Дискретный уровнемер

(51)а, кл, 6 01 Г 23/12 Ввсударвтввнный квмнтет СССР ве яанам кзвбретвннй и открытнйпроизвсдством АН Белорусской ССР(5 Й) ДИСКРЕТНЫЙ УР 08 НЕМЕР Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствамконтроля уровня, и может быть использовано для измерения уровня жидкости в сосудах больших размеров,Известны поплавковые уровнемеры,содержащие расположенные в немагнитной трубе поплавок с постоянным магнитом и вертикально размещенные герконы, которые подключены к регистриорующему устройству через преобразователь ( 11,Недостатком таких уроенемеров является низкая точность измерения прибольших диапазонах измерения, обусловленная расстоянием между герконами,Уменьшение шага дискретности влечетэа собой увеличение числа герконови выводов из объекта контроля, чтозначительно усложняет конструкцию,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсядискретный уровнемер, который содержит поплавок, вкпючающий в себя че 2редующиеся магнитные и немагнитнйе.секции и герконы, расположенныевертикально в немагнитной трубе, совдиненные в группы и подключенные кизмерительной схеме. Расстояниемежду герконами равно Ь2 пХ, гдеи = 1, 2, 3,, К " разрешающаяспособность. , Наличие несколькихмагнитных секций на поплавке, чередующихся с немагнитными секциями,позволяет повысить точность измерения при одном и том же количествегерконов 2 1.Однако большое число проводниковпри значительных величинах тт, подключенных к измерительному преобразователю и необходимых для последовательного опроса всех герконов, значительно усложняет конструкцию уровнемера и снижает надежность.Цель изобретения - упрощение конструкции,Укаэанная цель достигается тем,что в устройстве, включающем попла 898262вок с чередующимися магнитными и немагнитными секциями, датчики положения поплавка, выполненные в виде герконов и размещенные в немагнитной трубе с определенным шагом, причем их входы объединены в группы, а выходы одноименных контактов каждой группы соединены между собой, измерительный преобразователь, счетчики, генератор, схемы И и триггер, изме рительный преобразователь выполнен в виде кольцевого регистра сдвига, коммутатора, шифратора, схемы ИЛИ, дешифратора, при этом счетный вход кольцевого регистра сдвига соединен с выходом одной схемы И и со счетным входом счетчика импульсов сдвига, а установленные входы подключены ко входам одноименных контактов каждой группы герконов и ко входам схемы ИЛИ,ф выход которбй подключен ко входу триггеравыходы кольцевого регистра сдвига соединены через дешифратор сшиф, ратором, вход которого одновременно соединен с управляющим входом генератора, выходы которого подключены к одним входам схем И, их другие входы соединены с выходами триггера, а выход схемы И подключен ко входу счетчика группы, выходы которого через коммутатор соединены со входами групп герконов.На фиг, 1 представлена структурная схема управления; на фиг. 2 " конструкция поплавка и схема соединения ЗЗ герконов.Уровнемер содержит поплавок 1 из набора магнитных и немагнитных секций, двигающийся вверх и вниз (с уровнем жидкости) вдоль размещенных вертикал,ьно в немагнитной трубе (не показана), герконов 2, преобразова" . тель 3, в состав которого входит схема ИЛИ 4, входы которой соединены с выходами одноименных контактов 4 каждой группы герконов и с установочными входами кольцевого регистра сдвига 5, выходы которого соединены с входом дешифратора 6 с последовательно соедиенным шифратором 7, коммута" тором 8, выходы которого соединены с входами групп герконов, триггер 9, вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ 4, а прямой и инверсный выходы подключены, соответственно, фф к схемам И 10 и 11, выход одной из них соединен со счетным входом счет. чика импульсов сдвига 12 и со счетным входом кольцевого регистра сдвига 5, выход другой схемы И 11 подключен ко входу счетчика номера группы 13, выходы которого соединены с коммутатором 8, генератор 14, вход соединен с выходом дешифратора б, а выходы подключены соответственно к схемам,И 10 иПри движении поплавка вверх и вниз с изменением уровня герконы, находя" щиеся в поле действия магнитных участков поплавка, замыкаются. При наличии сигналов опроса групп с коммутатора на выходных шинах аа образуются коды в соответствии с состоянием герконов (замкнут - 2, разомкнут - О). Поскольку выходы а .,а одновре 4 "а менно являются установочными входами кольцевого регистра сдвига, то в последнем устанавливается соответствующий код.