CS204185B1 - Capacitous surfacemeter with digital and analogue output - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEPČEWIU 204185 (11) (Bl) (51) Int. Cl.3 G 05 D 9/12 (22) Přihlášené 07 02 78(21) (PV 777-78) (40) Zverejnené 31 07 80

OAAO nto VYNÁLEZYA OBJEVY (45) Vydané 15 12 83 (75)

Aultor vynálezu SCHWARZ JURAJ ing. a RŮŽIČKA MICHAL ing., BRATISLAVA (54) Kapacitný hladinomer s číslicovým aj analogovým výstupem 1

Vynález rieši zapojenie na meranie polo-hy hladiny pomocou 1’ubovol'ného kapacit-ného snímača prevodom kapacity na výstup-ný signál obdížnikového tvaru, ktorého pe-rioda je priamo úměrná polohe hladiny, ale-bo na analogový signál.

Na meranie polohy hladin sa s výhodoupoužívajú kapacitně snímače. Změnou polo-hy hladiny sa změní kapacita medzi elek-trodami snímača. Kapacita sa elektronický-mi obvodmi mění na výstupný signál, ktorýsa pripája na indikačně, přenosové alebo re-gistračně zariadenie. Váčšina doteraz používaných hladinome-rov prevádza polohu hladiny na analogovuvýstupná hodnotu napátia alebo prúdu. Prepoužitie vyžadujúce číslicový přenos alebozáznam s najvačšou možnou presnosťou satieto hladinomery nehodia, lebo pri analó-govom převode vzniká poměrně velká chy-ba a navýše vačšina analogových prevodovkapacity vykazuje nezanedbatelná nelinea-ritu. Přídavná chyba vzniká pri převodeanalogovéj ’ veličiny do číslicového tvaruvhodného pre ďalšie spracovanie.

Kapacitný hladinomer s číslicovým výstu-pom podlá vynálezu odstraňuje uvedené ne-dostatky tým, že kapacitný snímač výškyhladiny je připojený jednak na vstup, jed-nak cez odpor na výstup Schmittovho klop- 204185 2 ného obvodu, ktorého výstup je připojenýbuď na číslicový vyhodnocovací obvod, ale-bo na integrátor, ktorého výstup je připoje-ný na usměrňovač. Kapacitný snímač polo-hy hladiny može byť na vstup Schmittovhoklopného obvodu připojený cez oddělovacízosilovač.

Schmittov klopný obvod je zapojený akoastabilný multivibrátor s periodou kmitovúměrnou výške hladiny snímanej kapacit-ným snímačem, čo umožňuje priame číslico-vé spracovanie signálu. Připojením integrá-tora s usmerňovačom k výstupu Schmittov-ho klopného obvodu získáme analogový sig-nál s lepšou linearitou, než je tomu u běž-ných hladinomerov.

Pripojenie kapacitného snímača polohyhladiny ku Schmittovmu klopnému obvoducez oddělovací zosilovač umožní pri připo-jení výstupu oddelovacieho zosilovača k o-chrannému tieneniu přívodu „žívej“ elektro-dy kapacitného snímača polohy hladiny ob-medzenie vplyvu dížky prívodného vodičana výstupný signál.

Na pripojenom výkrese je znázorněné za-pojenie kapacitného hladinomeru s číslico-vým aj analógovým výstupom podlá vynále-zu.

Kapacitný snímač výšky hladiny S je cez oddělovací zosilovač 11 připojený na vstup

Claims (5)

1. 2Q418S Schmittovho klopného obvodu 12, ktoréhovýstup je cez odpor R připojený na kapacit-ný snímač výšky hladiny S s paralelné při-pojeným kondenzátorom C. Výstup Schmit-tovho klopného obvodu 12 móže byť připo-jený k číslicovému vyhodnocovaciemu obvo-du 13, alebo k integrátoru 14, ktorého vý-stup je připojený k usměrňovačů 13. Usměr-něný signál je připojený na indikačný zosl-lovač 16. Snímač S s paralelné připojeným konden-zátorom C sa nabíja z výstupu Schmittovhoklopného obvodu 12 cez odpor R. Akonáhlenapatie na ňom dosiahne preklápaciu úro-veň Schmittovho klopného obvodu 12, ten-to překlopí a snímač s kondenzátorom sazačnu cez odpor R vybíjať, až napatie nanich neklesne na druhů preklápaciu úroveňSchmittovho klopného obvodu, keď tentopřeklopí a dej sa opakuje. Perioda tohoto priebehu je T = 2R. (Cx +C) . ln Uv -j-UhUv—Uh kde Cx je kapacita snímača polohy hladiny SC je kapacita kondenzátora C 4 • —o 2 Uv je výstupná amplituda Schmittovhoklopného obvodu 12 2 Uh je napaťová hysterézia Schmittovhoklopného obvodu 12 Perioda priebehu na výstupe Schmittovhoklopného obvodu 12 je teda priamo úměrnákapacitě snímača výšky hladiny S. Perioda tohoto priebehu sa vyhodnotí běž-ným číslicovým vyhodnocovacím obvodom13. Rozsah číslicových údajov na jeho vý-stupe je určený rozsahom změny kapacitysnímača S a hodnotami odporu R a kon-denzátora C. Analogový výstupný signál získáme tak,že integrátor 14 premení pravoúhlý výstup-ný priebeh zo Schmittovho klopného obvo-du 12 na trojuholníkový. Vrcholové napátietrojuholníkového priebehu je priamo úměr-né perióde pravoúhlého priebehu, a teda ajvýške hladiny. Trojuholníkové napatie sa u-smerní v usměrňovači 15 a indikačným zo-silovačom 16 sa prevedie na požadovánu ú-roveň. Zapojenie podl'a vynálezu umožňuje mera-nie polohy hladiny najma pre účely auto-matizovaných systémov zberu dát v hydro-logii, hydrogeologii a chemickom priemys-le. PREDMET

   1. Kapacitný hladinomer s číslicovým ajanalogovým výstupom, vyznačujúci sa tým,že kapacitný snímač výšky hladiny (Sj jepřipojený jednak na vstup, jednak cez od-por (R) na výstup Schmittovho klopnéhoobvodu (12).
2. 2. Kapacitný hladinomer pódia bodu 1,vyznačujúci sa tým, že na výstup Schmittov-ho klopného obvodu (12) je připojený čís-licový vyhodnocovací obvod (13).
3. 3. Kapacitný hladinomer pódia bodov 1 a2, vyznačujúci sa tým, že na výstup Schmit-tovho klopného obvodu (12) je připojený in-tegrátor (14), ktorého výstup je připojený VYNALEZU k usměrňovačů (15), pričom výstup usmer-ňovača (15) je připojený na vstup indikač-ného zosilovača (16).
4. 4. Kapacitný hladinomer pódia bodov 1, 2a 3, vyznačujúci sa tým, že kapacitný sní-mač výšky hladiny (S) je na vstup Schmit-tovho klopného obvodu (12) připojený cezoddělovací zosilovač (11).
5. 5. Kapacitný hladinomer pódia bodov 1,2, 3 a 4, vyznačujúci sa tým, že výstup od-delovacieho zosilovača (11) je připojený naochranné tienenie přívodu od kapacitnéhosnímača výšky hladiny (S). 1 list výkresov Severografia, n. p., zúvod 7, Most