Система дискретного измерения запаса топлива

О П И С А Н И,цп 746195ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.2 С 01 Р 23/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СИСТЕМА ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАСА ТОППИВА Изобретение относится к контрольно-измерительнои технике и может быть использовано для измерения и указания уровня жидкости.Известны уровнемеры, содержащие чувствительный элемент, который совместно с обмотками силового трансформатора источника питания образует мостовую схему, выход которой через пороговыи элемент подключен к выходному элементу 1.Недостатком таких уровнемеров является ложное срабатывание при колебании жидкости в контролируемом резервуаре и, как следствие, выдача ложной информации о,количестве жидкости в резервуаре. Н аиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является устройство, содержащее двухобмоточные индукционные поплавкэвые датчики уровня по числу каналов, которые включены параллельно и являются плечами дифференциальных схем, вторыми общими плечами которых служат два плеча вторичной обмотки трансформатора питания, выполненного со средней точкой, а в диагональ каждой иэ схем между выходами обмотки датчика и средней точкой обмотки трансформатора включен пороговый элемент, выход которого через накопитель подсоединен к элементу памятии переключающий элемент (2Известное устройство имеет большое количество связей между датчиком и вторичной аппаратурой, большой объем оборудования и не обеспечивает воэможность настройки системы по оптимальному соотношению быстродействия и точности динамики объекта.15Например, при заправке и сливетоплива, при различной колебательности периода стоячей волны, контролируемой жидкости в резервуаре 20 и т.п,Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять контроль исправности датчиков (обрыв 25 и короткое замыкание) и вторичнойаппаратуры в различных режимаХ работы, т.е. известное устройство не обеспечивает контроль без нарушения гальванической связи измерительной ЗОПеречисленные причины ухудшают = эксплуатационные параметры системы измерения уровня.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, обеспечения контролеспособности в разных режимах работы и сокращения числа измерительных каналов.Поставленная цель достигаетсятем, что накопитель выполнен ревер-.сивным с инвертором, включенныммежду входом вычитания и сложениянакопителя, а система дополнительно снабжена блоком выборки с задатчиком коэффициента соотношения быстродействия и точности, трансформатором, первичная обмотка которогочерез переключающий элемент подсоединена к первичной обмотке трансформатора питания, а вторичные егообмотки включены последовательномежду выходами вторичных обмотоктрансформатора питания и объединенными концами обмоток датчиков, приэтом нагруэочные плечи каждой диф"ференциальной схемы образованы параллельным включением обмоток двух нерядом стоящих встречно включенных датчиков, выходы датчиков каждойдифференциальной схемы, число дифФеренциальных схем соответствует чис"лу разрядов кода, при этом задатчиккоэффициента соотношения быстродействия и точности соединен с входомпереключающего элемента, другим выходом с входом блока выборки, который сигнальным входом соединен странсформатором питания, а выходыс объединенными входами элементовпамяти и счетными входами накопителей,входы сложения которых соединены с выходом соответствующих пороговых элементов.На чертеже представлена электрическая схема системы измерения запаса топлива.Система содержит трансформаторы1 и 2, переключающий элемент 3, эадатчик 4 коэффициента соотношениябыстродействия и точности, блок 5выборки, двухобмоточные индукционные поплавковые датчики б -бб уровня, образующие дифференциальные схемы с общими для всех двумя плечами, образованными выходной обмоткойтрансформатора 1 со средней точкой,два других плеча каждой схемы образуют обмотки б соответствующихдатчиков, пороговые элементы 7, инверторы 8, реверсивные накопители 9,элементы 10 памяти, причем задатчик4 коэффициента соотношения быстро".действия и точности соединен с блоком 5 выборки, который соединен свходами элементов 10 памяти и собъединенными счетными входами реверсивных накопителей 9. Обмоткидатчиков б соединены с входами пороговых элементов 7 и через них с входами сложения накопителей 9 и вхо:;дами инверторов 8.,Входы сложения накопителей соединены через инверторы 8 со своимивходами вычитания,Система работает следующим образом.Если в системе с 5-ю датчикамини один из датчиков уровня не погружен в жидкость, то все дифференциальные схемы уравновешены. Это соответствует кодовой комбинации 000,которая снимается с элементов 10 памяти,При погружении первого датчика буровня в контролируемую жидкость15 происходит изменение соотношенияплеч двухобмоточного индукционногопоплавкового датчика уровня, котороеприводит к разбалансу схемы, Напряжение разбаланса с выхода схемы пос 2 О тупает на вход порогового элемента7, который формует на выходе однополярные импульсы прямоугольной формы, той же последовательности, что ивходной сигнал.25 Выходные однополярные импульсы сПорогового элемента поступают на входсложения и через инвертор 8 на входвычитания реверсивного накопителя 9,На счетный вход реверсивного накопителя поступают импульсы с блока 5выборки, работа которого синхронизирована частотой общего источникапеременного напряжения, Частота выходных импульсов выборки измеряет 35ся по команде поступающей с задатчика 4 коэффициента соотношения1быстродействия и точности . В моментодновременного появления импульсовна счетном входе и входе сложенияв память накопителя записывается 1,При достижении числа импульсов внакопителе величины порога, с выхода накопителя выдается сигнал навключение элемента памяти. При включении элементапамяти на его выходе45 появится высокий потенциал - логическая 1, который указывает,что датчик, погружен в среду. Следовательно, выходная информация системы изменится и станет 001,При последовательном погружениивторогб и третьего датчиков в средупроцесс срабатывания аналогичен ина выходе информация соответственнопримет вид 011, 111.