Поплавок не должен опускаться ниже своего начального положения (фиг.2), Замкнутым в начальном положении поплавка является геркон, соответствующий выходной шине а ,так как только этот геркон находится против магнитного участка, следовательно, на этом выходе при опросе будет единица, на остальных выходах а .а - нули, в результате в кольцевом регистре сдвига устанавливается код 100000,При движении поплавка вверх от начального положения, коды на выходных шинах изменяются в зависимости от расстояния в единицах разрешающей способности К в соответствии с табл, (для случая и = 8 К, Ь - 4).Коды, помещенные в табл.1 характе" ризуются следующими признаками: 1) каждый последующий код отличается от предыдущего на 1 бит; 2) коды не повторяются в одном цикле, 3) полный цикл кодов повторяется, начиная с уровней 48 К, 36 К и т.д 4) код может быть разбит на б колонок, в общем случае число колонок равно числу разрядов кода и числу выходных шин, 5) код в каждой последующей колонке является сдвинутым на один разряд вправо по отношению к одноименному коду в предыдущей когон е, при этом последующий разряд становится на место первого : 101)000 ( колонка), 010000 (2 колонка),001000 (3 колонка) и.т.д 6) количество разрядов в коде меньше количества кедоводной колонке.5 898Благодаря признаку, указанному впункте 5, любой из кодов табл. может быть приведен к одному из кодовпервой колонки (начальных кодов)после установки кольцевого регистра сдви га влево (каждый импульс для сдвигана 1 разряд)для получения одного изкодов первой колонки.Например, если в кольцевом регистре установится код 100011, соответствующий уровню 38 К, то через4 импульса в кольцевом регистре установится код 111000, соответствующий уровню 6 К, причем разность уровней, соответствующая исходному коду и преобразованному в кольцевомрегистре сдвига с приходом одногоимпульса сдвига, составляет величину Ь.Таким образом, если в кольцевом Мрегистре сдвига после опроса коммутатором установится код 1000011,то это значит, что поплавок перемес.тился вверх от начального положенияна расстояние 6 К + 4 п,Принадлежность кода к тому илииному циклу учитывается в счетчикециклов;Таким образом, положение поплавка однозначно определяется номером вцикла, количеством импульсов сдвигаи порядковым номером, в колонке приизмерении все эти значения фиксируются в соответствующих счетчиках.Структура кодов в цикле обуслов- зюлена соотношением длин магнитныхи немагнитных участков поплавка. Схема определения этого соотношения приведена в табл. 2.После установки в нулевое состояние счетчиков 12 и 13, кольцевого регистра сдвига и триггера 9 включается генератр 14, сигналы с которогопоступают через схему И 11 на счетчик номера циклов 13. На втором вхо- мде схемы И в это время раэрещающий потенциал с триггера 9,Под действиемсигналов с генератора 14 состояниесчетчика номера циклов 13 последовательно изменяется за счет чего с выходдов коммутатора 8 поочередно выходятимпульсы опроса группы герконов.По обнаружению группы, в которойзамкнут хотя бы один геркон, сигналом со схемы ИЛИ 4 триггер 9 пере 262 б ключается и запрещает прохождениесигналов с генератора на счетчикномера цикла (группы)13 и разрешаетпрохождение импульсов через схему И 10на счетчик импульсов сдвига 12 икольцевой регистр сдвига 5, при этойизменяется состояние счетчика импульсов сдвига 12 и информация, записанная в кольцевом регистре сдвига 5,сдвигается последовательно влево.