KR810000707B1 - 액면 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액면 측정장치

제1도는 복수개의 주사장치를 갖춘 경우의 일예를 나타낸 전체도.

제2도는 상기 실시예의 측면도.

제3도는 신호의 사이클도.

제4도는 주사장치가 1개인 경우의 전체도.

제5도는 신호의 타이밍도.

본 발명은 액면 측정장치에 관한 것이다.

본 발명의 제1의 목적은 액면을 디지탈 수치로 지시할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 제2의 목적은 액면의 변화를 부표기를 아래로 매단테이프와 테이프의 천공에 계합하고 있는 스프로킷휘일에 의해 회전 운동량으로 변환시키는 것이다.

본 발명의 제3의 목적은 액면변화에 의해 회전되는 아암에 설치한 자기 검지 헤드에 의해, 절연성 원판의표면에 원주방향으로 배설해 있는 도전부를 주사할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 제4의 목적은 상기 원판의 도전부로 펄스 전류출력 회로로 부터 순차로 통전시키는 것이다.

본 발명의 제5의 목적은 자기 검지 헤드가 주사한 도전부의 계수를 펄스 신호수로 변환하여, 이것을 디지탈 지시기로 지시하도록 한 것이다.

본 발명의 제6의 목적은 논리회로를 사용할 수 있도록 함으로써, 중간기아 기구 등의 복잡한 기계적인 구성을 필요로 하지 않고 장치의 간소화를 도모하도록 한 것이다.

이하 본 발명은 실시예의 일예를 나타낸 도면에 의해 상세히 설명한다.

제4도에 있어서 부호(1)은 액면 감득체인 예를 들면 부표기를 나타낸 것이다. (2)는 부표기를 액면 아래로 매단 테이프이며, 일정한 간격마다 천공(2a)를 뚫어 가이드 풀리(3,4)를 거쳐 권취기구(6)의 와인더(12)에 감는다.

와인더 (12)에는 액면 변화에 따른 부표기의 부력변화에 의해서 테이프의 장력이 변화한 경우, 테이프의 장력을 일정하게 하도록 스프링(13)에 의해서 테이프를 권입하는 방향으로의 회전력이 부여되고 있다.

권취기구(6)는 테이프의 이동량을 회전량으로 변환하는 스프로킷휘일(11)을 갖추고 있고, 이 스프로킷휘일(11)은 외주에 형성한 포올(11a)가 테이프의 천공(2a)에 계합하여 테이프의 이동에 의해 회전된다.

스프로킷휘일축(7)의 회전은 클러치 (또는 커플링)(8)을 거쳐 감속기(10)의 입력축(9)으로 전달되고 부호(5)는 감속기의 출력축을 나타낸다.

(20)은 절연체로 되는 움직이지 않는 원판이며, 한쪽의 면에는 자계 발생체인 100개의 도전부 Y₁, Y₂,------Y₁₀₀을 방사상으로 설치하며, 이들의 도전부는 일괄하여 접지하고 있다.

원판(20)의 중심에는 구멍을 뚫었으며, 이것을 감속기의 출력축(5)가 관통하고 있으며, 출력축(5)의 선단에는 이것과 직각을 한 주사아암(14)을 설치한다. 그리하여 아암(14)의 선단에는 자기 헤드(22)를 설치한다. 그리하여 액면 변동에 따른 출력축의 회전에 의해, 자기 헤드(22)가 원판(20)의 도전부를 회전주사 한다.

(113)은 모노멀티바이브레이터 등의 펄스 발생기이며, 이들로부터 펄스신호 P₁이 플립 플릅회로로 구성된 카운터(114)를 작동시켜 이 카운터(114)로 부터의 신호로 디코오더(115)를 작동시킨다. 그리하여 디코오더(115)로부터의 신호로 출력회로(103)에 있는 도시를 생략한 100개의 트랜지스터 스위치가 1개씩 순차로 또한 순간적으로 온작동되어 원판(20)의 도전부(Y₁, Y₂,------Y₁₀₀)에 출력회로(103)으로 부터의 펄스전류(P2)가 순차로 통전되며 (제5도 참조), 각도전부(Y₁, Y₂,------Y₁₀₀)의 주위에 순차로 자계가 발생한다.