Обмотка четвертого Датчика по отношению к обмотке первого датчикавключена встречно, а средняя точка4-го датчика соединена с средней точкой первого датчика (такое объединение обмоток датчиков условно названо60 группой).В результате взаимодействия сигнала с обмоток первого и четвертогодатчика, при условии, что они обапогружены, на выходе дифференциаль 65 ной схемы будет нулевой потенциал.Контроль э аключаетс я в том, что включением элемента 3 подается напряжение на дополнительный трансформатор 2, Напряжение на его обмотках складывается, вычитается с напряжением основного трансформатора, что 60(Схема сбалансирована при залитыхдатчиках), Нулевой разбаланс приводит к тому, что на выходе пороговогоэлемента и входе сложения реверсивного накопителя также будет нулевойпотенциал, а на выходе вычитания нако пителя - логическая 1,Теперь уже при поступлении импульса с блока выборки на счетный входнакопителя на памяти накопителя будет списан импульс, 1 ОПри достижении числа импульсовв памяти н акопит ел я, равным выбранному порогу, с выхода накопителяпоступает сигнал на описание информации с элемента памяти, т . е, навыходе элемента памяти будет потенциал логический 0. Таким образом,включение четвертого датчика соответствует новой комбинации выходного кода 110.20При погружении пятого датчика(объединен в группу с вторым датчиком) процесс аналогичен предыдущему и на выходе системы информациябудет соответствовать коду 100,Однако приведенное соединение 25датчика в группы по два представляет одну из возможных альтернатов,например можно привести другие варианты объединения обмоток датчиковв группы 1 и 3, 1 и 5, 2 и 4, 2 и 5,30и т.д.В результате чего на выходе получается новая комбинация выходногокода. Нельзя объединять в группу двадатчика, идущие непосредственно друг 35за другом, Например, 1 и 2, 2 и 3 иТед.При наличии спектра помех высокочастотных, низкочастотных (колебания измеряемой среды жидкости) сигнал на выходах элементов памяти изменяется только при определенном,равном порогу, превышении уровнядостоверного сигнала над ошибкой,что достигается благодаря тому, что 45полезный сигнал суммируется в накопителе линейно, а помеха - по среднеквадратическому закону, так как попадание сигнала помехи в интервалвремени действия импульса выборки 50является случайной величиной.Для расширения функциональныхвоэможностей и повышения эксплуатационной надежности предусмотренвстроенный контроль, который позволяет периодически проверять работоспособность как датчиков, так ивторичной аппаратуры в процессе работы.приводит к нарушению соотношения.цифференциальной схемыНапример, при контроле 1 разбаланс схемы производят в одном направлении путем согласного включенияобмоток И и Х и встречного включения обмотокЮии Ю,трансформаторов 1и 2.При контроле)1 разбаланс схемыпроизводят в другом направлении,когда встречно включены обмоткиИ и Х и согласно обмотки Х+, ичъЮПри контроле 1 и 11, а также приобрыве и коротком замыкании в обмотках датчика происходит разбалансдифференциальной схемы. Напряжениераэбаланса с учетом фазы анализиру"ют.Информация на выходе элемента памяти при правильной работе должнаудовлетворять условно при контролена всех выходах логической 1и при контроле 11 на всех выходахлогическому 0.Невыполнение требования логической ф 1 и логического 0 соответственно при контроле 1 и Й указывает, что в канале наблюдается .неисправность,Формула изобретения 65 Система дискретного измерения запаса топлива, содержащая двухобмоточные индукционные поплавковые датчики уровня по числу каналов, которые включены параллельно и являются плечами дифференциальных схем, вторыми общими плечами которых служат два плеча вторичной обмотки трансформатора питания, выполненного со сред" ней точкой, а в диагональ каждой из схем между выходами обмотки датчика и средней точкой обмотки трансформатора включен пороговый элемент, выход которого через накопитель подсоединен к элементу памяти, и переключающий элемент, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, обеспечения контролеспособности в разных режимах работы и сокращения числа измерительных каналов, накопитель выполнен реверсивным с инвертором, включенным между входом вычитания и сложения накопителя, а система дополнительно снабжена блоком выборки с задатчиком коэффициента соотношения быстродействия и точности, трансформатором, первичная обмотка которого через переключающий элемент подключена к первичной обмотке трансформатора питания, а вторичные его обмотки включены последовательно между выходами вторичных обмоток трансформатора питания и объединенными концами обмоток датчиков, при этом нагрузочные плечи каждой дифференци746195 Составитель Т. ИноземцеРедактор С. Тараненко Техред Ж. Кастелевич Корректор шетн Тираж 801 дарственного изобретений ква, Ж, Р акаэ 4093/13 ЦНИИПИ Гос по делам 113035, Мопи сно Подомитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 альной схемы образованы параллель"ным включением обмоток двух не рядом стоацих встречно включенных датчиков, выходы датчиков каждой дифференциальной схемы объединены, число дифференциальных схем соответ ствует числу разрядов кода, при этомзадатчик коэффициента соотношениябыстродействия и точности соединенс входом переключающего элемента,.другим выходом - с входом блока выборки, который сигнальным входом соединен с трансформатором питания, а выходом с объединенными входамиэлементов памяти и счетными входаминакопителей, входы сложения кото"рых соединены с выходами соответству"ющих пороговых элементов5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Браславский Д.А. и др. Авиационные приборы. Машиностроение,1964, с. 218.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2423363, кл.С 01 Р 23/24,1976.