которого подключена первым входом схема И 12, выход которой соединен с первым индикатором 13, к второму информационному выходу дешифратора 11 по, ключены второй индикатор 14, к третьему информационному выходу дешифратора 1;подключены третий индикатор 15 и первый вход статического триггера 16, второй вход которого соединен с четвертым информационным выходом дешифратора 11., причем к (прямому выходу статического триггера 16 подключен четвертый блок индикации 17, а к инверсному - второй вход схемы И 12, 1 ил.Изобретение относится к приборостроению и предназначено для индикации уровня агрессивных жидкостей квалификации ОСЧ в герметичных емкостях из материалов, обладающих большим светорассеянием,Известен индикатор уровня жидкости, который включает стеклянный указатель уровня жидкости, в котором контролируемый уровень жидкости нахоДится между источником света и фотоэлектрическим преобразователем, соединенным с усилителем, к выходу которого подключены контролирующий прибор и усилитель источника света;Недостаток известного индикатора уровня жидкости состоит в том, что он не может быть использован для контроля агрессивных жидкостей, например плавиковой кислоты, а также жидкостей, обладающих большой оптической плотностью,и в емкостях, изготовленных из материалов,обладающих большим светорэссеянием,Наиболее близким к предлагаемому является оптоволоконный индикатор уровня, содержащий контролируемую емкость с установленным на ее боковой стенке прозрач, ным окном, против которого установлена светоотражающая пластина, источник светового пучка, оптоволоконный жгут, подведенный к прозрачному окну. и матричному светоприемнику,Недостаток устройства состоит в том, что оно не может бытЬ использовано для индикации уровня жидкостей в емкостях, стенки которых выполнены из материала, обладающего большим светорассеянием,Цель изобретения - расширение области применения и повышение технологической надежности.Поставленная цель достигается тем, что оптический индикатор уровня жидкости в емкостях, изготовленных из матеоиалов, обладающих большим светорассеянием, содержащий источник светового пучка, приемники света и вертикально установленную вблизи стенки емкости светоотражающую пластину, содержит игточник света (лазер), оптическая ось которого перпендикулярна стенке емкости, а в качестве приемников света использованы фотоэлектрические преобразователи, установленные один над другим с наружной стороны непрозрачной стенки контролируемой емкости так, что первый находится ниже линии оптической оси источника света, а второй и третий - выше, при этом к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователей .подключены соответственно10 20 25 30 первый, второй и третий компараторы, соединенные своими выходами с информационными входами дешифрэтора, к первомуинформационному выходу которого первым входом подключен конъюктор, соединенный своим выходом с первым блоком индикации, к второму информационному выходудешифрэтора подключен второй блок индикации, к третьему информационному выходу дешифратора подключены третий блокиндикации и первым входом статический триггер, соединенный вторым входом с четвертым информационным выходом дешифратора, причем к прямому выходустатического триггера подключен четвертый блок индикации, а к его инверсному выходу вторым входом подключен конъюктор и фотоэлектрический преобразователь,введены дополнительно отражатель света, выполненный в виде вертикально установленной тефлоновой пластины, помещенной внутри контролируемой емкости вблизи от ее освещенной стенки, на внешней стороне которой ниже оптической оси лазера, установленного в горизонтальной плоскости, напротив отражателя установлен первый фотоэлектрический преобразователь, а выше оптической оси лазера на освещенной стенке напротив отражателя один над другим установлены соответственно второй и третий фотоэлектрические преобразователи, при этом к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователеи подключены соответственно первый,второй и третий компараторы, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора, к первому информационному входу которого первым входом подключен конъюктор, соединенный своим 40 выходом с первым блоком индикации, к второму информационному выходу дешифратора подключен второй блок индикации, ктретьему информационному выходу дешифратора подключены третий блокиндикации и первым входом статический триггер, соединенный вторым входом с четвертым информационным выходом дешифратора, причем к. прямому выходу статическоготриггера подключен четвертый блок индика 50 ции, а к его инверсному выходу вторым входом подключен конъкрктор,На Фиг, 1 представлена блок-схема оп-.