Дискретный уровнемер

Союз Саеетскик Социаяистинескиз Республик(22) Заявлено 07. 12,78 (21) 2 б 94079/18-10 Р)М К 36 01 Г 23/12 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР Изобретение относится к измери- " тельной технике и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в баках, скважинах, водоемах и подобных объектах.Известны дискретные уровнемеры, содержащие герконы (магнитоуправляемые контакты), которые располагаются шагом Н внутри корпуса из не О магнитного материала. Снаружи вдоль корпуса скользит гоплавок с установ" ленным на нем управляющим магнитом.Герконы соединены с регистратором через диодную матрицу, шифрующую пространственное положение замкнувшегося контакта, а для устранения влияния залипания герконов на точность измерения на каждом из них размещаются управляющие встречно включенные полуобмотки возбуждения 1,Недостатком указанных уровнемеров является значительное энергопотребление при большом числе применяемых герконов в случае требуемой высокой точности и широком диапазоне измерения, низкая надежность работы.Наиболее близким к предложенному ,устройству по технической сущности является уровнемер, содержащий разделенные на два канала.герконы младшего и старшего разрядов, расположенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствующие им последовательно соединенные резисторы, поплавок перемещающийся вдоль немагнитной трубы с установленными внутри корпуса герконами старшего разряда, и регистратор 2.Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения и недостаточная надежность работы в широком диапазоне изменения уровня.Цельизобретения - повышение точности измерения и надежности работы в широком диапазоне изменения уровня.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем разделенные на два канала герконы младшего и старшего разрядов, рас положенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствующие им последовательно соединенные резисторы, поплавон, перемещающийсявдоль немагнитной трубы с установленными внутри корпуса герконамистаршего разряда, и регистратор,герконы младшего разряда с соотнетствующим шагом размещены внутрипопланка, на уровнях размещения герконов старшего разряда, охваченныхдополнительными встречно включенными полуобмотками возбуждения, установлены дополнительные магниты, а всхему уровнемера внеден корректордискретизации уровня, входы которого подключены к резисторам старшегоразряда и выходу канала младшего разряда, а выходы - к соответствующимуправляющим полуобмоткам возбуждениягерконов старшего разряда.На фиг. 1 приведена блок-схемадискретного уровнемера; на фиг.2то же, с примером схемкой реализации корректора дискретизации уровня;на фиг. 3 - конструкция датчика дискретного уроннемера,Дискретный уровнемер (см,фиг,1)содержит канал старшего разряда(КСР) 1 (1-1+1 г и), управляющий магнит 2, канал младшего разряда (КМР)3 (3-1+3-2), управляющие магниты4 (4-1+4-Я), корректор дискретизацииуровня (КД) 5, источник б питания ирегистратор 7.Корректор 5 состоит из схемы 8сравнения, источника 9 опорного напряжения, логического решающего устройства (ЛРУ) 10 и ключевых схем(11-1+11-п).Схема 8 сравнения предназначенадля формирования сигнала Х , припревышении входным напряжеййем О 8ПОРОГОВОГО УРОВня О 0 п,Работа схемы описйвается уравнением(5)Х (1) при ОвО где 0,1 - уровни логического нуля и единицы.Один из входов схемы 8 соединен с выходом источника 9 опорного напряжения, второй подключен к каналу 3 младшего разряда. В качестве порогового уровня ОО можно принять напряжение, равное амплитуде формируемого в КМР сигнала при замыкании контакта средней ячейки.ЛРУ 10 предназначено для реализации алгоритма работы корректора 5 дискретизации уровня. Его работа определяется системой уравнений, число которых равно количеству ячеек канала старшего разряда. При выполнении условий, определяемых одним иэ уравнений системы, на соответствующем выходе ЛРУ формируется сигнал, управляющий работой ключевых схем 11. В противном случае сигнал управленияравен нулю. Логическое решающее устройство, в соответствии с алгоритмом работы, может быть реализовано путем применения трехнходовых логических схем И, двухвходовых схем ИЛИ и схем логического отрицания НЕ.