Как только в последнем установитсякод, являющийся кодом первой колон"ки, с выхода дешифратора 6 поступает сигнал нэ основку генератора 14.При этом в шифраторе 7 установитсяпорядковый номер кода в колонке,в .счетчике импульсов сдвига 12 количество целых значений Ь, пройденных поплавком в последнем цикле,в счетчике номера цикла (группы)13 номер цикла.Измерительная схема уроамемерапозволяет расшифровать коды, имеющиеколичество разрядов меньшее числакодов в колонке, если они обладаютпризнаками, указанными в пунктах 16,Дешифратор 6 преобразует код в на,личие сигнала на одном из его выходов, т.е. каждая комбинация кодовна входе дешифратора соответствуетналичию импульсов на одном из еговыходов.ШиФратор 7 преобразует сигналс выхода дешифратора, поступающийна одни из его входов в порядковыйномер начального кода.Таким образом, Формирование выходного сигнала включает следующиеоперации: обнаружение группы с замкнутыми герконами с помощью коммутатора, приведение полученного кодах начальному с помощью кольцевогорегистра, определение порядковогономера кода с помощью дешифратораи шифратора.Предложенное устройство озволяет расшифровать коды, имеющие коли"цество строк большее, чем столбцов,цто, в своа очередь, позволяет использовать меньшее количество провод-,ников, поступающее на кольцевой регистр сдвига, что приводит к упроще"нию конструкции их схемы и к увеличению надежности измерений.898262 Примечание КОД 10 16 17118 20 22 23 Расстояние, пройденноепоплавком вверх от начального положения вединицах, К 100000 101000 101100 101110 111110 111100 111000 110000 010000 010100 0101.10 010111 011111 011110 011100 011000 001000 001010 001011 101111 101111 001111 001110 001100 000100 Число в счетчике циклов Таблица Начиная с Й 8 К9 б К и т.д. полный цикл кодовповторяется,число в счетчикегрупп соответственно увеличиваетсяна 1,2: и т.д.10 898262 Примечание КОД 25 26 27 28 29 30 33 1 ООО 11 40 41 42 46 47 48 Расстояние, пройденноепоплавками вверх от начального положения вединицах, К 000101 100101 110101 110111 100111 000111 000110 000010 100010 110010 111011 111011 110011 ООаО 11 000001 010001 011001 011101 111101111001 110001 100001 100000 Продолжение табл. 1 Число в счетчикециклов898262 0 5 столбец 1 столбец 0 3 столбец Номер столбца 1 0 О О О О 1 О 1 О О О 1 О 1 1 О О 1 О 1 1 1 1 1 1 1 О 1 1 1 1 О О 1 1 1 О О О Начальные коды (Ь = 8 К) Таблица 2898262 Продолжение табл, 2 2 столбец е е а 1 т щщ Формула изобретения Дискретный уровнемер, содержащий поплавок с чередующимися магнитными и немагнитными секциями, датчики по" ложения поплавка, выполненные в виде герконов и размещенные в немагнитной трубе с определенным шагом, причем их входы объединены в группы, а выходы одноименных контактов каждой группы объединены между собой, из" мерительный преобразователь, генератор, счетчики, триггер и схемы И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции преобразователь выполнен в виде кольцево" го регистра сдвига, коммутатора, шифратора, схемы ИЛИ, дешифратора, при этом счетный вход кольцевого регистра сдвига соединен с выходом одной схемы И и со счетным входом счетчика импульсов сдвига, а устанНиэ1 столбец поплавка" зв новочные входы подключены к выходамодноименных контактов каждой группыгерконов и ко входам схемы ИЛИ, выход которой подключен ко входу триггера, выходы регистра сдвига соединнены через дешифратор с шифратором,вход которого одновременно соединенс управляющим входом генератора, выходы которого подключены к одним,входам схемы И, их другие входы сое" 4 в динены с выходами триггера, а выходвторой схемы И подключен ко входусчетчика группы, выходы которого через коммутатор соединены со входамигрупп герконов.4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 1558165, кп. 6 01 Г 23/12,1976.,2. Патент Зеликобритании М 1430307,6 01 Г 23/12, 1976(прототип),