Цифровой оптический уровнемер

СОЮЗ СОВЕТСНИХШИДИПИИШИРЕСПУБЛИН 93 (И) ЫОС 01 Г 232 ПИСАНИ ин СССР975 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ(прототип),(54)(57) ЦИФРОВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ УРОВНЕ"МЕР, содержащий передающий и прини"мающий волоконные оптические кабели,измерительную штангу, в которой размещены с зазором друг против другалинейки из торцов оптических волокон, и помещенный между этими линейками непрозрачный поплавок, и электронную измерительную схему, состоящую иэ соединеного с выходом принимающего кабеля фотоприемника, генератора импульсов, счетчика импульсов с дешифраторами и цифровых индикаторов, ключей и схемы задержки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения устройства, онснабжен распределителем светотыхимпульсов, делителем частоты, двумя триггерами управления и схемой И, причем выход фотоприемника через усилитель и первый ключ соединен с входом счетчика импульсов и параллельно через первую схему задержки со стоповым входом первого триггера управления, входные концы волокон передающего оптического кабеля связаны с выходами распределителя световых импульсов, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, синхронизирующим входом распределителя и с импульсным входом второго ключа, выход которого подсоединен через вторую схему задержки к первому входу схемы И и непосредственно кР пусковому входу первого триггера управления, выход которого соединен с вторым входом схемы И, выход которой подсоединен к стоповому входу второго триггера управления, выход делителя частоты подсоединен ф к шине сброса счетчика в нулевое положение и через третью схему задержки к пусковым входам распре.делителя импульсов и второго триггера управления, выход которого подключен к управляющим входам обоих ключей, 187" б 8410 Укаэанная цель достигается тем, что уровнемер снабжен непрозрачным поплавком и вторым принимающим волоконным оптическим каб=лем, входные торцы которого расположены в виде линейки с шагом дискретности, равным шагу линейки выходных торцов 60 передающего волоконного оптического кабеля, размещенных в измерительнойштанге таким образом, что входныеторцы принимающего кабеля расположе Изобретение относится к автоматике и телемеханике, предназначенодля автоматического измерения уровня прозрачных и полупрозрачных жидкостей в емкостях и может найти применение для измерения уровня нефтепродуктов в стационарных емкостях,в баках и цистернах подвижных транспортных средств, а также для измерения уровня сжиженных газов и уровняагрессивных и взрывоопасных жидкостей.Известен дискретный уровнемер,содержащий передающий и принимающийволоконные оптические кабели, торцыволокон которых образуют две линейки с одинаковым шагом дискретности,расположенные напротив друг другавдоль измерительной штанги, и поплавки, расположенные в пространстве между линейками торцов волокон.Устройство обеспечивает измерениеуровня прозрачной и полупрозрачнойжидкости 1 .Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяцифровой прибор для измерения уровня непрозрачных жидкостей, содержащее измерительную трубку, выполненную в виде зеркального полого световода с прозрачным продольным окном,вдоль которого установлены входныеторцы волокон принимающего оптического кабеля, источник светового излучения, расположенный в верхней части полого световода, и электроннуюизмерительную схему, включающую набор Фотоприемников, соединенных повходу с выходами принимающего оптического кабеля, генератор импульсов, счетчик импульсов, дешифраторы, ключи, регистр, собирательную 40схему, схему задержки, цифровые индикаторы 2 .Однако известный прибор не обеспечивает измерения уровня прозрачныхжидкостей и имеет сложную измерительную схему, обусловленную наличием фотоприемников, число которыхравно числу шагов дискретности,уровнемера.Целью изобретения является упрощение электронной измерительнойсхемы устройства, обеспечивающегоизмерение уровней прозрачных и полупрозрачных жидкостей. нЫ напротив выходных торцов волокон передающего кабеля с зазором, в который входит шторка поплавка, распределителем световых импульсов, делителем частоты, двумя триггерами управления и схемой И, причем выходной конец принимающего кабеля соединен с входом фотоприемника, выход которого через усилитель и ключ соединен со счетчиком импульсов и параллельно через первую схему задержки со стоповым входом первого триггера управления, входные концы волокон второго оптического кабеля связаны с выходами распределителя световых импульсов, синхрониэирующий вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов непосредственно, а к пусковому входу - через делитель частоты, выход которого подключен также к пусковому входу второго триггера управления н к шине сброса счетчика, выход генератора импульсов подсоединен к импульсному входу второго ключа, выход которого соединен с пусковым входом первого триггера управления и параллельно через вторую схему задержки с первым входом схемы И, второй вход которой подключен к выходу первого триггера управления, а выход - к стоповому входу второго триггера управления, выход которого подсоединен к управляющим вхоцам обоих ключей.