тического индикатора уровня жидкости.Схема содержит отражатель 1, представляющий собой вертикально установленную тефлоновую пластину, помещенную в контролируемой емкости 2 вбл зи от ее освещенной стенки 3, на которой напротив отражателя 1 установлены первый, второй и третий фотоэлектрические преобразователи 4, 5 и 6, причем первый фотоэлектрический преобразователь 4 установлен ниже оптической оси лазера 7, а второй и третий фотоэлектрические преобразователи 5 и б установлены один над другим на освещен ной стенке 3 выше оптической оси лазера 7, причем к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователей 4, 5 и 6 подключены соответственно первый, второй и третий компараторы 8,.9 и 10, сое диненные своими выходами с информационными входами дешифратора 11, к первому информационному выходу которого подключен первым входом конъюнктор 12, соединенный своим выходом с первым 15 блоком 13 индикации, к второму информационному выходу дешифратора 11 подключен второй блок 14 индикации, к третьему информационному выходу дешифратора 11 подключены третий блок 15 индикации и 20 первым входом статический триггер 16, соединенный вторым входом с четвертым выходом дешифратора 11, причем к прямому выходу статического триггера 16 подключен четвертый блок 17 индикации, а к инверсно му - вторым входом конъюнктор 12.Предлагаемый оптический индикатор уровня жидкости работает следующим образом.Луч света лазера 7 г адает под прямым 30 углом к поверхности стенки 3 контролируемой емкости 2, При этом рассеянный стен-кой.3 свет отражается от тефлонового отражателя 1 и подсвечивает ее изнутри.Прошедший через стенку 3 отраженный 35 свет лазера 7 фиксируется с помощью установленных на ней фотоэлектрических преобразователей 4, 5 и б.Когда зеркало контролируемой жидкости находится ниже уровня, на котором ус тановлен первый фотоэлектрический преобразователь 4, то при этомбудут освещены все три фотоэлектрических преобразователя 4, 5 и 6 и на их выходах сформируются сигналы высокого уровня, а 45 на выходах компараторов 8, 9 и .10 сформируются уровни лог, "1". При этом на выходах дешифратора 11, 01, 02, 03 и 04 сформируются логические уровни в соответствии с позицией М 1 таблицы истинности, из кото рой следует, что на прямом выходе статического триггера 16 и на втором, и третьем выходах дешифратора 11 будут иметь место уровни логических нулей, а на инверсноМ выходе статического триггера 16 и в первом 55выходе дешифратора 11 будут иметь место уровни лог."1". При этом на выходе конъюнктора 12 также сформируется уровень лог."1", с помощью которого будет включен первый блок 13 индикации, сигнализирующий о том, что уровень контролируемой кидкости в емкости 2 ниже заданного.При достижении зеркалом контролируемой жидкости уровня, на котором установлен первый фотоэлектрическийпреобразователь 4, рассеянный свет лазера7 будет отражаться поверхностью жидкости, благодаря чему освещенность первогофотоэлектрического преобразователя 4снизится и на его выходе при этом сформируется сигнал низкогоуровня. а йавыходе. первого компараторэ 8 сформируется уровень лог, "1",При этом будет включен второй блок 14индикации, сигнэлизируЮщий о том, чтоуровень контролируемой жидкости близок кзаданному.При достижении зеркалом контролируемой жидкости уровня, задаваемого оптической осью лазера 7, за счет внутреннегоотражения рассеянного света поверхностью жидкости освещеностьпервого фото-,электрического преобразователя вновьувеличится, а освещенность второго и третьего фотоэлектрических преобразователей 5и б снизится,При этом на выходе первого компараторэ 8 сформируется уровень лог, "1", а на,выходе второго и третьего Компаратооов 9 и10 сформируются уровнь лог; "О", В данномслучае на третьем информационном выходедешифратора сформируется уровень лог;"1", с помощью которого будет включен третий блок 15 индикации уровня, сигнализирующий о достижении контролируемойжидкостьо заданйого уровня,Кроме того, в этом случае подтвердитсясостояние статического триггера 16, при котором. на его прямом выходе имеет местоуровень лог. "0", а на инверсном - уровеньлог. "1".