Дискретный уровнемер

20 25 подключен к входу счетчика 18. Элементы 14 и 15 задержки служат для. за ческого элемента И 17. Один вход клю" 40 50 жения, дна элемента 14 и 15 задержки,включенные последовательно, детектор1 б состояния смежных датчиков, логический элемент И 17, счетчик 18 импульсов, выходной регистр 19, подключенный входами к выходам счетчика 18, распределитель 20 импульсов,двухпозиционные ключи 21-27, выходыкоторых подключены соответственнок входам рабочих датчиков 1-7, двухпозиционный ключ 28, выход которогоподключен к. входу компенсационногодатчика 8, генератор 29 тактовых импульсов и источник 30 эталонного напряжения, Выходы всех датчиков 1-8объединены и подключены к входу усилителя 9 заряда. Инвертирующий усилитель 1 О включен между выходом усилителя 9 заряда и фильтром 11 нижних частот, Выход нуль-органа 12 подключен к информационному входу детектора 16 состояния смежных датчиков, выход которого соединен с одним иэ входов элемента И 17 и управляющим входом регистра 19. Второй вход элемента И 17 подключен к выходу элемента 15 задержки, а выход элемента И 17 держки во времени тактовых импульсовгенератора 29, чтобы исключить возможное совпадение по фронтам несколь" ких управляющих сигналов приводящее к сбоям в работе прибора, Выход элемента 14 задержки подключен к тактовому входу детектора 16 состояния смежных датчиков, выход элемента 15 задержки - к одному из входов логичей 21-28 соединен с общей шинойдругой вход - с источником 30 эталонного напряжения. Дополнительный вы"ход распределителя 20 соединен с входами установки в исходное состояниедетектора 16 состояния смежных датчиков и счетчика 18. Детектор 16 состояния смежных датчиков предназначендля выделения двух первых датчиков,имеющих состояйие "сухой" после датчиков, имеющих состояние "мокрый".Детектор 16 (фиг.2) выполнен на основе двух 0-триггеров 3 и 32, включенных последовательно и образующихрегистр сдвига на два разряда, КБтриггера 33, логических элементов -И 34 и инвертора 35, Распределитель 20 импульсов служит для поочередного формирования импульсов на его выхо 5 10 15 дах. Распрецелитель 20 фиг., 3) может быть выполнен на основе трехразрядного счетчика, содержащего последовательно соединенные триггеры сосчетными входами 36, 37,38, и дешифратора из восьми логических элементов И-НЕ 39-46,Двухпозиционные ключи 21"28фиг.4) выполняются идентично и могутбыть реализованы на двух К-ХОП транзисторах 47, 48, из которых транзис"тор 47 открывается при низком уровненапряжения на входе и передает напряжение источника 30 эталонного напряжения на выход ключа, а транзистор Ффоткрывается при высоком уровне напряжения на входе и подключает выходключа к общей шине с нулевым потенциалом.Генератор 29 тактовых импульсовдолжен обеспечивать формирование прямоугольных импульсов. Вариант кон-;кретноо выполнения. генератора 29,приведенный на фиг.5, выполнен на основе трех логических элементов И-НЕ49,50,51, Двоичный счетчик 18 и регистр 19 могут быть выполнены различным образом, например на основе набора триггеров О-типа, аналогично элементам 564 ИЕ, 564 РЕ.Уровнемер работает следующим обра"зом.Импульсы тактового генератора 29поступают на вход распределителя 20импульсов, где они в инверсном видепоочередно появляются на выходах распределителя 20, и поступают на рходыдвухпозиционных ключей 21-27, Одновременно импульсы генератора 29 впрямом виде поступают на вход ключа28, При этом каждому импульсу на выходе ключа 28 соответствует импульсна одном из выходов ключей 21-27,образующихся подключением.к выходу,ключей 21-28 общей шины при высокомпотенциале на управляющем входе ключей 21-28, или напряжение от источника 30 при низком уровне напряженияна их входах, Так как распределитель20 инвертирует импульсы генератора29, то импульсы на выходе ключа 28 ивыходах ключей 21-27 имеют прямо противоположные фазы.Таким образом, на каждый импульсопроса датчиков 1-7, формируемыхключами 21-27, на компенсационныйдатчик 8 поступает инверсный импульсопроса, формируемый ключом 28При каждом импульсе опроса на входе усилителя 9 заряда происходит сложение зарядов, поступающих через емкость опрашиваемого датчика; например датчика 1, и через емкость компенсационного датчика 8Если емкости рабочих датчиков 1-7 равны емкости компенсационного датчика 8, что соответствует состоянию "сухой" датчиков, то суммарный заряд на входе усилителя 9 заряда не изменяется и потенциал на выходе усилителя 9 заряда практически не меняется, Если же емкость рабочего датчика, например датчика 1, в момент его опроса имеет большую величину, чем емкость компенсационного датчика 8, что соответствует состоянию "мокрый" датчика 1, то на вход усилителя 9 заряда поступает заряд большей величины, чем в случае равенства емкостей опрашиваемого и компенсационного датчиков, Этот дополнительный заряд преобразуется в импульс напряжения усилителем 9 заряда, инвертируется усилителем 1 О и через фильтр 11 нижних частот поступает на вход нуль-органа 12. В случае опроса "мокрого" датчика импульс на входе нуль-органа 12 превышает уровень отсечки, задаваемый источником 12 опорного напряжения, и нуль-орган 12 срабатыва" ет. В случае опроса "сухого" датчика срабатывания нуль-органа 12 не происходит. Когда все рабочие датчики 1-7 находятся в состоянии "сухой", то на выходе нуль-органа 2 сигналы отсутствуют.