Дискретный уровенемер

(72) Авторы изобретеиия ЧЧ)Заявител сесоюзныи научно-исследовательскиинститут галургии 54) ДИСК УРОВНЕМ образователей используются два изолированных друг от друга электрода 13.Недостатками данного устройства является то, что мосты переменного тока сложны в эксплуатации, требуют постоянной подстройки, что невозможно проводить при размещении этих блоков в подземном хранилище. В результате надежность работы устройст. ва недостаточна.Кроме того, линия связмерении большого количестных уровней достаточно слет большое количество жилинформации от вторичных птелей к блоку регистрациинию связи осуществляетсячастоте. Наличие затуханичастотных сигналов в линиограничивает удаление измсхемы от блока регистрацимогут быть отказы в работ.же снижает надежность изм/пенсация этого затухания Изобретение относится к устройст вам для измерения уровня жидкости или границы раздела несмешивающихся жидкостей и может найти применение при измерении уровней в,камерах выщелачивания солей или в емкостях подземных хранилищ.Известен дискретный электроемкост. .ный уровнемер, содержащий генератор, емкостные преобразователи, вторичные преобразователи, линию связи, источ 1 О ник питания и блок регистрации, При этом вторичные преобразователи выполнены в виде мостов переменного ток содержащйх опорные конденсаторы, а3 еикостные преобразователи включены в смежные плечи мостов переменного тока параллельно опорным конденсато" рам, причем последовательное включение преобразователей соответствует20 пОлучению на выходе мостов информации об измеряемом уровне в виде ко.да Грея, а число мостов равно разряду кода, В качестве емкостных пре-и при изва дискрет" ожна и име Передача реобразовачереэ лина высокой я высоко и связиерительной и, иначе е, что такерения. Ком- приведет.сущности к предлагаемому устройствуявляется дискретный емкостный уровнемер, содержащий генератор, емкостные преобразователи, двухпроводнуюлинию связи, источник питания, блокрегистрации, элементы сравнения и компараторы с двумя входами, при этомэлементы сравнения включены междувходами компараторов, вторые входыподключены к соответствующим емкостным преобразователям, первце входы"к выходу генератора, выходы компара рторов объединены и подключены к линии .связи, выход которой связан с .последовательно соединенными источ", ником питания и блоком регистрацииистабилизатором напряжения Ц.Недостатком известного устройстваявляется невозможность измерениябольаого .количества градиентов уров"ня, что снижает функциональные возможности устройства, в результате.чего отсутствует возможность использования уровнемера для хранилищ.Целью изобретения является расаи"рение функциональных возможностейустройства за счет увеличения числаградиентов измеряемых уровней,Поставленная цель достигается тем,что дискретный уровмемер, содержащийгенератор импульсов, емкостные преобразователи, соединенные с соответст"вующими, ячейками из параллельно соединенных элемента сравнения и. кьмпа"ратора, и последовательно соединенные между собой линию связи, блокрегистрации и источник питания, снаб.40жен схемой многопозиционной эадерж"ки импульсов, входы которой соединены с выходами генератора импульсов,а выходы " с соответствующими ячейками из параллельно соединенных элемен 96 4 Цта сравнения и компаратора, фильтромразвязки, соединенным с генераторомимпульсов и через линию связис блоком регистрации, и последовательно соединенными формирова"телем и усилителем мощности,,включенными между выходами генератора импульсов и фильтра развязки,при этом выходы компараторов подключены к входу усилителя мощности,а выход источника питания соединенс входом, блока регистрации.На фиг, 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройстваъ на Фиг.2 схема многопоэиционной задержки импульсов, схема компаратора, Форми рователя синхроимпульсов и фильтра развязки.Устройство содержит генератор импульсов 1, элементы сравнения 2, емкостные преобразователи 3, компараторы 4, схему 5 многопозиционной задержки импульсов, линию связи 6, блок регистрации 7, источник питания 8, Фильтр развязки 9 формирователь 10 и усилитель мощности 11.Генератор 1 предназначен для Формирования запускающих импульсов опроса емкостных преобразователей 3, В качестве генератора можно испольэовать мультивибраторПри выборе частоты следования импульсов важно только, чтобы за выбранный период были опрошены все датчики. Выход генератора 1 подсоединен к входу схемы 5 многопозиционной задержки импульсов . Схема 5 предназначена для формирования последовательности импульсов, задержанных относительно друг друга. Время задержки доЛжно быть выбрано с учетом возможности передачи импульсов по линии связй 6, и последующего выделения импульсов,в блоке регистрации 7.На фиг. 2 приведен вариант реализации схемц 5 многопозиционной задержки импульсов. схема 5 состоит иэ последовательно соединенных электрических схем, собранных с помощью элементов 12"15. Число выходов схемы 5 равно числу емкостнцх преобразователей 3, а вход питания подсоединен через фильтр развязки 9 к линии связи 6. Этот Фильтр развязки 9 может быть выполнен в аиде фильтра нижних час-тот, т.е. в виде резистора 16 и емкости 17. Выходы схемы 5 подключены к соответствующим элементам сравненйя 2 и первым входам компараторов ч. В качестве элементов сравнения 2 в простейеем .