Измеритель объема жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 51551 19 ц 4 с 01 г 2 И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Е Ь.; Попов ленко ство СССР 28, 1976.(57) Изобретение отельной технике и инадежность и точнос ОС ЬЕМ тно я к измери оляет повыситьустройств,4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4043004 (24-1022) 05,02,8646) 15.01.89. Бюл, Р 272) В П.Васюренко, Г.П.Ю.Романенко, В.Г.СамойЮ.Я.Холоденко53) 681.128,083.2 (088.56) Авторское свидетель593077, кл. С 01 Г 23 предназначенных для измерения объемажидкости в нескольких резервуарах,Каждый из и датчиков 5 уровня вырабатывает сигнал, частота которогозависит от уровня жидкости в соотэетствующем резервуаре, Дешифратор 4формирует цикл измерения, состоящийиз и тактов, в течение каждого изкоторых обрабатывается сигнал соответствующего датчика, Импульсы уровня пересчитываются в импульсы объема счетчиком 14 и дешифратором 15,а затем суммируются по заданным рЕзервуарам счетчиком 211 ил, 1451551Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть исполь-зовано для автоматического дистанционного измерения объема жидкости в нескольких резервуарах.Цель изобретения - повышение точ" ности и надежности работы измерителяная схема измерителя объема жидкости. Измеритель объема жидкости содержит генератор 1, делитель 2 частоты, счетчик 3 опроса резервуаров, первый дешифратор 4, датчики 5 уровня, первые элементы И 6, элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 счетчики-накопители, второй 10 и третий 11 элементы И, элемент ИЛИ 12, входнай .счетчик 33, масштабный счетчик 14, второй дешифратор 15, элемент 16 памяти высот резервуаров, счетчик 17 уровня,15 20 третий 18 и четвертый 19 дешифраторы,четвертый элемент И 20, счетчик 21 объема, первый запоминающий блок 22, пятый дешифратор 23, индикатор 24, счетчик 25 точек перегиба, коммутатор 26 выбора резервуара и второй запоминающий блок 27.Выход счетчика 3 опроса резервуаров подключен к входу первого дешифратора 4, Выход каждого датчика 5 30 уровня соединен с первым входом соответствующего первого элемента И 6,выход которого соединен с соответст". вующим входом элемента ИЛИ 7. Первый выход делителя 2 частоты подключен квходу счетчика 3 опроса резервуаров.Первый выход первого дешифратора 4 соединен с входами "Сброс" первого 8и второго 9 счетчиков-накопителей.входного счетчика 13, счетчика 17 уровня и счетчика 25 точек перегиба, второй - с вторыми входами всех первых элементов И 6 и с первыми входами элемента 16 памяти высот резервуаров, второго 15, третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов, а также свходом коммутатора 26 выбора резер"вуара, выход которого связан с первым входом четвертого элемента И 20.Третий выход первого дешифратора 4связан с входом "Сброс" счетчика 21объема, четвертый выход соединен свходом "Установки" первого запоминающего блока 22, Второй выход делителя 2 яастоты подключен к первомувходу второго элемента И 10, третийвыход - к счетному входу второго 40 45 50 55 объема жидкости. На чертеже изображена функциональ счетчика"накопителя 9, четвертый - к первому входу третьего элемента И 11. Выход первого элемента ИЛИ 7 соединен со счетным входом первого счетчика" накопителя 8, первый и второй выходы которого подключены к вторым. входам соответственно второго 10 и третьего 11 элементов И. Выход второго счет" чика-накопителя 9 подключен к третьему входу третьего элемента И 11, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 12, выход которого связан со счетным входом входного счетчика 13 выход которого подключен к второму входу элемента 16 памяти высот резервуаров, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 10, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 20 и со счетным входом масштабного счетчика 14. Выход второго дешифратора 15 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 12, входу "Сброс" масштабного счет" чика 14 и к счетному входу счетчика 17 уровня, выход которого соединен с вторыми входами третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов. Выход третьего дешифратора 18 подключен к входу второго запоминающего блока 27. Выход четвертого дешифратора 19 соединен со счетным входом счетчика 25 точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго 15 и четвертого 19 дешифраторов. Выход четвертого элемента И 20 подключен к счетному входу счетчика 21 объема, выход которого соединен с информаци" онным входом первого запоминающего блока 22, выход. которого связан с входом пятого дешифратора 23, выход которого подключен к входу индикатора 24, Выход генератора 1 соединен с входом делителя 2 частоты.Измеритель объема жидкости работает следующим образом.