Уровнемер

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспттбнин ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 н 900120(51)М. Кл, Г 01 Р 23/28 с прнсоелнненнем заявки РЙ Гооударстекка 1 й комктет(23) Приоритет по делам зобретенкй н открыткй) Заявнте язанский радиотехнический институт 54) УРОВНЕМЕ обре нои техни всоставе 1 ми датчикам ывноелб первичного ток, линеиуровнемНаиболе агаемому близким к прой сущности ляется уро подключенпо техни жащий датч коммутации гические с немер, содный к схемчерез две соединеннуюмы с реверсивие относится к измерительи может быть использовано емеров с многосекционв системах непрерывног изм контроля уровня различных жидк тропроводных, диэлектрических и криогенных сред.Известны уровнемеры для непрер го измерения уровня, содержащие, первичный преобразователь, представляющий собой двухканальный частотный датчик и вторичный преобразоват ь, осуществляющий математическую о работку и одновременное преобразование частотно-импульсной информации с измери 15 тельного и компенсационного каналов еобразователя в код илисвязанные с измеряемым ным счетчиком, схему выработки управляющих сигналов и блок памяти,единенные между собой и со схемой коммутации и реверсивным счетчиком,соответственно, триггер и регистр индикации уровня 1 2 ,Недостатками известных устройствявляются недостаточная точность измерения при многосекционном датчике и,ограниченность использования при контроле сред с различными диэлектрическими проницаемостями.. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем,что уровнемер снабжен дополнительными последовательно соединенными схемой коммутации и реверсивным счетчиком, включенными между триггером ивыходами датчика, схемой формирования частот, подключенной к, схемам коммутации, и последовательно соединенными схемой переполнения, счетчиком и900120 аы- Выходной результат вторичного преобразователя снимается с регистра 15 ст- секций, в котором хранится число полностью заполненных секций и регистра13 для хранения кода уровня внутритекущей секции, в которой относительный уровень Н лежит в пределах о Д=мах Т = К Тс регистром секций, подключенными к в ходу реверсивного счетчика, при этом схема переполнения соединена с реги ром индикации уровня и секций, выход триггера - с дополнительной схемой коммутации и двумя логическими схемами, регистр индикации уровня - с входом схемы переполнения, а схемы коммутации соединены между собой.На чертеже изображена структурная 19 схема уровнемера.Уровнемер содержит датчик 1, схему 2 выработки управляющих сигналов, две схемы 3 и 4 коммутации, схему 5 формирования частот (Е 1,и .Г 0), две логи.ческие схемы 6 и 7, блок 8 памяти, реверсивные счетчики 9 и 10, триггер 11, схему 2 переполнения, регистр 13 уровня, счетчик 14 и регистр 15 секций. 3 Е Измерительный Г и компенсационный Е каналы многосекционного датчика 1 подключены к схемам 3 и 4 коммутации. Выходы схемы. 4 коммутации под 15ключены к счетным входам реверсивного счетчика 10, а схемы 3 коммутациик входам логических схем 6 и 7, соответственно связанных своими выходамис суммирующим и вычитающим входамисчетчика 9. К входам схем 3 и 4 соответственно подключены выходы Г иХ схемы 5 формирования частот, атакже шина Я схемы 2 выработки управляющих сигналов. Выходы Я , О иО Я 35Я схемы 2 подключены к блоку 8 памяти, выходы И,1 которого соединеныс кодовыми входами счетчика 9, связанного своими выходами с соответствующими кодовыми входами второго реверсивного счетчика (РС ) 10, регистра 13 уровня и схемы 12 переполнения,РС 10 подключен к триггеру 11, единичный выход которого соединен с входами схемы 3 и 4 коммутации и логи 45ческих схем 6 и 7. Один выход схемы12 переполнения подключен к счетчику14, связанному с регистром 15 секций,а второй - к входам установки кодарегистров 13 и 15,50 В основе действия уровнемера лежит циклический опрос во времени секций датчика, начиная с первой, с формированием в течение времени опроса каждой секции кода уровня Я = Ц в ней и формированием сигнала Ч = 1, если уровень Н Ъ 1007, или сигнала с= 1, еслй 0Н - 1007В течение всего цикла опроса датчика определяется число полностью заполненных секций И е и уровень И. внутри текущей секцйи. Значение1 Йуровня г . в каждой секции формируетИ 4ся последовательно на выходе РС 9.11 ри вычислении кода уровня И-. реализуется зависимость о -Ь. %0,-Х 2где Е , К- значения частот соответствующих нулевому уровню в пределах одной секции,с одновременной ее линеариэацией, ос 1- ществляемой путем воспуоиэведения апроксимирующего функцинЙ = 9-ф (2) (2) где Н - приведенное значение уровня в пределах одной секции ОН 6 1; У линейная зависимость выходного кода Н уровнемера от Й, полинома второй степени Рд. 2) Б 22 + 1,1)2 + о Рассмотрим работу устройства в течение одного цикла опроса многосекционного датчика ТВыходы С 1, с 1, ( и ( схемы 2 подключены соответственно к реверсивному счетчику 9 и триггеру 11, реверсивному счетчику 1 О, счетчику 14 и схеме 12 переполнения. Выходы, (55Ь схемы 1 подключены к датчику уровня для обеспечения его синхронной работы с Вторичным преобраэователет 1,где Т - время опроса одной секции,К - число секций,Для синхронной работы устройствапосредством сигналов г и ц соответственно в начале цикла Т, производится обнуление счетчика 14 и счетчика секций в многосекционном датчикеи ко входу преобразоватепя подключа: -д" нс, И)1 Р С 1В начале 2-го такта (Т) кодпереписывается иэ РС 9 в РС 10. 