Устройство для измерения уровня поверхности раздела двух сред

(5 П 5 0 О Г 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ сти жен ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Львовский политехнический институтим. Ленинского комсомола и Львовский зооветеринарный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ДВУХСРЕД(57) Изобретение относится к устройствам для измерения уровня жидко иможет быть использовано для сле ияза уровнем поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей с раэличн Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей с разными коэффициентами диэлектрической и роницаемости.Целью изобретения является непрерывное слежение за уровнем поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей с разными коэффициентами диэлектрической проницаемости,На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - конструкция двухзондового преобразователя: на фиг.3 - измерительная схема; на фиг 4-схемауправления; на фиг 5 электрической проницаемостью, Целью изобретения является непрерывное слежение эа уровнем раздела двух несмешивающихся сред с различной диэлектрической проницаемостью, Цель достигается за счет введения дополнительного двухзондового емкостного преобразователя с измерительной схемой и компаратором, схемы уп равления, схемы полярности, двигателя с барабаном подмотки троса и реверсивного счетчика с индикатором, В схеме управления анализируются сигналы, поступающие с емкостных зондов двух преобразователей, определяется положение преобразователей относительно поверхности раздела двух сред и вырабатываются управляющие сигналы, определяющие режим работы двигателя и реверсивного счетчика. 2 з.п, Я ф-лы. 6 ил.- схема задания полярности; на фиг.6 - даграммы, поясняющие работу схемы поляности. Устроиство содержит два двухэондовых преобразователя 1 и 2, две измерительные схемы 3 и 4, два компаратора 5 и 6, головку 7, трос 8, схему 9 управления, схему 10 задания полярности, шаговый двигатель 11 с барабаном подмотки троса, реверсивный счетчик 12 с индикатором.Двухзандовые преобразователи 1 и 2 содержат проводящие корпуса 13 и стержни 14, изолированные втулки 15 и выводы 16, Двухэондовые преобразователи закреплены со сдвигом по вертикали один относи 1682813тельно другого с помощью головки 7 и под-лючены врез измерительные схемы 3 и 4 к входам компараторов 5 и 6 соответственно,Измерительные схемы 3 и 4 содержат генератор 17 и конденсагоры 18-21,Схема 9 управления содержит генератор 22 двойных импульсов, пять схем И 23- 27 и две схемы ИЛИ 28 и 29.Схема задания полярности содержит два ждущих мультивибратора 30 и 31, а также две схемы И 32 и 33,В измерительной схеме 3 генератор 17 с одной стороны заземлен, с другой стороны подсоединен к точке соединения конденсаторов 18 и 19. Цепочка иэ последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19 включена параллельно входу аЬ. Точка соединения конденсатора 18 и входа а подсоединена к выходу с через конденсатор 20. Точка соединения конденсатора 19 и входа Ь подсоединена к выходу г через конденсатор 21.Работа измерительной схемы 4 аналогична работе схемы 3.Компаратор 5 подключен к первому входу е схемы 9 управления, а компаратор 6 подключен к ее второму входу 1. Первый и второй выходы 9 и Ь схемы 9 управления подсоединены соответственно к первому и второмуи ) входам схемы 10 задания полярности, К выходам схемы полярности К иподсоединены входы реверсивного счетчика 12 с индикатором, Входы шагового двигателя 11 с барабаном подмотки троса соединены с выходами схемы управления 9 и Ь. Кроме того, к барабану подмотки троса шагового двигателя 11 подсоединен трос 8, второй конец которого закреплен на головке 7.К входам е исхемы 9 управления подключена схема И 23, выход которой подключен к запрещающему входу генератора 22 двойных импульсов. Первый выход а генератора двойных импульсов подсоединен к одному из входов схемы И 25 и 26, а второй выход и - к одному из входов схем И 24 и 27. Вторые входы схем И 24 и 26 подключены к первому входу е схемы управления, а вторые входы схем И 25 и 27 подключены к ее второму входу 1. Выходы схем И 24 и 25 соединены с входами схемы ИЛИ 28, а схем И 26 и 27 - с входами схемы ИЛИ 29.Выход схемы ИЛИ 28 соединен с первым выходом 9 схемы управления, а выход схемы ИЛИ 29 - с ее вторым выходом Ь,В схеме 10 задания полярности вход ждущего мультивибратора 30 соединен с первым входомсхемы задания полярности, а вход ждущего мультивибратора 31 - с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ее вторым входом , Один вход схемы И 33 соединен с выходом ждущего мультивибратора 30, а другой - с выходом ждущего мультивибратора 31, Выход схемы И 33 соединен с вторым выходомсхемы 10 задания полярности, Один вход схемы И 32 соединен с входом ждущего мультивибратора 30, а другой: - с выходом ждущего мультивибратора 31. Выход схемы И 32 соединен с первым выходом к схемы 10 задания полярности,Устройство работает следующим образом.Емкости зондов преобразователей и конденсаторов 18 и 19 образуют мостовую схему, элементы которой выбраны так, что схема находится в состоянии равновесия при равенстве емкостей зондовых преобразователей, т,е. если двухэондовые преобразователи находятся полностью в жидкости с одной или другой диэлектрической проницаемостью,В стационарном режиме уровень поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей находится внутри между верхним пределом, на котором установлен первый двухзондовый преобразователь 1, и нижним, на котором установлен второй двухзондовый преобразователь 2, Сигналы на выходе измерительных схем 3 и 4 в этом случае отсутствуют, На выходах генератора 22 двойных импульсов с периодом Т появляются сдвинутые по времени импульсы управления шаговым двигателем, На первом выходе вырабатывается импульс т 1, на втором г,Если уровень поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей опустится ниже предела, на котором установлен двухзондовый преобразователь 2, на выходе измерительной схемы 4 появится сигнал, который вызовет срабатывание компаратора 6 и появление сигнала на входе 1 схемы 9 управления; который разрешает прахакдение импульсов через схемы И 25 и 27.