Частота рециркуляции для каждого датчика 5 уровня однозначно определяется уровнем жидкости в контролируемом резервуареГенератор 1 с помощью делитвля 2 частоты вырабатывает импульсы ряда частот: Й (низкая), Ез (высокая),(промежуточная 1), 2 (промежуточная 2). Импульсы низкой частоты (Г) поступают на вход счетчика 3 опроса резервуаров. При этом на тактовом выходе дешифратора 4 выраба1551 10 15 35 40 45 50 55 з145 тывается п (по числу датчиков) последовательных во времени тактовых импульсов опроса датчиков 5 (на чертеже условно показана шина тактовых импульсов). Время опроса такта каждого датчика равно й=, 1 Л, а и тактовых импульсов составляют цикл опроса всех датчиков 5. В начале каждого такта на первом выходе дешифратора 4 формируется импульс сброса в ноль всех счетчиков устройства (кроме масштабного счетчика 14 и счетчика 21 объема), на третьем выходе - импульс начала цикла измерения, а на четвертом - импульс конца этого цикла.На первые входы элементов И 6 непрерывно поступают сигналы от датчиков 5, а на вторые входы - тактовые импульсы с выхода дешифратора 4. При этом выходные сигналы элементов И 6 . поочередно поступают на входы элемента ИЛИ 7. На выходе элемента ИЛИ 7 образуется последовательность такто" вых периодов цикла, в которой в течение каждого такта следуют импульсы только того датчика 5, который опрашивается в этом такте.В течение одного такта происходит обработка информации только одного из датчиков 5, выходные импульсы которого частотой Й заполняют счетчик-накопитель 8 имеющий постоянную емкость, равную И, Время ,заполнения счетчика-накопителя 8 равно И- (1).ДатТочность обработки информации повышается за счет вьделения из величиныпостоянной составляющей, определяемой диапазоном измеряемых уровней и частотой сигнала датчика 5. Вьделение указанной постоянной составляющей осуществляется с помощью второго счетчика-.накопителя 9, имеющего емкость, равную И , путем вычитания из величины.величинывремени заполнения счетчика-накопителя 9 импульсами частоты й поступающими с выхода делителя 2 частоты: 1 оО= --- , (2)ПР,1В начале каждого такта первый 8 и второй 9 счетчики-накопители устанавливаются в нулевое состояние, а затем одновременно начинают заполняться импульсами частот Гт и соответственно. В процессе их заполнения с выхода счетчика-накопителя 8 на первый вход элемента И 11 поступает уровень логической "1", а на второй вход - уровень логичесикого 0 с выхода счетчика-накопителя 9. При этом поступающие непрерыв" но на третий вход элемента И 11 с выхода делителя 2 импульсы частоты Е,не проходят на выход элемента И 11. В момент заполнения счетчика- накопителя 9 на второй вход элемента И 11 поступает уровень логическойв результате чего импульсы час" тоты 1 на выход элемента И 11 не проходят, а поступают через элемент ИЛИ 12 на входной счетчик 13, который в начале каждого такта такжеустанавливается в нулевое состояние.В момент заполнения счетчика-накопи"теля 8 на первый вход элемента И 11поступает уровень логического "О" ,врезультате чего элемент И 11 пере стает пропускать импульсы частотойГр . Таким образом, на вход счетчика 13 импульсы частотой й поступают только в течение времени (Г- ,),причем их количество однозначно свя- ЗО зано с величиной Е , В дешифраторе15 записаны коэффициенты пересчета"импульсов объема" в "импульсы уровня" для клждого резервуара. С выхода дешифратора 15 по истечении интервала времени Г - Г,на вход счетчика13 начнут поступать "импульсы уровня", Происходит это следующим образом. На первый вход элемента И 10 свь.хода делителя 2 частоты непрерывно поступают импульсы частотой Г. Вначале каждого такта на второй входэлемента И 10 с выхода элемента 16памяти высот резервуаров подаетсяуровень логической "1", а на третийего вход - уровень логического "0"с выхода счетчика-накопителя 8. Приэтом импульсы частотой Е не проходят на выход элемента И 10. Начиная с момента, когда счетчик-накопитель8 заполнится, на третий вход элемента И 10 поступает уровень логической"1", в результате чего импульсы частотой Г через элемент И 10 поступаютна вход масштабного счетчика 14, ачерез элементы И 10 и И 20 - на входсчетчика 21 объема. Масштабный счетчик 14 и дешифратор 15 вырабатывают"импульсы уровня" путем деления частоты Гз на масштабный коэффициент51551 50 55 5 14 ересчета (отношение объема к уров ю). "Импульсы уровня" с выхода деифратора 15 поступают на вход счет" ика 13 (через элемент ИЛИ 12) до Момента совпадения набранного в этом начетчике числа со значением "высоты" данного резервуара, которое предварительно записано в элементе 1 б паМяти высот резервуаров 16. В момент овпадения указанных величин на выоде .