1 ЛРС 1На 9005ются частоты ГЛ и Е, соответствуюние первой секции.В течение времени Т опроса персвой секции осуществляешься формирование соответствующего кода уровня 5 И- = Н за шесть тактов Т , За этоН Фвремя, Тс = 6 Т, реализуются совместно зависимость (1) и полином (3). Управление последовательностью вычислений по тактам производится схемой.Выбор кодов М, пропорциональныхкоэффициентам а аппроксимирующегополинома (3), осуществляется сигналами Цо, Я , Я. Запись кодов в счетчики 9 и 13 производится в моменты постУплениЯ сигналов л и с соответственно. В моменты запйси кодов в счетчики, подача импульсных последовательностей на их счетные входы запрещается20В начале первого такта (ТЛ ) из блока 8 памяти через счетчик 9 в реверсивный счетчик РС 10 записываетсякод Х , а триггер 11 с приходомЯимпульса С устанавливается в единичлное состояние.В течение первого такта код И, списывается. из РС 10 импульсами частот г и Е, поступающими на его вычитающий и суммирующий входы через схему 4 коммутации, со схемы 5 формирования частот и первичного датчика до момента обнуления РС 10. ЗдесьНа выходе триггера 11 при этом формируется временной интервал 35 Ч длительностью1 +о1 са(4)Окоторый заполняется Импульсами час тот Ко 1 и ЕЛ, поступающими через схему 3 с выходов схемы 5 и первичного датчика на входы логических схем 6 и 7. При этом на их выходах формируются число-импульсные коды и (+) = Г х ф 5 х Г и ил(-) = К- Гл , которые поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика РС 9. В РС 9 образуется схемаО выходе триггера 11 формируется интервал С= 1 рс уГ, который заполняется па схеме 6 импульсами частоты Е, На ее выходе формируется число импульсов и(+) = Е.Г , которое записывается в РС 9, образуя в нем код12 Рсл Я. Т з. = хйРс (7)В начале 3-го такта Марс переписывается в РС 10, а в РС 9 устанавливается код М= а и аналогично пре- дыдущему такту в РС 9 формируется код(8)1 ЪРС 1 = ЬЬ42 РС 1 11 О1В четвертом, пятом и шестом тактаханалогично первым трем тактам, в РС 9соответственно формируются коды;1 О 1 11Млрс 1- % Д МЪРоф 1 25 рс 1 А 4 р6 хМбрс 1 = уврс 1 Оо(9) С учетом последовательных подстановок 6 в (7), (7) и (8), (8) в (9)(11) примет вид: то Б Результирующий код уровня Ий,(а 1 + аЛ) 2 + ао, образуемыи в РС 9в конце 6-го такта, соответствуетзначению уровня в опрашиваемой секции.В конце цикла "опроса" первой секции сформированный код уровня поступает на схему 2 переполнения. ЕслиИ Й у 1003, то в момент прихода синхро 1импульса вырабатывается сигнал Ч = 1(при ЧЛс р = 0), который увеличит сол 5 сгрстояние счетчика 14 на единицу. Если0ИН1007, то схема 12 вырабатывает сигнал загрузки ЧгР = 1(при этом Чл = 0) и в регистры 14 и13 соответственно будут загруженысостояния счетчика секций 14 и кодуровня текущей секции И Й (2),Процесс образования результата вкаждом цикле аналогичен рассмотренному выше.Сформированный результат М Н можетбыть передан в устройство индикации.Формула изобретения 900 Уровнемер, содержащий датчик, подключенный к схеме коммутации, соединенную через две логические схемы с реверсивным счетчиком, схему выработки управляющих сигналов и блок памяти, соединенные между собой и со схемой коммутации и реверсивным счетчиком, соответственно, триггер и ре гистр индикации уровня, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей устройства, он снабжен дополнительным последо.15 вательно соединенными схемой коммутации и реверсивным счетчиком, включенными между триггером и выходами датчика, схемой формирования частот, подключенной к схемам коммутации, и по 120 8следовательно соединенными схемойпереполнения, счетчиком и регистромсекций, подключенными к выходу реверсивного счетчика, при этом схема переполнения соединена с регистрами индикации уровня и секций, выход триггерас дополнительной схемой коммутации идвумя логическими схемами, регистриндикации уровня - с входом схемы переполнения, а схемы коммутации соединены между собой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Петров Б. Н., Викторов В. А. идр, Принцип инвариантности в измерительной технике, М., "Наука", 1976,с. 113.2. Авторское свидетельство СССРУ 661249, кл. С 01 1 23/28, 1977