또, 자기헤드(22)가 1개의 도전부Y(n)로부터 다음의 도전부 Yn+1로 이동하는 사이에 모든 도전부 Y₁---Y₁₀₀으로의 통전이 완료하도록 하고 있으며, 실제로서는 전도 전부의 주사에 요하는 시간은 0.1밀리초이다.

(116)은 플립 플롭이며, 그의 입력 단자에는 기준의 도전부(Y1)에 통전됨과 동시에 출력회로(103)로 부터 발생하는 스타아트 펄스(P₄)가 입력하고, 출력신호(a)는 앤드게이트(118)에 입력한다.

또, (117)도 플립플롭이며 그의 입력단자(S₂)에는 자기헤드(22)에서 검지된 신호를 증폭기(119)에서 증폭한 정지 펄스신호(P₅)가 출력하고, 플립플롭(117)의 출력 단자에 나타내지는 출력신호(b)는 앤드게이트(118)의 입력 단자의 1개에 입력한다.

그리하여, 플립플롭(116,117)의 각 리셋트 단자(r₁,r₂)에는 리셋트펄스(P₃)가 입력한다.

앤드 게이트(118)의 각 입력단자에는 플립플롭(116,117)의 출력신호(a,b)가 출력함과 함께, 모노멀티바이브레이터로 부터의 펄스신호(P₁)가 입력하도록 되어 있고, 앤드게이트(118)의 출력 단자에는 펄스수를 계산하여 표시한 디지탈 지시기(120)을 접속한다. 또 이 지시기(120)는 리셋트 펄스신호(P₃)에 의해서 클리어 된다.

상술한 본 발명의 장치에서는 리셋트 펄스신호(P3)를 플립 폴롭(116,117)의 리셋트단자( r1, r2)에 가하면, 플립 폴롭(116)의 출력신호(a)는 논리 0으로 되고 플립 폴롭(117)의 출력 신호(b)는 1이 된다. 그리하여 모노멀티바이브레이터(113)의 펄스신호(P₁)와 전기의 플립 폴롭(116,117)의 출력신호(a,b)가 입력해 있는 앤드게이트(118)는 단락되고, 펄스신호(P₁)은 앤드게이트(118)의 출력단자에 나타나지 않는다.

또, 부동원판(20)의 도전부(Y₁)에는, 출력회로(103)로 부터의 펄스전류(P₂)에 의해서 자계가 발생하고, 동시에, 스타트펄스(P₄)가 출력회로(103)로부터 플립 폴롭(116)은 반전하여 출력신호(a)는 1이 되고, 앤드게이트(118)가 단락되어서 펄스신호(P₁)가 앤드게이트(118)의 출력단자에 나타내진다.

회전축(5)의 회전에 의해 자기 헤드(22)가 도전부(Y1)로부터 예를 들면 다섯번째의 것의 (Y₅)에 위치한다고 하면, 도전부(X₅)에 통전되었을 때의 자계를 자기 헤드(22)가 검지하고, 자기헤드(22)에 접속되어 있는 종폭기(119)의 출력단자에 정지 펄스신호(P₅)가 나타내진다. 이 정지 펄스신호(P₅)는 플립 폴롭(117)은 반전하여 출력신호(b)는 0이 되고, 앤드게이트(118)은 개방 되어서 펄스신호(P₁)는 앤드게이트(118)이 출력단자에 나타나지 않는다.

그리하여, 앤드게이트(118)의 출력 펄스신호(P₆)는 도전부(Y₁)로 부터(Y₅)까지 통전되었을 때의 회수, 즉 5회로 되고, 이 펄스신호(P₆)가 디지탈 지시기(120)에 입력되어 지시기(120)에는 도전부(Y₁)와 (Y₅)와의 사이의 각도가 직접펄스수로 표시되도록 된다(제5도 참조).

이하 동일하게 자기 헤드(22)가 도전부(Y₁)로부터 n번째의 도전부(Y_5n)에 위치해 있으면, n개의 출력 펄수신호(P₆)가 얻어지고, 지시기(120)에는 n회에 상당하는 수치가 디지탈 표시된다.

또, 측정을 행할 때에는 리셋트 펄스신호(P₃)을 플립 폴롭(116,117)에 가하고, 플립 폴롭(116)의 출력신호(a)를 0으로 플립 폴롭(117)의 출력신호(b)를 1로 하므로 전기와 동일하게 조작된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 부동원판(22)에 있어서의 도전부(Y₁)로 부터(Y₁₀₀)에 이르는 사이의 회전각도, 즉 액위치를 직접적으로 디지탈 표시화할 수 있다.