элемента 16 вырабатывается пгнал уровня логического "0", катоый поступает на второй вход элемен" а И 10, прекращая тем самым поступ- ение импульсов частоты Й на выход лемента И 10, а следовательно, и а вход масштабного счетчика 14 и четчика 21 объемаОбозначим часть длительности такта, в течение которой происходит заполнение счетчика 13 ".импульсамировня" как "время досчета". Величина "времени досчета" определяется значением уровня жидкости в контролируемом резервуаре максимальным зна. чением этого уровня, характером зависимости объема жидкости от ее, уровня (определяется значениями "уровней", соответствующих точкам перегиба, которые записаны в дешифраторе 19), масштабным коэффициен,том, т.е. отношением приращения объема к приращению уровня (опреде,ляется значением коэффициента пере счета "импульсов объема" в ".импульсы11уровня , записанного в дешифраторе , 15).В каждом такте с момента. начала "времени досчета" импульсы частотыпоступающие на вход счетчика 14, пересчитываются с помощью дешифратора 15 в "импульсы уровня", т.е, на каждые ш; импульсов частоты Га, по- считанных счетчиком 14, на выходе дешифратора 15 вырабатывается сигнал "импульс уровня", свидетельствующий .о совпддении числа импульсов на выходе счетчика 14 с числом ш;, записанным в дешифраторе 15 (коэффициент пересчета данного участка). С выхода дешифратора 15 "импульсы уровня" поступают в счетчик 13 (через элемент ИЛИ 12), в счетчик 17 уровня, а также на вход счетчика 14, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым подготавливая к пересчету следующей "пачки" импульсов часщ 11 11 тоты Е в очередной импульс уровня. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 В начале каждого такта счетчик 17 уровня устанавливается в нулевое состояние импульсом "Сброс", поступающим с выхода дешифратора 4. В течение "времени досчета" происходит счет "импульсов уровня" для данного резервуара в счетчике 17 уровня. При совпадениях чисел.на выходе счетчика 17 с числовыми значениями "уровня", за" писанными в дешифраторе 19 уровня для данного резервуара и соответству" ющими границам аппроксимированных участков кривой зависимости объема от уровня жидкости в резервуаре, дешифратор 19 вырабатывает сигнал "точек перегиба". Эти сигналы поступают в счетчик 25, вырабатывающий сигналы управления, обеспечивающие синхронную работу дешифраторов 15 и 19. В начале каждого такта счетчик 25 устанавливается в нулевое состояние (по сигналу с выхода дешифратора 4) и к началу "времени досчета" данного такта выдает значение первой "точки перегиба" на вторые входы дешифраторов 15 и 19. При этом пересчет импульсов частоты Й в "импульсы уровня" происходит с коэффициентом пересчета, который записан в дешифраторе 15 для "первого участка". При совпа" дении числа "импульсов уровня" насчитанного счетчиком 17, с числовым значением "уровня первого участка", записанным в дешифраторе 19, счетчик 25 вырабатывает сигнал "второй точки перегиба", который переключает дешифраторы 15 и 19 на "второй участок" кривой зависимости объема от уровня для данного резервуара. При этом пересчет импульсов частоты 2 з в импульсы уровня" в масштабном счетчике 14 и в дешифраторе 15 будет происходить уже с коэффициентом пересчета, записанным в дешифраторе 15 для "второго участка", до дости, ения уровня "второго участка", записанного в дешифраторе 19, и т.д. Этот процесс происходит в каждом такте от минимально контролируемого уровня (конкретного резервуара) до текущего значения уровня в данном резервуаре, которое определяется,гдлительностью "времени досчета" данного такта, т,е. Фактическим значением уровня жидкости в резервуаре.Формула изобретенияИзмеритель объема жидкости, содержащий и датчиков уровня, количествокоторых соответствует количествурезервуаров, генератор импульсов высокой частоты, счетчик опроса резервуаров, выход которого подключен квходу первого дешифратора, счетчикнакопитель, счетчик входной, счетчикуровня, счетчик объема, счетчик масштабный, выход которого подключен квходу второго дешифратора, элементпамяти высот резервуаров, первые элементы И,второй, третий и четвертыйэлементы И, первый и второй элементыИЛИ и индикатор, при этом выход каждого датчика уровня соединен с первым входом соответствующего первогоэлемента И, а выход каждого первогоэлемента И соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ,отличающийся тем, что,с целью повышения надежности и точности, в него введены делитель частоты, второй счетчик-накопитель,счетчик точек перегиба, третий, четвертый и чятый дешифраторы, первый и второй запоминающие блоки, а такжекоммутатор выбора резервуаров, приэтом первый выход делителя частотыподключен к входу счетчика опросарезервуаров, первый выход первого дешифратора соединен с входами"Сброс" первого и второго счетчиковнакопителей, счетчика входного,счетчика уровня и счетчика точек