Цифровой уровнемер

СОЮЗ СОЗЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(59 С 01 Р 23/12 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУТО ГОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент США 9 3685353,кл. 73-313, 1972.2. Авторское свидетельство СССРВ 787902, кл. С 01 Г 23/12, 1976(54)(57) ЦИФРОВОЙ УРОВНЕМЕР, содержащий трубу, смонтированную в емкости, кольцевой магнит с поплавком, подвижно обхватывающим трубус подвижной штангой, расположенныев ней герметизированные магнитоуправляемые контакты, рассредоточенные по высоте штанги с дискретомстаршего разряда и соединенные общимтоководом, привод возвратно-посту. пательного движения штанги и преобразователь перемещения штанги,триггер, один из входов которого соединен с выходом формирователя наличинапряжения питания, а выход - свходом элемента И, общий токовод,связанный с входом формирователя наличия напряжения и через диоды илинии связи - с пультом контроля,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,июЯОа 1 1 1 2235 с целью повышения точности уровнемера без увеличения числа герметизированных магнитоуправляемых контактов и соединительных приводови увеличения надежности устройства,он снабжен преобразователем позиционного унитарного кода в двоич"ный код, преобразователем параллель"ного кода в последовательный, тремяэлементами ИЛИ, формирователемимпульса и двумя ключами, при этомвыходы герметизированных магнитоуправляемых контактов подключены квходу преобразователя позиционногоунитарного кода в двоичный код,выходы которого соединены с входамипреобразователя параллельного кодав последовательный и первого элемента ИЛИ, выход последнего подклю"чен к входу формирователя импульса,соединенного с стробирующим.входомпреобразователя параллельного кодав последовательный и входом второгоэлемента ИЛИ, к другому входу которого подключен выход логическогонуля преобразователя параллельногокода в последовательный, а выходлогической единицы последнего подключен к входу третьего элемента ИЛИ, к второму входу которогоподключен выход элемента И, выходывторого и третьего элементов ИЛИсоединены с управляющими входамисоответствующих ключей, соединенныхс линиями связи.35 .2другому входу триггера подключен вы ход формирователя импульсов наличия напряжения в цепях питания 21.Каждая точка старшего разряда уровня определяется группой герконов, состоящей иэ пяти герконов, размещенных по длине штанги так, чтобы импуЛьсы, коммутируемые ими, не сливались, Так, например, группа герконов, набранная из герконов типа КЭИ"2, занимает длину 25 см плюс клеммы крепления проводников, получается датчик кода метра длиной 30-35 см. Так как расстояние между лидирующими герконами равно, например, 1 м,.то ход поршня получается равным. сумме расстояния между герконами плюс длина датчика кода метра, т.е. 1350 мм, Но встречаются производства, когда емкости, в которых необходимо контролировать уровень, расположены в помещениях, и расстояние между верхней частью емкости,и потолком не позволяет разместить уровнемер такого типа.Недостатком уровнемера, кроме того, является наличие большого, числа герконов на одну контролируе". мую точку старшего разряда. Так, например, при диапазоне измерения 10 м с располбжением групп герконов через 0,5 м по 5 шт. в группе необходимое количество равно 100 герконов, что удорожает уровнемер, снижает его надежность работы.Целью изобретения является повышение точности уровнемера без увеличения числа герметизированных магнитоуправляемых контактов и повышение надежности устройства.Поставленная цель Достигается тем, что цифровой уровнемер, содержащий трубу, смонтированную в емкости, кольцевой магнит с поплав-. ком, подвижно обхватывающим трубу с подвижной штангой, расположенные в ней герметизированные магнитоуправляемые контакты, размещены по высоте штанги с дискретом старшего разряда и соединенные общйм тоководом, привод возвратно-поступательного движения штанги и преобразователь перемещения штанги, триггер, один из входов которого соединен с выходом формирователя наличия напряжения питания, а выход - с входом элемента И, общий токовод, связанный с входом формирователя 1 11122Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системахконтроля и учета жидкого химическогосырья и нефтепродуктов в товарныхпарках.