또한, 도전부(Y₁)-----(Y₁₀₀)은 통전에 의한 자계발생체로 하고, 그의 자기를 자기헤드에서 검지할 수 있도록 하였으므로 전자회로화 할 수 있을 뿐만 아니라, 2진법에 의한 논리화가 가능하며 종래와 같이 불충실하게 되는 복잡한 기계적 스위치 구성이 불필요할 뿐만 아니라, 중간기아를 사용하는 값비싼 디지탈 계수기의 사용을 불필요하게 하는 이점도 있다.

제1도 및 제2도는 기판(24)에 4매의 부동원판(20a, 20b, 20c, 20d)를 설치한 다른 실시예를 나타낸 것으로, 감속기(10)의 출력축은(5a,5b,5c,5d)의 4개로 하고, 각 원판(20a,20b,20c, 20d)의 중심을 관통하고 있다. 그리하여 각 출력축(5a,5b,5c,5d)의 회전속도는 1 : 1/10 : 1/100 : 1/1000으로 한다.

이 실시예에 있어서의, 전자 회로는 다음과 같다.

제1도에 있어서, 부호(15)는 클럭 펄스발진회로, (16)은 계측 카운터이고, 발진회로(15)로 부터의 클록펄스를 계수하고 1주(예를 들면 100펄스/1주)마다 1펄스를 출력하는 분주기능(分周機能)을 갖는다. (17)은 프로그램 카운터이고, 계측 카운터(16)으로 부터의 출력 펄스에 기초하여 마아크펄스를 발생함과 함께 게이트회로(18)의 출력에 스페이스를 발생시켜 순차적으로 다지탈 데이타를 시분할 방식으로 전송한다.

마아크 펄스는 일련의 신호 전송의 개시 신호가 되도록 하며, 예를 들면 데이타펄스의 100배의 펄스 간격을 갖고 있다. 그리하여 데이타펄스와는 용이하게 식별할 수 있다. 스페이스는 각 데이타 사이에 반드시 존재하고 각 데이타 전송의 종료를 나타낸다.

이 스페이스도 데이타 펄스의 펄스 간격이 100배이며 이것과는 용이하게 식별할 수 있다.

수신측에서는 마아크 펄스후의 스페이스의 순위를 판별함으로써, 이 데이타 신호의 의미를 식별할 수가 있다. 그리하여, 송신측과 수신측과의 동기(同期)를 취할 필요도 없다.

(19)는 변위 주사회로이며, 프로그램 카운터(17)로 부터 지령신호에 의해 도전부(Y₁, Y₂---Y₁₀₀)에 계측 카운터(16)로 부터의 펄스를 순차로 가하고, 이것에 의해 아암(14a-14d)의 변위 각의 주사를 행한다.

(18)은 게이트 회로이며, 프로그램 카운터(17)로 부터의 지령 신호와 프로세스 변량측정 신호에 의해, 발진기(15)의 클럭펄스를 프로세스 변량 측정치에 비례하는 시간내에서 통과시키고, 또 프로그램 카운터(17)로 부터의 지령에 의해 스페이스를 발신한다.

(30)은 프리암프이다.

(31)은 온도 측정용의 저항체, (32)는 온도 측정회로이다. 온도 측정회로(32)는, 온도 측정용의 저항체(31)과 쌍을 이룬 브릿지 회로 및 브릿지 회로의 편차 출력을 증폭하고 또 그의 아날로그 양을 디지탈 양으로 변환하는 2중 적분형 등의 A/D 변환기에 의해 구성되어 있다. 이리하여 이 온도측정회로(32)의 출력은 BCD코오드등의 병렬 출력으로 되어 2항(桁)씩 나눠서 데이타 집적회로(33)에 집적되어 있다.

예를 들면 데이타가 4항이면, 1항목은 (A), 2항목은 (B), 3항목은 (C), 4항목은 (D)로 되어 있다.

데이타 집적회로 (33)의 3단째, 4단째는 입력회로 (35)로부터 외부입력을 취입하는 것이 가능하다. 이 경우, 입력신호는 BCD 코오드 외에 교대로 임의의 조합이 되는 경보 신호류라도 좋다. 그러나, 본 실시예에서는 계측 카운터(16)가 100주기로 회전하고 있기 때문에, 임의 추출한 4비트의 조합에서는 코오드 초과가 된다.