Если уровень анализируемой жидкостипревысит заданный, то ее зеркало будет находиться на высоте второго фотоэлектрического преобразователя 5, освещенностькоторого при этом возрастает и на его вь.ходе сформируется сигнал высокого уровня,На четвертом информационном выходедешифратора 11 сформируется уровень лог,"1", с помощью которого статическ й триггер 16 перейдет в состояние, при котором нэего прямом выходе сформируется уровеньлог, "1", а на инверсном - уровеньлог, "О".В данном случае будет включен четвертый блок 17 индикации. сигнализирующий опревышении контролируемой жидкостьюзаданного уровня, э нэ выходе конъюнктора12 будет иметь место уровень лог, "0" независимо от состояния первого информацион-ного выхода дешифратора 11.1747924 Составитель Я,ВиленскийТехред М,Моргентал Корректор М,Шароши Редактор А.Долинич Заказ 2494 Тираж,. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патен", г, Ужгород, ул.1 агарина, 101 В случае, когда зеркало контролируемой жидкОсти поднимется выше уровня, накотором установлен третий фотоэлектрический преобразователь 6, на выходах всехфотоэлектрических преобразователей 4, 5 и6 сформируются сигналы высоких уровней,а на выходах компараторов 8, 9 и 10 - уровни лог. 1При этом на первом информационномвыходе дешифратора 11 и прямом выходестатического триггера 16 будут иметь местоуровни лог, "1", а на инверсном выходе статического триггера 16 уровень лог, "0".В данном случае по-прежнему будет оставаться включенным четвертый блок индикации, сигнализирующий о превышениижидкости заданного уровня, а на выходеконъюнктора 12, подключенного вторымвходом к инверсному выходу статического,триггера 16, будет иметь уровень лог. "О",при этом первый блок 13 индикации будетоставаться выключенным.При снижении уровня контролируемойжидкости до заданного на третьем информационном выходе дешифратора 11 вновьсформируется уровень лог, "1".При этом включится третий блок 15 индикации, а статический триггер 16 перейдетв состояние, при котором на его инверсномвыходе сформируется уровень лог, "1", а напрямом - уровень лог, "0",В данном случае четвертый блок 17 индикации будет выключен, 3 на втором входеконъюнктора 12 будет иметь место лог. "1".Таким образом, предлагаемый оптический индикатор уровня позволяет контролировать уровни агрессивных, ядовитых ивзрывоопасных жидкостей квалификации ОСЧ в герметичных емкостях, изготовленных, например, из политетрафторэтиленабез нарушения их целостности.К дополнительным преимуществам5 предлагаемого устройства можно отнестивозможности индикации уровня как прозрачных, так и непрозрачных жидкостей в,объемных дозаторах.Формула изобретения10 Оптический индикатор уровня жидкости, содержащий источник света, фотоприемники и вертикально расположеннуюсветоотражательную пластийу, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения15 точности, в него введены первый, второй итретий компараторь 1, дешифратор, элементИ, статический триггер, первый, второй, третий и четвертый индикаторы, причем оптическая ось источника света расположена20 перпендикулярно светоотражательной пластине, а три фотоприемника установленытак, что первый находится ниже оптическойоси источника света, а два других находятсявыше нее один над другим, при этом к выхо 25 дам фотоприемников подключены соответственно первый, второй и третийкомпараторы, выходы которых. подключенык информационным входам дешифратора,первый выход которого подключен к перво 30 му входу элемента И, выход которого подключен к первому индикатору, второй выходдешифратора подключен к второму индикатору, третий выход дешифратора подключенк третьему индикатору и первому входу ста 35 тического триггера, к прямому выходу которого подключен четвертый индикатор, а кинверсному выходу подключен второй входэлемента И,