Цифровой уровнемер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлик 49718 й 0 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ВНЕМЕРтения: цифровой уров- плавок 2, 1 грузик 3, Ь, щкив 6, преобразоя,регйтрирующие усередатчик 10 кода, 6-а-11-12, 6-4, В 1 . , .: .2 (21) 4695688 ЙО : , " : 4) ЦИФРОВОЙ УРО (22)29,05,89:;: . .;: (67) Сущностьизобре (46) 23.07,92. Бюл, Ь 27.:немер содержит: по (78) Г. Г, Шаяхмвтов .: .:, .:противовес 4, тросйк (66) Авторское свидетельство СССРватель 8 перемвщенй ЬЬ 1024740, л,601 Г 23 У 22,1983.тройства 9 и .12, иОптические и волоконно-оптичвскив приемник 11. 3-2-8- приборы контроля . уровней жидкостей; - 9.ил., 1 табл, ТС. Приборы и устройства для контроля ирегулирования технологических процессов,Вып, 6. М 1987, с. 19.Изобретение относится к измерителямуровня жидкости,Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности в работе,На фиг, 1 изображена схема цифрового 5уровнемера; на фиг. 2 - схема преобразователя перемещения; на фиг, 3 - цифровойкруг; на фиг, 4 - одна из осей преобразователя перемещения; на иг, 5 - схема передаточного механизма с коэффициентом 10передачи К=11.Уровнемер состоит из объема 1, поплавка 2 с балластом-грузиком 3, противовесом4, размещенным в заглушенной снизу трубе4, Поплавок 2 и противовес 4 соединены 15между собой тросиком 5 через шкив 6, Осьшкива 6 кинетически связана с осью 7 преобразователя 8 перемещения, Выходы по.следнего подключены к входамрегистрирующего устройства 9 и к передатчику 10 кода, который через канал связисоединен с приемником 11 кода, а выходыприемйика 11 подключены к входам регистрирующего устройства 12,Преобразователь. представляет собой 25электромеханическое устройство, состоящее из корпуса 13. в котором размещено иосей, на каждой из которых укреплены четыре кодовых диска а, в, с, б, с отверстиями.Каждая ось связана с соседней передаточным механизмом, который состоит из двухколес - ведущего 14 и ведомого 15. Обаколеса одинакового диаметра. Первое имеет один зубец, а второе - десять. Кроме того,первая ось выведена наружу и на ее конце 35закреплен внешний диск 16, который служит для связи с поплавком 2, Отверстия надисках а, в, с, б расположены по окружности, По обе стороны каждого диска установлены источник 17 и приемник 18 света, 40которые образуют фотопару, и световойконтакт между ними осуществляется черезотверстия диска.Отверстйя на каждом диске размещеныв соответствии с двоичным изображением 45цифрО, 1,2,3,4,5,6,7,8,9 в виделогическихсимволов "1" и "0". Это поясняется с помоМью таблицы и цифрового круга (см.табл.).Цифровой круг (фиг. 3) имеет десять отверстий, равномерно расположенных по окружности и которым присвоены номера от Одо 9, соответствующие цифрам 0-9 в таблице, в которой каждой 1-е соответствует наличие отверстия на диске. Поэтому на дискеа имеются отверстия под номерами 1, 3, 5, 557, 9. В соответствии со столбцом в на диске в сделаны отверстия под номерами 2, 3, 6, 7, Точно так же на диске Ф Размещены отверстия 4, 5, 6, 7, и на диске б - отверстия 8 и 9. Таким образом, количество отверстий на кодовых дисках а, в, с, б различно, а расположены они на каждом диске в соответствии с кодом цифр О - 9.Кодовые диски а, в, с, б размещают и жестко закрепляют на оси Х-Х так, что мнимые отверстия под номером "0" на всех четырех дисках располагаю.тся на одной мнимой оси У-У, Смежные отверстия на дисках в, с, б могут быть соединены между собой сплошной прорезью,Преобразователь работает следующим образом.В исходном состоянии все кодовые диски а, в, с, б вращением внешнего диска устанавливают в нулевое положение, т.е. такое, когда мнимая ось У-У проходит между окошечками источников 17 и приемников 18 света. В таком состоянии все приемники 18 будут заслонены дисками от источника 17 света. Поэтому на всех выводах приемников 18 сигнала не будет, например напряжения при использовании фотодиодов. Это состояние приемников 18 соответствует логическому состоянию "0", Если же приемник 18. получает поток света от источника 17 через отверстие в диске, то на его выходе будет сигнал - состояние, соответствующее логической единице "1".