이것에 대해서는 1,2,4,8의 8개의 코오드를 빼어서 1항을 3개의 비트로서 사용하면 좋다.

수신측에서는 BCD데이타에 대해서는 바로 읽을 수 있지만 BCD 코오드의 각 코오드를 경보류에 닿게한 경우에는 수신측의 카운타의 BCD의 해당 코오드의 유무로서 경보의 유무를 판별할 수가 있다. (36)은 데이타 선택회로, (34)는 디지탈비교기, (37)은 프로그램카운타(17)로 부터의 지령신호를 다른 계기(압력 pH 계등)에 전송하기 위한 제어 신호 출력회로이다. (38)은 패리티 발생회로이며, 게이트 회로(18)를 통과한 펄스의 총수의 기수 또는 우수를 판정한다. 이 패리티 발생회로(38)의 데이타는 데이타 집적회로(33)의 5단째(I)에 보내지며, 예를 들면 통과 펄스 총수가 기수이면 1의 코오드, 우수이면 2의 코오드가 된다. 수신측에서는 이 펄스를 검출하여 수신부호의 양부를 판정한다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 디지탈 데이타 전송장치에 대해서, 그의 작용을 설명한다. 우선 처음에 액 위치의 디지탈 변환 및 그의 전송에 대해서 설명한다.

발진기(15)의 클럭 펄스를 계수하고 있는 계측 카운터의 계수치가 1주치(周値)(100펄스)에 달하면, 프로그램 카운터(17)에 프로그램을 1스탭 진전시키는 펄스가 공급된다.

이 입력 펄스에 의해 프로그램카운터(17)는 마이크 펄스를 발생한다. 이 마아크 펄스는 게이트회로(18)에 가해져서 그 게이트를 개방한다.

그리하여 발진기(15)로 부터의 클럭펄스가 변조회로(39)에 가해져 전원출력회로(40)로 부터 수신측에 전송된다. 한편, 프로그램 카운터(17)의 마아크 펄스는 동시에 변위 주사회로(19)에도 가해지고, 이 주사회로(19)에 의해 우선 최소 항(桁)의 아암(14)의 변위각이 주사된다. 그 방법은 아암(14)의 하방에 동심 방사상으로 설치한 도전부중 기준 도전부로 하고 순차 전류를 흐르게 함으로써 행한다. 1개의 도전부로 부터 다음의 도전부로 이동하는 절환주기는 마아크펄스의 1/100이다. 그리하여, 발진기(15)의 클럭펄스의 동일한 주기로 행해진다. 도전부에 전류가 흐르면 그의 주위에 자계를 발생한다(제3도). 그리하여 각 아암의 자기헤드(22)에 대응하는 도전부에 전류가 흐르면, 그것에 의해 발생하는 자계가 자기헤드(22)에 의해서 검출된다. 이 검출신호를 프리암프(30)에 입력하여 증폭하고, 게이트 회로(18)에 입력함으로써 게이트 회로(18)를 단락한다. 이때에 게이트 회로(18)는 기준 도전부로부터 아암(14a)의 자기헤드(22)에 대응하는 도전부로 전류가 흐를때까지 발진기(15)의 클럭 펄스를 통과시키게 된다. 이 실시예에서는 부동원판에 설치한 도전부는 100개이며, 발진기(15)의 클럭펄스와 동일한 주기로 주사하므로 기준 도전부에 대한 아암(14a)의 변위는 1주(周)를 100으로 하여 게이트를 통과한 펄스수 n의 비, 즉 n/100회전으로 표시된다. 이 신호는 mm데이타(제3도)가 된다.

계측 카운터(16)가 발진기(15)의 클럭펄스를 더 계수하여 전부 카운트(여기에서는 100카운트)가 되면, 프로그램 카운터(17)가 1스탭 진전하여 게이트 회로(18)에 스페이스의 발신을 지령한다. 이와 같이 하면, 게이트 회로(18)는 계측 카운터(16)의 다음의 1주(100펄스)의 사이 발진기(15)로 부터의 클럭펄스의 통과를 폐쇄한다. 여기에서 스페이스 A가 생긴다.