варианте используют обычные резисторы. В качестве компараторов 4 можно использовать электрическую схему, представленную на Фиг. 2 и выполненную с помощью транзистора 18, резистора 19 и емкости 20, Ко второму входу компаратора М подключены элементы сравнения 2 и соответствующие емкостные преобразователи 3. При этом емкостнце преобраэова" тели 3 вцполненьь как и в известном устройстве в виде двух изолированных другот друГа. электродов, составляюванный импульс проходит на выход компаратора ц, усиливается и гюступает на блок регистрации 7,Таким образом, импульс с выхода генератора 1 последовательно задерживается и как бы опращивает все емкостные преобразователи 3. При этом число импульсов на выходе компаратора Й равно числу емкостных преобразователей 3, находящихся ниже уровня раздела жидкостей и однозначно характеризует уровень жидкости.В предлагаемом объекте число уровней может быть неограничено, в то время, как с помощью известного устройства возможно измерение только 20- 30 уровней. Формула изобретения 59357щих обкладки измерительных конденса"торов, Выходы компараторов 4 объедине"ны и подключены через усилительмощности 11 к линии связи б, представляющей двухпроводную линию, в которой в качестве второго провода можноиспользовать "землю".Кроме того, в устройстве имеетсяформирователь 10 синхроимпульсов,котррый может быть выполнен в виде 1 рпоследовательно соединенных резистора 21 и емкости 22, формирователь ЧОподсоединен по входу к выходу гене"ратора 1, а по выходу - к входу усилителя мощности 11, Он предназначен 15для Формирования из импульсов генератора 1 синхроимпульсов, необходимого для девифровки информации вблоке регистрации 7.Блоки 1-5, 9, 10 и 11 размещаются щв специальном контейнере и закрепляются в подземной емкости, в которойнеобходимо измерять уровень жидкости. В связи с этим, если измеренияпроводят при размещении контейнера щрядом с металлической конструкцией,то вторым электродом емкостного пре 1обраэователя 3 служит эта конструк"ция. В противном случае, параллельно контейнеру размещают второй эдект Зррод. Выбор рабочих параметров схемыне критичен. Линия связи б соединяет контейнер с поверхностью земли.Линия связи б на поверхности под"ключена к блоку регистрации 7 и источнику питания 8. В качестве блокарегистрации 7 можно испольэовать циф.ровой или аналоговый регистратор.Причем, наличие аналогового выходаобусловлено особенностями маркшейдерского дела,1 О 6 преобразователями 3 и компараторами 4 следующим образом.Первоначально.импульс с генератора 1 поступает на вход схемы 5, где он, задерживается относительно синхраимпульса и поступает на последовательную цепочку, состоящую из элемента сравнения 2 и емкостного преобразователя 3 Если уровень разде" ла жидкостей находится ниже уровня размещения первого емкостного преобразователя 3, то емкость его мала,компараторЦ не работает и ток на его выходе равен О. Если же .уровеньраздела выае первого емкостного преобразователя 3, то его емкость резко возрастает из-за отличия диэлектрических проницаемостеи жидкостей. При этом увеличивается ток черезэлемент сравнения 2, и ксюипаратор М открывается. В результате сформироУстройство работает следующим образом.Генерируемый импульс поступаетодновременно на вход схемы 5 много- позиционной линии задержки и Формирователь синхроимпульсов 10. На выходе формирователя синхроимпульсов 10 и, следовательно, на входе усилителя мощности 11 появляется первый импульс который служит для синхронизации измерений " определения момента начала отсчета. Все последующие импульсы характеризуют число емкостных55 преобразователей 3, находящихся в жидкости, т.е. уровень жидкости. Эти импульсы Формируются схемой 5, элементами сравнения 2,емкостными Дискретный уровнемер, содержащий генератор импульсов, емкостные преобразователи, соединенные с .соответствующими ячейками из параллельно соединенных элемента сравнения и компаратора, и последовательно соединенные между собой линию связи, блок ре. гистрации и источник питания, о тличающийся тем, что, с цепью расщирения функциональных возможностей за счет увеличения числа градиентов измеряемых.уровней, он снабжен схемой многопозиционной задержки импульсов, входы которой соединены с выходами генератора импульсов, а выходы - с соответствующими ячейками иэ параллельно соединенныхэлемента сравнения и компаратора,фильтром развязки, соединенным с генератором импульсов и через линиюсвязи - с блоком регистрации, и последовательно соединенными формирователем и усилителей мощности, включенным между выходами генератора импульсов и фильтра развязки, при этомвыходы компараторов подключены к входу усилителя мощности, а выход источ. ника питания соединен с входом блока регистрации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР Н 138883, кл. 6 01 Г 23/2 б, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке И 2899850,о кл, 6 01 Г 23/26, 31.03.80 (прототип).935710 Составитель Т. Инозеицеваедактор С.Тимохина Техред И. Гайду Корректор Н.Стец Заказ ее щВ Ю тают еВжиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,40 Тираж 673 НИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж,Подпис ноекомитета СССРи открытийаушская наб., д Ы