Выходу ЛРУ соединены со входами ключевых схем 11-1+11-п.Датчик содержит корпус 12 из не- магнитного материала, внутри котопоплавка 13 размещены герконы канала младшего разряда 3, шунтируемые резисторы и управляющий магнит 2. Положение верхнего торца магнита 2 и осевой линии геркона ячейки 3-1 КМР совмещено в плоскости,перпендикулярной оси корпуса 12, на уровне, который на фиг.З отмечен риской 14. Подъемная сила поплавка 13 такова, что когда он находится на плаву, эта риска совпадает с границей раздела газообразной (ноздух) и жидкой сред.В исходном состоянии, соответствующем некоторому значению измеряемого уровня ., отсчетная риска 14 поплавка расположена между )-м и (-1)-м герконами старшего разряда. Под действием управляющих магнитов 2 и 4 -1)-ого замыкаются (З)-й и 1 -й герконы старшего и младшего разрядов, шунтируя соответствующие им резисторы. На всех выходах корректора дискретизации 5 сигналы имеют нуленое значение. Ключевые схемы 11 заперты, управляющие обмотки КСР обесточены. Напряжение, формируемое на незашунтированных резисторах каждого из каналов, поступает на входы регистратора 7. Амплитуда регистрируемого сигнала пропорциональна измеряемому уровню(1-1) Н + Г ь.Предположим, что произошло изменение уровня жидкости, Отсчетная риска поплавка 14 (см.фиг,З) установилась между (1+1)-м и 1-м герконами КСР вблизи ( 1+1)-Ого. При этом замкнулся 1-й геркон (полезный эффект), г-й геркон КМР, и под влиянием поля рассеяния магнита 2 эалипнул ( 1+1)-й геркон КСР (паразитный эффект) 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 И ХЕ = Х= Хр,: 1.На выходе канала младшего разряда возникает напряжение, превышающее амплитуду опорного уровня О,1 П,ЬО"Р" Р+" ймх ) В соответствии с алгоритмом работыЛРУ на ( 1+1)-м ныходе ЛРУ 10 и;,рарого шагом Н установлены герконыКСР, цепочка шунтируемых сопротивлений и управляющие герконами младшегоразряда магниты 4. Внутри пустотелого798490 4.2 батывается напряжение, поступающее а вход ключевой схемы 11-(+1).Ключевая схема открывается и подключает ,к источнику б питания правляющую обмотку возбуждения ( 1+1)-й ячейки канала старшего разряда. Этот сигнал является выходной командой корректора 5 дискретизации. Под действием возникнувших в обмотке встречно направленных магнитных полей залипнувший (+1)-й геркон КСР размыкается.Сформированное на выходе обоих каналов напряжение, поступающее на вход регистратора 7, оказывается пропорциональным изменившемуся уровню жидкости В дальнейшем работа дискретного уровнемера происходит аналогично. Формула изобретения Дискретный уровнемер, содержащий разделенные на два канала герконы младшего и старшего разрядов, расположенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствукщиеим последовательно соединенные резисторы, поплавок, перемещающийся вдольнемагнитной трубы с установленнымивнутри корпуса герконами старшегоразряда, и регистратор, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы в широком диапазонеизменения уровня, герконы младшегоразряда с соответствующим шагом раэ 10 мешены внутри поплавка, на уровняхраэмещения герконов старшего разряда охваченных дополнительнымивстречно включенными полуобмоткамивозбуждения, установлены дополни 15 тельные магниты, а в схему уровнемера введен корректор дискретизацииуровня, входы которого подключены крезисторам старшего разряда и выходуканала младшего разряда, а выходы -2 О к соответствующим управляющим полуобмоткам возбуждения герконов старшего разряда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 434271, кл. С 01 Г 23/12,1972,2. Авторское свидетельство СССР9 556337, кл. С 01 Г 23/12, 1975