Дискретно-аналоговый уровнемер
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
,(56) Авторское свидетельство СССРУ 8155 Оф кл. С 1 0123/12 в 1979.Авторское свидетельство СССР1 ф.96995, кл. 6 0123/10, 1980(54)(57) ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ УРОВНЕИЕР, содержащий первичный преобразователь в виде поплавка с магнитнымсердечником и дифференциально-трансформаторных датчиков, распределенныхвдоль контролируемого диапазона сперекрытием эон чувствительностии имеющих первичную и по три вторичные обмотки, причем первичные обмоткивсех датчиков включены согласно последовательно, две вторичные обмотки - дифференциально, а третьи вторичные обмотки соседних датчиков -согласно последовательно, а такжесодержащий источник возбуждения, измерительные преобразователи, автоматический переключатель из четырех.ключей и покаэываЮщий прибор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения конструкции первичного. преобразователя, повьппения точ-ности и линеарности зависимости аналогового преобразования сигнала уровня, в него введены источник я -1 опорных сигналов, Мкомпаратор,5- ключ, источник двух калиброванныхсигналов, 0 -1 дифференциальная цепь,11-1 инвертор, две схемы ИЛИ, тригг и сумматор, причем первая и втор е обмотки соседних датчиков ключены к управляюей автоматическогоа выход сумматоразывающим прибором. ы которого и им входам кл еричны переключателя,соединен с пока ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТН включены согласно последовательно, распределена по длине датчиков с переменным шагом и их выводы через автоматический переключатель соединены с входом первого измерительного преобразователя, выводы третьих вторичных обмоток соединены с входом второго измерительного преобразователя непосредственно, выход второго измерительного преобразователя соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которь 1 х соединены. с выходами источника (-1 опорных сигна-. лов, выходы компараторов соединены с управляющими входами ключей и свходами дифференцирующих цепей, входы ключей соединены с вторым выходом источника калиброванных сигналов, а выходы - с входами суммато- Мвв ра, два других входа которого соединены соответственно с первым выходом источника калиброванных сигналов, и с выходом первого измерительного преобразователя, выходы дифференцирующих цепей, соединенных с компараторами, имеющими четные номера, соединены с входами первой схемы ИЛИ и с входаМи соответствующих инверторов, выходы которых также соединены с входами первой схемы ИЛИ, выходы дифференцирующих цепей, соединенных с компараторами, имеющими нечетные номера, соединены с входами. второй схемы ИЛИ и с входами соответствующих инверторов, выходы которых .также соединены с входами второй схемы ИЛИ, выходы схем ИЛИ соединены с входами триггера, выхо 1174762Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для точных измерений уровня в аппаратах с высокими температурой идавлением и с высокой физико-химической активностью среды,11 ель изобретения - упрощение конструкции первичного преобразователя,повышение точности и линеарностизависимости аналогового преобразования сигнала уровня.На фиг. изображена функциональная схема уровнемера на фиг,2зависимости выходных сигналов элементов функциональной схемы уровнемера от измеряемого уровня.Формирование выходного сигнала,пропорционального измеряемому уровню, обеспечивается с помощью источника двух калиброванных сигналов, 20ф" 1 ключа и сумматора.Уровнемер содержит первичный преобразователь 1, который состоит изчетырех дифференциально-трансформаторных датчиков с первичными обмотками 2, первыми 3, вторыми 4, третьими 5 вторичными обмотками и общимпоплавком 6 с сердечником из магнитного материала, источник 7 возбуждения первичных обмоток датчиков, вто- З 0рой измерительный преобразователь 8,автоматический переключатель 9,состоящий из первой пары ключей 10и 11, второй пары ключей 12 и 13,источник 14 опорных сигналов, компараторы 15-17, первый измерительныйпреобразователь 18, дифференцирующие цепи 9-21, инверторы 22-24,схемы ИЛИ 25 и 26, триггер 27, источник 28 калиброванных сигналов,аналоговые ключи 29-31, сумматор 32.40Дифференциально-трансформаторныедатчики первичного преобразователя 1расположены по высоте измеряемогоуровня в полости между двумя коаксиальными, герметично свареннымитрубами иэ немагнитной нержавеющейстали. Уровнемер работает следующим образом, 50Изменение уровня контролируемой среды вызывает перемещение поплавка 6, в зависимости от положения которого во вторичных обмотках датчика, в рабочей области которого на ходится поплавок наводится ЭДС, вызываемая электромагнитным потоком, создаваемым током обмотки 2 от источника 7, замыкаемым сердечникомпоплавка б, Величина наводимых ЭДСпропорциональна числу витков вторич.ных обмоток датчиков, которые пересекает электромагнитный потокПриположении поплавка, указанном нафиг,1, на дифференциально включенныхобмотках 3 и 4 наводится ЭДС, близкая по величине к максимальной, наобмотке 5 наводится ЭДС, пропорциональная числу витков обмотки 5 второго снизу датчика. Так как дифференциально включенные и одноименныеобмотки всех датчиков соединены последовательно, а ЭДС наводятся тольков обмотках датчика, в рабочей области которого находится поплавок, тона выходах первичного преобразова-теля 1 присутствуют сигналы, равные ЭДС, которые наводятся во втором снизу датчике, Выходной сигналс обмоток 5 поступает на второй измерительный преобразователь 8 и преобразуется им в сигнал напряженияпостоянного тока, величина которогопропорциональна выходному сигналуобмоток 5. Выход сигнал преобразователя 8 поступает на первые входы компараторов 15-7, на вторые входы которых поступают выходные сигналы источника 14 опорных сигналов.