다음에 스페이스 A가 경과하면 계측 카운터(16)로 부터의 입력펄스에 의해 프로그램 카운터(17)는 1스탭 진전하여 게이트 회로(18)가 개방됨과 동시에 변위 주사회로(19)에 대해서 아암(14b)의 변위각 주사 지령이 부여된다.

이것에 의해 원판(20b)의 도전부가 점차로 통전되어 자기 헤드(22)에 의해 변위각이 검출되고, 그의 검출신호로 게이트 회로(18)가 단락될때까지 발진기(15)로 부터의 클럭펄스가 입력되어 0.1데이타로서 고주파 발전 변조회로(39) 및 전원 출력회로(40)를 거쳐 전송된다. 이하 동일한 경과에 의해 아암(14c 및 14d)의 변위각 주사가 순차 행해저 1m, 10m의 디지탈데이타가 전송된다.

수신측에 있어서는, 마아크 펄스의 후에 스페이스의 순위를 판별함으로써, 계수한 디지탈량을 식별하여 각각 1/10씩 감속되어 있는 아암(14a,14b,14c,14d)가 얼마의 위치씩 변화하고 있는 가를 알고 총체적인 변위량을 탐독할 수가 있다.

다음에 온도 데이타의 전송에 대해서 설명한다.

아암(14a)의 변위 각 주사가 종료하면, 프로그램 카운터(17)는 게이트 회로(18)에 스페이스(D)의 발신을 지령하고, 그 사이 게이트 회로(18)는 단락되있다. 계측 카운터(16)가 다음의 1주의 펄스(100펄스)를 계수하면, 프로그램 카운터(17)의 프로그램이 1스탭 진전하여 게이트 회로(18)가 개방되 발진기(15)의 클럭펄스가 게이트된다.

동시에 프로그램카운터(17)로 부터는 데이타 선택회로(36)에 온도계측 지령이 나온다. 데이타 선택회로(36)는 우선 데이타 집적회로(33)의 1단째의 A.B의 데이타를 디지탈 비교기(34)로 송출한다. 그리하여, 이 데이타와 계측 카운터(16)로 부터의 펄스를 계수한 데이타가 일치했을 때에 디지탈 비교기(34)로 부터 게이트 회로(18)에 신호가 보내져 게이트가 단란되게 된다. 그 결과, 1의 항, 2의 항의 온도 데이타가 고주파 발진 변조회로(39)를 거쳐 전원 출력회로(40)로 부터 전송된다. 다음에 계측 카운터(16)가 전부 카운트하면, 프로그램 카운터(17)가 게이트 회로(18)에 스페이스(E)를 발신시키게 되므로, 데이타 전송은 행해지지 않는다. 계측 카운터(16)가 또 전부 카운트되면, 1단째 A.B의 경우와 동일한 작용에 의해 3의 항, 4의 항의 데이타가 전송된다.

입력회로(35)를 거쳐 외부 입력이 있은 경우에도 동일한 작용에 의해 데이타 전송이 행해진다.

이들의 프로세스 변량의 데이타가 전송되어 스페이스 H(F)가 발신된 후, 집적회로(33)의 5단째로부터 데이타 선택회로(36), 디지탈 비교기(34)의 작용에 의해서 패리티 데이타가 전송된다. 게이트 회로(18)를 통과한 펄스의 총수가 기수이면, 전송되는 패리티 데이타는 1펄스이며 우수이면 2펄스이다.

이 패리티 데이타의 발신에 의해 데이타 전송의 전사이클이 종료하게 되고, 프로그램 카운터(17)는 초기 상태로 되돌아가 동일한 사이클을 되풀이한다.

Claims (1)

1. 상술하고 도시한 바와 같이 액면의 변동을 회전운동으로 변환시키는 기구의 회전 출력이 중심을 통해 관통하고 편면에 통전됨으로써 자계를 발생시키는 다수의 도전부가 원주방향으로 설치된 절연성의 원판상에 회전 출력축과 일체로 된 아암을 설치하고 출력축의 회전에 의해 상기의 원판의 도전부와 평행으로 회동하고 또 도전부에 발생한 자계를 검지하여 스톱 펄스를 발생하는 자기 감지 헤드 및 상기 도전부의 기준의 자계 발생과 동기하는 스타트 펄스의 발생시로 부터 상기의 스톱 펄스의 발생시 까지의 사이에 도전부에 점차 자계를 발생시키는데 필요한 통전회수를 펄스 신호로서 출력하는 회로로 구성된 액면 측정장치.

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