Сначала черезсхему И 25 и схему ИЛИ 28 на первый выход схемы управления 9 пройдет импульс т, а вслед за ним через схему И 27 и схемы ИЛИ 29 на второй выход схемы управления Ь пройдет импульс иШаговый двигатель 11 подключен так, чтобы указанная последовательность импульсов вызывала бы разматывание троса из барабана и опускание головки 7 с двухзондовыми преобразователя 1 и 2 на глубину, обеспечивающую попадание поверхности раздела между верхним и нижним пределами (достигается стационарный режим),1682813 5 10 15 20 25 50 55 Выходные сигналы схеМы 9 управления, вызванные опусканием поверхности раздела, поступают и на схему 10 задания полярности. В момент поступления импульса.л 1 на первый входсхемы задания полярности (фиг,6 а, первый импульс) запускается ждущий мультивибратор 30 (фиг.бв, первый импульс). В момент поступления импульса 1 на второй вход) схемы задания полярности (фиг.66, первый импульс) он поступает на один из входов схемы И 32, На втором входе схемы И 32 в этот момент имеется сигнал с выхода ждущего мультивибратора 30 (фиг.6 в, первый импульс), схема И 32 срабатывает и на первом выходе к схемы 10 задания полярности появится импульс (фиг,бд), включающий реверсивный счетчик 12 в режиме вычитания. На индикаторе устанавливается новое значение уровня поверхности раздела,Если уровень поверхности раздела двух жидкостей поднимается выше предела, на котором установлен двухзондовый преобразователь 1, на выходе иэмерительной схемы 3 появится сигнал, который вызовет срабатывание компаратора 5 и пропускание сначала импульса 11 через схему И 26 и схему ИЛИ 29 на второй выход й схемы 9 управления. После этого импульс 12 через схему И 24 и схему ИЛИ 30 28 пройдет на первый выход 9 схемы 9 управления, Такая последовательность импульсов является обратной .к предыдущей, имевшей место при опускании поверхности раздела, и вызовет наматывание троса 8 на барабан шагового двигателя, что приведет к подъему головки 7 с преобразователями 1 и 2 на уровень, обеспечивающий попадание поверхности разделамежду верхним и нижним пределами (до стигается стационарный режим).Вызванные подъемом уровня поверхности раздела выходные сигналы схемы 9 управления поступают и на схему 10 задания полярности, В момент поступления импульса с 1 на второй вход ) схемы 10 поступает импульс с выхода схемы управления (фиг,бб, второй импульс), Этот импульс запускает ждущий мультивибратор 31 (фиг,6 г, второй импульс). В момент поступления импульса 12 поступает сигнал на первый вход схемы 10 (фиг.ба, второй импульс) и на один из входов схемы И 33. На втором входе схемы И 33 в этот момент времени имеется сигнал от ждущего мультивибратора 31 (фиг.бг, второй импульс), Схема И 33 срабатывает и на ее выходе появляется сигнал (фиг,бе), включающий реверсивный счетчик 12 в режиме суммирования. На индикаторе счетчика устанавливается новое значение уровня поверхности раздела,С целью исключения возможности появления некорректной ситуации (например, при перемешивании жидкостей) при совместном появлении сигналов на выходах двух преобразователей 1 и 2 наличие схемы И 23 в схеме 9 управления обеспечит отключение генератора 22 двойных импульсов. Формула изобретения 1. Устройство для измерения уровня поверхности раздела двух сред. содержащее двухзондовый преобразователь, жестко установленный на головке, измерительную схему, компаратор и трос, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью непрерывного слежения за уровнем поверхности раздела двух несмешивающихся сред с разными коэффициентами диэлектрической проницаемости, в него введены второй двухзондойый преобразователь, жестко установленный на головке со сдвигом по вертикали относительно первого двухэондового преобразователя, вторая измерительная схема, второй компаратор, схема управления, схема полярности, шаговый двигатель с барабаном подмотки троса и реверсивный счетчик с индикатором, причем выходы второго двух-ондового преобразователя соединены с входами второй измерительной схемы, выходы которой соединены с соответствующими входами второго компаратора, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы управления, первый и второй выходы которой соединены с первыми и вторыми входами шагового двигателя и схемы полярности, а выходы схемы полярности соединены с входами реверсивного счетчика2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что схема управления содержит генератор двойных импульсов, первую, вторую, третью, четвертую и пятую схемы И, первую и вторую схемы ИЛИ, причем первый вход схемы управления соединен с вторыми входами первой, второй и четвертой схем И, второй вход схемы управления соединен с вторыми входами третьей и пятой схем И и первым входом первой схемы И, с входом генератора двойных импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами второй и пятой схем И, а первый выход соединен с первыми входами третьей и четвертой, схем И, выходы второй и третьей схем И соединены соответственно с первым и вторым входами первой схемы ИЛИ, выходы четвертой и пятой схем И соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы ИЛИ, а выходы схемИЛИ соединены с соотвоствуощими выходами схемы управления,3, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ о ес я тем, что схема полярности содеркит две схемы И и два ждущих мультивибратора, которые соединены с соответствующлми входами схемы полярности, входы первой схемы И соединены соответственно с выходом первого ждущего мультивибратора и вторым входом схемы полярности, а входы второй схемы И сцодинены соответственно с выходом второго кдущего мультивибрато ра и первым входом схемы полярности, причем выходы первой и второй схем И соединены с соответствуощими выходами схемы полярности,