При заполненном жидкостью датчике 1 в момент его опроса на выходе . нуль-органа 12 формируется импульсный сигнал. В каждом цикле опроса, состоящем иэ опроса датчиков от первого до последнего, в момент опроса первого датчика на выходе нуль-органа, 12 формируется импульсный сигнал, а в моменты опроса остальных датчиков сигнал отсутствует. При заполнении датчикови 2 жидкостью в каж 3дом цикле опроса сигнал на выходе нуль-органа 12 формируется два раза в момент опроса первого и второго датчиков 1,2, При заполнении жидкостью датчиков 1,2,3 в каждом цикле опроса импульсы на выходе нуль-органа 12 появляются соответственно в моменты опроса датчиков 1,2,3 и т.д. Указанные последовательности импульсных сигналов поступают на информа нии от одного из датчиков, трудноустранимых во время проведения экспериментов, и т.д,. При высоком уровне напряжения на З 5 выходе детектора 16 тактовые импульсы, поступающие через элементы 14 и15 задержки, проходят через элементИ 17 на вход счетчика 18, Когда низ"кий уровень напряжения с выхода де О тектора 16 запретит прохождение тактовых импульсов через элемент И 7на вход счетчика 18, то в счетчике 18эафиксируется двоичный код, которыйпереписывается .в выходной регистр 1945 Код, хранящийся в любой момент в регистре 19, соответствует номеру пер.еого свободного от жидкости датчика.Помер последнего датчика, заполненного жидкостью, в данном случае будет 5 О на единицу меньше. Дискретный уровнемер, содержащий 55 емкостные рабочие чувствительные элементы, обкладки которых размещены,в пределах контролируемого уровняжидкости в сосуде, последовательносоединенные инвертирующий усилитель 5 1 О 15 20 25 ционный вход детектора 16 состояниясмежных датчиков, устанавливаемыйперед каждым циклом опроса датчиков1-7. в исходное состояние импульснымсигналом с дополнительного восьмоговыхода распределителя 20 одновременно с установкой в исходное состояниесчетчика 18 импульсов, В каждом цикле опроса детектор состояния смежныдатчиков при установке его в исхо есостояние формирует на своем ввысокий уровень напряжения,,ходс высокого уровня напряжеф . на низкий происходит лишь в том случае,если на его информационный вход припоступлении двух смежных во временитактовых импульсов, поступающих надетектор 16 через элемент 14 задержки, сигнал нуль-органом 12 не формируется . Это обеспечивает выделениеграницы раздела сред (.Уровня жидкости) по первым двум смежным датчикам,не заполненным жйдкостью. Одновременно обеспечивается повышение надежности выделения уровня раздела сред привозможных на практике случаях выходаиз строя датчиков, расположенныхвнутри реэервуара и не поддающихсяремонту, или дефектах в кабельной лиФормула изобретенияи фильтр нижних частот, нуль-орган, первый вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, а второй вход соединен с источником опорного напряжения, счетчик импульсов, к вы 5 ходам которого подключен регистр, логический элемент И, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, генератор тактовых импульсов, подклю О ченный последовательно с первым и вторым элементами задержки к первому входу элемента И, и компенсационный чувствительный элемент, обкладки которого расположены выше или ниже контролируемых отметок изменения уровня жидкости, о т л и ч а ю щ и йс. я тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном повышении надежности работы, в него введены стробированный распределитель импульсов, вход которого, являющийся объединенным входом тактирования и. стробирования, подключен к выходу генератора тактовых импульсов, усили тель заряда, включенный между первыми обкладками рабочих.и компенсационноЬо чувствительных,элементов и входом инвертирующего усилителя, детектор состояния смежных рабочих чувстви" тельных элементов, информационный вход которого подключец к выходунуль-органа и тактовый вход подключенк выходу первого элемента задержки,а выход детектора состояния смежныхрабочих чувствительных элементов под"ключен к второму входу элемента И иуправляющему входу выходного регистра, двухпозиционные ключи для каждого в отдельности чувствительного элемента, первые входы ключей соединеныс источником, эталонного напряжения,а вторые входы подключены к общей ши-.не, управляющие входы двухпозиционных ключей рабочих чувствительныхэлементов соединены с соответствующими выходами .введенного распределителя импульсов, прн этом управляющийвход двухпозиционного ключа компенсационного чувствительного элементасоединен с выходом генератора тактовых импульсов, один выход распределителя импульсов соединен с входами установки в исходное положение счетчика и детектора состояния смежных чув-ствительных элементов, а вторые обкладки рабочих и компенсационногочувствительных элементов соединеныс выходами соответствующих двухпозиционных ключей,Производственно-издательскийкомбинат "Патент", г. Уагор ул. Гагарина, 101 Заказ ВНИИПИ Тираж Подписное комитета ло изобретениям и открыт Москва, 3"35, Рауаская наб., д. иям при ГЕН