Известно устройство для измерения уровня жидких- сред, содержащеемагнитные переключатели, размещенныев трубе, и кольцевой магнитный пойлавок 11.Недостатком устройства являетсяего низкая точность йри измеренииуровня в емкостях, так как дискретмладшего разряда Выполнить меньшее 15, чем размер магнитного переключателяне представляется возможным, крометого, требуется очень большое количество переключатеЛей.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является уровнемер,содержащий трубу, смонтированную вемкости, кольцевой, подвижно обхватывающий трубумагнит, связанный споплавком, группы герметизированныхмагнитных контактов (герконов),расположенные по высоте с определенным шагом и соединяющие общий токовод с другими тоководами в соответ 30ствии с положением по высоте с кодовыми весами 1, 2, 4, 8, приводвозвратно-поступательного движения,шток которого посредством изолятора соединен с тоководами, генераторыпеременного тока, подключенные через35управляемые ключи к отрицательномуполюсу источника питания, а выходами - через усилитель и фильтрк линии связи соединенной с приемЭ40ником с показывающими приборами, ичерез фильтр - с блоком питания,преобразователь перемещения штока,положительные цепи питания генераторов подключены к тоководам, а пре 45обраэователь перемещения штока при"вода подключен,к входу элемента И,выход которого соединен с управляемой цепью ключа, а к второму входуэлемента И подключен выход триггера,второй выход которого подключен к50управляемой цепи другого ключагенераторов, причем к входу триггераподключен дополнительный токовод,соединенный дополнительными герконами, расположенными перед каж 55дой кодовой группой и разнесенными друг от друга с определеннымшагом, с общим тоководом, а к3 11наличия напряжения и через диодыи линии связи - с пультом контроля,снабжен преобразователем позиционного унитарного кода в двоичныйкод, преобразователем параллельногокода в последовательный, тремя элементами ИЛИ, формирователем импульса и двумя ключами,при этом выходыгерметизированных магнитоуправляемых контактов подключены к входупреобразователя позиционного унитарного кода в двоичншй код, выходыкоторого соединены с входами преобразователя параллельного кода в последовательный и первого элемента ИЛИ,выход последнего подключен к входуформирователя импульса, соединенногосо стробирующим входом преобразователя параллельного кода в последовательный и входом второго элемента ИЛИ, к другому входу которогоподключен выход логического нулянреобразователя параЛлельного кода впоследовательный, а выход логическойединицы последнего подключен.квходу третьего элемента ИЛИ, квторому входу которого подключен вы-.ход элемента И, выходы второго итретьего элементов ИЛИ соединеныс управляющими входами соответствую"щих ключей,.соединенных с линиямисвязи,На чертеже изображен предлагаемыйцифровой уровнемер.Уровнемер содержит трубу 1,смонтированную в емкости 2, кольцевоймагнит 3, подвижно охватывающийтрубу 1 и связанный с поплавком 4общий токовод 5, проходящий вдольтрубы 1 и соединенный с линиями 6 и7 связи через диоды 8 и 9. К общемутоководу 5 с шагом, равным дискретустаршего разряда,. подключены. герконы 10-15, вторые электроды которыхсоединены с преобразователем 16 позиционного унитарного кода в двоичный код, выходы которого подключены. к преобразователю 17 параллельногокода в последовательный и через первый элемент ИЛИ 18 - к входу триггера .19 и формирователя 20 импульса,выход которого через второй элемент 21 ИЛИподключен к управляемойцепи ключа 22 формирования единицстаршего разряда и к входу запускапреобразователя 17 параллепьногокода в последовательный, а другойвыход формирователя нулей старшегоразряда через третий элемент ИЛИ 23122354 5 1 О 15 ЪО 25 ЭО Э 5 40 45 50 55 подключен к управляемой цепи ключа 24 Формирования импульсов младшего разряда и нулей старшего разряда. К линии связи