Таким образом, в исходном состоянии преобразователя на выходах четырех приемников а, в, с, б, расположенных у каждой оси, будет записана информация нулевого состояния " 0 О 0 О". Представим, что поплавок 2 переместился от исходного положения на единицу длины, Коэффициент передачи между ним и диском 16 выбран таким, что последний повернется на одну десятую часть оборота (36). На такой же угол против часовой стрелкй повернутся все четыре диска на оси Х - Х. Отверстие "1" на диске а установится между источником 17 и приемником 18 света, а на выходе приемника 18 будет "1", Приемники дисков в, с, б не получат света от источника 17, так как отверстия "1" на этих дисках отсутствуют. На выходах этих приемников будет "0". Следовательно, но фотоприемниках, расположенных на первой оси, будет записана информация в двоичной системе: "1 000". При перемещении поплавка 2 на две единицы длины на этих выходах будет записанодвоичное число "0 1 00", так как отверстие "2" на диске в установится между приемником 18 и источником 17 света, а на остальных дисках отверстия "2" нет, поэтому на выходах этих приемников сигнала нет, Аналогично на первой оси будут записываться и все остальные цифры от 3 до 9, Например, цифра 8 будет записана как "00 0 1" (только у диска б приемник освещается источником света через отверстие "8").Диски на 2-й и всех остальных четных осях преобразователя 1 закрепляют повернутыми на 180 относительно дисков, размещенных на 1-й и всех остальных нечетных осях.Поэтому, когда 1-я ось совершит один полный оборот против часовой стрелки, 2-я ось через колеса 14 и 15 передаточного механизма повернется по часовой стрелке на 1/10 часть оборота, Поэтому на выходах приемников у второй оси будет записано число "1 0 0 0", Теперь очевидно, что на элементах каждой оси (1 - и) преобразователя будет записываться цифра порядка многозначного числа десятичного исчисления. Самый младший разряд цифр записывается на элементах 1-й оси, а самый стерший - на элементах и-й оси, Например, если поплавок 2 переместился на 4927 единиц, то цифра,"4" этого числа будет записана на выходах 4-й оси как "0 0 1 0", цифра "9" - на выходах 3-й оси как "1 0 0 1", цифра "7" - на выходах 2-й оси, как "0 1 0 0", цифра "7" - на выходах 3-й оси как "1 1 1 0". Выходы фотоприемников образуют выходы преобразователя.Уровнемер работает следующим образом,При неизменяемом уровне жидкости в объеме 1 поплавок 2 неподвижен, Его равновесие на поверхности жидкости достигается противовесом 4. Балласт 3 и противовес 4 за счет сил тяготения, определяемых их массой, увеличивают коэффициент трения между тросиком 5 и шкивом 6 и увеличивают момент сил, воздействующих на шкив 6 при изменении уровня жидкости, Коэффициент передачи К между осью шкива 5 и осью 7 преобразователя выбирают таким, чтобы при перемещении поплавка 2 на единицу высоты ось 7 повернулась на 1/10 часть оборота, Тогда эта информация об изменении уровня будет зафиксирована преобразователем 8 и регистрирующими устройствами 9 и 12, которыми могут быть цифровые табло, самопишущие или печатающие устройства, Передатчик 10 кода преобразует информацию с преобразователя 8 5 и передает ее в канал связи в виде последовательности дискретных сигналов, Эти сигналы приемник 11 преобразует в форму сигналов, подобным сигналам на выходе преобразователя 8, и выдает на регистриру ющее устройство 12. Поскольку диапазонизмерения преобразователя 8 практически неограничен, а длина тросика 6 может быть также сколь угодно длинной, то уровнемер может работать в объемах практически лю бой высоты. Это позволяет ему контролировать уровень жидкости в стационарных емкостях для ее хранения, в том числе горючих и взрывоопасных жидкостей, а также в глубоких и сверхглубоких скважинах, 20Формула изобретенияЦифровой уровнемер, содержащий помещенный в контролируемую жидкость поплавок, закрепленный на одном конце25 троса, перекинутого другим концом черезшкив, и подключенный к блоку регистрациипреобразователь перемещения поплавка,включающий в себя оптически сопряженные источник света и фотоприемник, о т л и 30 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениябыстродействия и надежности в работе, внего введен противовес, закрепленный надругом конце троса и размещенный внутривертикально установленной в обьеме с жид 35 костью направляющей, выполненной в видетрубы, а преобразователь перемещения поплавка кинематически связан с осью вращения шкива и выполнен в видеустановленных в корпусе и осей, последова 40 тельно кинематически связанных с передаточным коэффициентом К=10:1 исодержащих по четыре разделяющих источник света и фотоприемник кодовых диска сотверстиями, расположенными равномерно45 по окружности диска на одинаковых расстояниях от его оси,1749718 и Составитель В.Ярыч Техред М.Моргентэл Корректор Н,Коро Редактор Н.Козориз Производственно-издательский комбинат т", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 эказ 2688 Тираж .Подписное ВНИИПИ Государственното комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-Зб, Рэуаская наб, 4/б