На. Фиг. 1 представлена структурная схема цифрового оптического устройства, на Фиг. 2 - структурная схема распределителя световых импульсов.Цифровой оптический уровнемер со- держит измерительную штангу 1, волоконные оптические кабели 2 и 3, генератор 4 импульсов, делитель 5 частоты, распределитель 6 световых импульсов, фотоприемник 7, усилитель 8, схему И 9, схемы 10-12 задержки, ключи 13 и 14, триггеры 15 и 16 управления, счетчик 17 импульсов, дешифраторы 18, цифровые индикаторы 19. Измерительная штанга 1 представляет собой прямоугольную или другой формы трубку 20, в которой размещены линейка 21 из выходных торцов передающего волоконного оптического кабеля 3, линейка 22 из входных торцов принимающего волоконного оптического кабеля 2 и поплавок 23, несущий на себе шторку 24. Обе линейки 21 и 22 разделены узким зазором, в который входит шторка 24 поплавка 23. Торцы волокон в линейке 21 и в линейке 22 уложены с одинаковым интервалом напротив друг друга, Штанга имеет отверстие 25, на входе которого установлен Фильтр 26, Выходной конец волоконного оптического кабеля 2 связан с входом Фотоприем 1075084ника 7, выход которого через усили" тель 8 подсоединен к импульсному входу ключа 13, а выход последнего подключен к счетному входу счетчика 17 импульсов и через схему задержки 11 к стоповому входу триггера 15 управления. Выход генератора 4 импульсов подсоединен к синхрониэирующему входу распределителя б световых импульсов, импульсному входу ключа 14, через делитель 5 частоты к шине 10 сброса в нулевое положение счетчика 17 и далее через схему 10 задержки к пусковому входу распределителя б, к пусковому входу триггера 16 управления, 15Входные . концы волокон кабеля 3 связаны с выходами распределителя б световых импульсов, Выход клю" ча 14 подсоединен непосредственно к пусковому входу триггера 15 и че 20 рез схему 12 задержки, к первому входу схемы И 9, к второму входу которой подсоединен выход триггера 15. Выход схемы И 9 подсоединея к стоповому входу триггера 16, выход которого подключен к управляющим входам ключей 13 и 14.Распределитель световых импульсов может иметь различную конструкцию. Ва фиг. 2 изображен вариант З 0 структурной схемы электронного распределителя б. Она состоит из сдвигового регистра, выполненного на триггерах 271, 272 27, где и - количество шагов уровнемера, набора схем И 28, 28 28,набора светодиодов 291, 292 29 и эле мента 30 задержки, Синхронизирующий вход СИ .распределителя бсоединен с выходом генератора 4 импульсов, а вход фПуск" - с выходом делителя 5. 40Уровнемер работает следующим образом.Генератор 4 выдает импульсы на синхронизирующий вход распределителя 6 световых импульсов и на вход 45 делителя 5. С выхода делителя 5 следуют импульсы с периодом, который превышает период импульсов генератора 4 в число, в несколько раз превосходящее общее число шагов дискретности уровнемера. Импульс делителя 5 сбрасывает в нулевое положение счетчик 17, переключает триггер 16 в положение, при котором открываются ключи 13 и 14, и запускает распределитель б световых импульсов. В результате через ключ 14 проходит первый тактовый импульс, который переключает триггер 15 в положение, при котором с него, подается высокое напряжение на схему И 9, и параллельно запускает схему 12 задержки. Одновременно первый световой импульс распределителя засвечивает первый торец волокна кабеля 3. Этот импульс поступает по первому волокну кабеля 3 в линейку 21 измерительной штанги 1, проходит через зазор, наполненный жидкостью, и попадает на входной торец волокна линейки 22 кабеля 2. В результате с выхода фотоприемника 7 электрический импульс поступает через усилитель 8 и через открытй ключ 13 на вход счетчика 17 и параллельно через схему 11 задержки на стоповый вход триггера 15 и опрокидывает его в положение, при котором снимается высокое напряжение со входа схемы И 9. Поскольку время задержки схемы 12 превышает время задержки схемы 11, то появившийся импульс не пройдет через схему И 9, следовательно, ключ 13 останется в открытом положенииТакой процесс счета происходим до тех пор, пока не дойдет очередь до той пары волокон в линейках 21 и 22, которые окажутся перекрытыми шторкой 24 поплавка 23. В этом случае световой импульс в кабель 2 не поступит и, следовательно, триггер 15 останется в положении, при котором с него подается высокое напряжение на схему И 9. В результате при появлении импульса на выходе схемы 12 задержки схема И 9 переключает триггер 16 в положение "Стоп", при котором ключи 13 и 14 закрываются и остаются в этом положении вплоть до появления следую,щего пускового импульса, выдаваемого делителем 5 частоты.Технико-экономическая эффектив-,. ность предлагаемого устройства состоит в том, что упрощается электронная измерительная схема уровнемера, позволяющего измерять дискретно уро" вень прозрачных и полупрозрачных жидкостей.1075084 Составител Техред М. Ге Редактор Н.Лаэаренк Подписное аэ 488 д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проек НИИПИ Государст по делам иэоб 13035, Москва,