перегиба, второй - с вторыми входами всех первых элементов И и с первыми входами элемента памяти . высот резервуаров, второго, третьего и чет 50 55 7 14315 мени досчета" каждого такта поступа- ют через элемент И 20 в счетчик 21 объема, Счетчик 21 (совместно с запоминающим блоком 22 и дешифратором 23) предназначен для определения5 объема жидкости в выбранных одном или нескольких резервуарах, поэтому счет "импульсов объема" (импульсы частоты 2 ) происходит в нем в течение всего цикла, Выбор резервуаров, в которых необходимо определять объем жидкости, производится соответствующей установкой органов управления коммутатора 26. Принимая в течение измерительного цикла тактовые импульсы от дешифратора 4 и счетчика 3 опроса резервуаров, логическая схема коммутатора 26 производит поочередный опрос органов управления, вырабатывая у себя на выходе последовательность тактовых промежутковВыбранным для определения объема резервуарам соответствуют такты с уровнем логической "1". Указанная последовательность тактов с выхода коммутатора 26 поступает . на первый вход элемента И 20, на второй вход которого в течение каждого такта поступают "импульсы объема" частоты Га (в течение времени досчетан). Следовательно, на выход элемента И 20 проходят "импульсы объема" только для выбранных резервуаров. Эти импульсы поступают в счетчик 21 объема, где суммируются за время цикла опроса всех резервуаров (перед началом каждого цикла счетчик 21 устанавливается в нулевое состояние). После окончания опроса всех резервуаров, т.е. в конце цикла, результат счета (суммарный объем жидкости в выбранных резервуарах) перезаписывается в запоминающий блок 22. Запись производится импульсом "Конец цикла , вырабатываемым дешифратором 4, С выхода запоминающего блока 22 значение объема через дешиФратор 23 поступает на индикатор 24 в течение всего цикла определения объема. Обновление информации индикатора производится по результату следующего цикла измерения в момент перезаписи результата счета в запоминающий блок 22.На входы дешифратора 18 поступают выходные сигналы счетчика 17 уровня во время каждого такта и тактовые импульсы от дешифратора 4. Когда числовые значения уровней, соответст 51 8вующие фиксированным (заданным) объемам жидкости в каждом из резервуаров, записанные в дешифраторе 18 совпадают с числом на выходе счетчика 17 уровня, дешифратор 18 выдает сигнал на вход запоминающему блоку 27. Блок 27 запоминает полученный сигнал (для данного резервуара) до поступления на его вход сигнала о достижении следующего значения фик" сированного объема. С выхода запоминающего блока 27 автономный сигнал для каждого из контролируемых резервуаров поступает в систему автоматического контроля и управления количеством жидкости в группе резервуаров и ее расходом./ Заказ 7071/40 Тираж б 60 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 14515 Вертого дешифраторов, а также с входом ,коммутатора выбора резервуара, выход которого связан с первым вхо" йом четвертого элемента И, третий выход первого дешифратора связан с 9 ходом "Сброс" счетчика объема, чет" тертый выход первого дешифратора со Фдинен с входом "Установка" первого апоминающего блока, второй выход елителя частоты подключен к первому ходу второго элемента И, третий ыход - к счетному входу второгочетчика-накопителя, четвертый - к ервому входу третьего элемента И, ыход первого элемента ИЛИ соединен о счетным входом первого счетчикаакопителя, первый и второй выходы оторого подключены к вторым входам оответственно второго и третьего лементов И, выход второго счетчикаакопителя подключен к третьему вхо" у третьего элемента И, выход котоого соединен с первым входом второо элемента ИЛИ, выход которого свяан со счетным входом счетчика вход" ого, выход которого подключен к торому входу элемента памяти высот резервуаров, выход которого соединенс третьим входом второго . элемента,Ц,выход которого связан с вторым входом четвергого элемента И и со счетным входом счетчика масштабного,выход второго дешифратора подключенк второму входу второго элемента ИЛИ,к входу "Сброс" счетчика масштабногои к счетному входу счетчика уровня,выход которого соединен с вторымивходами третьего и четвертого дешифраторов, выход третьего дешифратораподключен к входу второго запоминающего блока, выход четвертого дешифратора соединен со счетным входомсчетчика точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго и четвертого дешифраторов, выход четвертого элемента И подключенк счетному входу счетчика объема,выход, которого соединен с информационным входом первого запоминающегоблока, выход которого связан с входом пятого дешифратора, выход которого подключен к входу индикатора,а выход генератора соединен с входомделителя частоты,