подключены Формирователь 25 наличия напряжения питания, выход которого подключен к второму входу триггера 19, и электро- пневматический клапан 26, пневмолинией 27 соединенный с цилиндром 28, установленным на трубе 1, а над поршнем 29 цилиндра 28 смонтирована магнитная рейка 30, вдоль которой расположены магнитные полюса с шагом, равным дискрету младшего разряда. Магнитные полюса рейки 30 контактируют со считывающей головкой 31, выход которой через элемент И 32, второму входу которого подключен выход триггера 19, соединен с третьим элементом ИЛИ 23. Линии 6 и 7 связи соединены с пультом 23 контроля, расположенным во взрывоопасной зоне. Герконы 10-15 закреплены на штанге 34, связанной с поршнем 29.Цифровой уровнемер работает следующим образом.Из пульта 33 контроля по линиям 6 и 7 связи на схему уровнемера подается питание, при этом формирователь 25 наличия напряжения питания импульсом устанавливает триггер 19 в состояние, обеспечивающее на входе элемента И 32 сигнал, соответствующий единице.Одновременно срабатывает электро- пневматический клапан 26, в цилиндр 28 подается сжатый воздух и поршень 29. вместе с герконами 10-15 начинает перемещаться вверх. При этом магнитная рейка 30, перемещаясь вдоль считывающей головки 31, своими магнитными полюсами возбуждает в ней импульсы, которые поступают на вход элемента И 32 и далее через элемент ИЛИ 23 в управляемую цепь ключа 24, который в линии 7 связи формирует импульсы тока, поступающие на вход пульта 33 контроля, где они подсчитываются. Количество импульсов, принятое пультом контроля, пропорционально расстоянию , пройденному герконом 12 до магнитного поля 1 создаваемого магнитом 3 как раз на границе уровня Н. Как только геркон 12 войдет в поле магнита, контакты его замыкаются и на вход преобразователя 16 позиционного унитарногоимпульсы в соответствии с кодом высоты расположения геркона 12, в результате чего на вход пульта 33 контроля поступает информация, содержащая высоту Ь . Принятая высота Ь суммируется с расстоянием 1, результат сложения в виде уровня Н отображается на органах индикации пульта 33 контроля. После обесточивания линий 6 и 7 связи уровнемер возвращается в исходное состояние.Технико"экономический эффект достигается за счет упрощения конструкции уровнемера, что в целом снижает расходы на его изготовление, наладку технологический прогон,снижает затраты на обслуживание и ремонтно-профилактические работы за счет повышения надежности работы, так как значительно снижено количество герконов и паек как элементов ненадежности. Снижение металлоем. кости за счет уменьшения рабочего хода штанги, уменьшение габаритов цилиндра, кожуха, штока дает снижение затрат при изготовлении и удобство йри монтаже и наладке.В целом экономический эффект достигает 14 тыс. руб. в год при выпуске одной партии. 1112235кода в двоичный код поступает сигналстаршего разряда И , в результатечего на выходе появляется сигналко"да, соответствующий высоте расположения геркона 12, который поступает на вход преобразователя 17 параллельного кода в последовательный иодновременно через элемент ИЛИ 18переключает триггер 19 в другое состояние, которое снимает с входа 1 Оэлемента И 32 сигнал высокого уровня (единицу), в результате чего прекращается прохождение импульсовмладшего разряда на вход ключа 24.Одновременно сигналом с выхода элемента ИЛИ 18 запускается формирователь 20 импульса, который переднимФронтом своего импульса через эле-,мент ИЛИ 21 посредством ключа 24Формирования единиц старшего разряда 20по линии 6 связи посыпает токовыйсигнал на вход пульта 33 контроля,который переключается на прием последовательного кода старшего разряда 25Обратным фронтом сигнала формирователя 20 импульса преобразователь17 параллельного кода в последовательный через элементы ИЛИ 21 и 23:ключами 22 и 24 начинает генериро" . 30вать в линиях 6 и 7 связи токовые1112235 Тйраж 609 Подпи фНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., Заказ 6446/27 е 5 т г. Уж ал БШ "П д, ул. Проектная,4 Составитель И. НекрасовРедактор Т. Кугрышева ТехредЖ,Кастелевич, Корректор О. Билак