Выходные сигналы компараторов 1517 управляют состоянием ключей 2931 и с помощью дифференцирующих цепей 19-21, инверторов 22-24,схем ИЛИ 25 и 26 и триггера 27 состоянием ключей 10-13 автоматическогопереключателя 9. При положении поплавка, указанном на фиг выходной сигнал преобразователя 8 меньшепо величине выходного сигнала, поступающего с источника 14 опорныхсигналов на входы компараторов 16и 17, и больше по величине сигналов,поступающих на вход компаратора 15.Компараторы 16 и 17 формируют си 1налы, запирающие ключи 30 и 31, акомпаратор 15 формирует сигнал, отпирающий ключ 29. На выходе триггера 27 при этом формируются сигналы,отпирающие ключ 1 О и 11 и запирающие ключи 2 и 13, При ."том на третий вход сумматора 32 через открытый ключ 29 поступает сигнал с выхода источйика 28 калиброванных сигналов, величина которого соответствуетверхнему пределу измерения уровняодного датчика, а на второй вход ключа 31 поступает сигнал, величина которого соответствует половине номинального значения измеряемого уровня одного датчика, На первый вход сумматора 32 поступает сигнал напряжения постоянного тока, преобразованный с помощью первого измерительного преобразователя 18, соответ. ствующий разности ЭДС на обмотках 3 и 4, которая поступает на его вход через открытые ключи 10 и 11. 10Таким образом,.на выходе уровнемера в данном случае форыируется сигнал, равный алгебраической сумме трех сигналов, один из которых пропорционален выходному сигналу вто рого датчика, а сумма двух других равна сигналу, соответствующему уровню в средней точке второго датчика.Полярность выходного сигнала пре.образователя 18 изменяется в зависи О мости от.положения поплавка относительно середины диапазона измерения датчика,в области которого он находится, При нахождении поплавка в нижней части диапазона полярность выходного сигнала преобразователя отрицательна, а при нахождении в верхней части диапазона - положительна,Автоматический переключатель служит для переключения полярности вы- ходного сигнала преобразователя 18 при переходе поплавка границы между двумя смежными датчиками. Переключение полярности выходного сигнала преобразователя 18 при переходе границы смежных участков обусловлено тем, что дифференциально включенные обмотки 3 и 4 смежных датчиков включены согласно. Такое включение обмоток смежных датчиков .выполнено для уменьшения нелинейности характеристик уровнемера, так как при встреч ном включении обмоток 3 и 4 смежных датчиков выходной сигнал преобразователя 18 был бы равен нулю при рас- ф положении поплавка на границе смежных датчиков.4 ВИнверторы 22-24 необходимы в схе- . ме уровнемера для обеспечения неза- висимости выходных сигналов схем 25 и 26 от направления изменения вели- чины измеряемого уровня, так как в этом случае происходит изменениезнака выхоцных сигналов дифференцирующих цепей 19-21, Связь междуисточником возбуждения и преобразователем 18 необходима для обеспечения фазоувствительного выпрямления выходного сигнала обмоток 3 и 4,Так как выходной сигнал уровнемера на сумматоре формируется по выходным сигналам источника 28 калиброванных сигналов и преобразователя 18, а погрешность формированиякалиброванных сигналов легко выполнить пренебрежимо малой, погрешность уровнемера определяется в основном погрешностью комплекта дифференциально-трансформаторных датчиков. А так как диапазон измеренияуровнемера в п раз больше диапазона измерения одного датчика, то погрешность уровнемера примерно в П,раз меньше погрешности уровнемерас одним датчиком и таким же диапазоном измерения как у предлагаемогоуровнемера.По сравнению с известным уровнемером, в состав которого входит псрвичный преобразователь с 1 О датчиками, включающий в себя 20 Ш-обратныхмагнитопроводов 3 с обмотками каждый и 24 вывода, обеспечивающим погрешность измерения не менее 1,07.,погрешность предлагаемого уровнемера при использовании 10 дифференциально-трансформаторных датчиков,имеющих погрешность 2,07., не превышает 0,37 от верхнего предела измерения. Количество выводов первичногопреобразователя равно шести и независит от числа используемых в,первичном преобразователе датчиков.Предлагаемый уровнемер не содержитв своем первичном преобразователеШ-образных магнитопроводов,Формирование унифицированного выходного сигнала, пропорционального измеряемому уровню, на выходе предлагаемого уровнемера облегчает процесс считывания информации об изме. ряемом уровне и позволяет испольэовать уровнемер в системах управления и регулирования..К чкинКоррек аксимишинец дактор.Н.Тупиц аз 51 03 Подписномитета СССР венного ретений Ж, Р открытишская на д. 4/5 ивитч 1и, ,С/гг Ог Ьвиг 7,1г 7 гасс 0,5 Нма Фиг,2 Составитель А Техред А.Ач42 Ти ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
СмотретьЗаявка
3548348, 04.02.1983
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5301, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-7291
ЛУКАШЕВ АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ, СМИРНОВ ВИТАЛИЙ ДМИТРИЕВИЧ, ЛЫСИКОВ БОРИС ВАСИЛЬЕВИЧ, ГАЙДАР ИВАН ИВАНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01F 23/70
Метки: дискретно-аналоговый, уровнемер
Опубликовано: 23.08.1985
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1174762-diskretno-analogovyjj-urovnemer.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Дискретно-аналоговый уровнемер</a>
Предыдущий патент: Уровнемер сыпучих материалов
Следующий патент: Устройство для градуировки электромагнитных расходомеров
Случайный патент: Способ распылительной сушки жидких материалов