RU1775613C - Устройство дл непрерывного поочередного контрол уровней сыпучего и жидкого веществ - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство со% держит груз 1, трос 2, электродвигатель 5, барабан 6, индикатор 7, сигнализатор 8 переключатель типов уровней 9, генератор 10, датчики одиночного импульса 11, 12, блоки пам ти 13, 14. бил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и св зано с поочередным непрерывным измерением уровней сыпучего и жидкого веществ, наход щихс  в одном резервуаре , при помощи груза, подвешенного на тросе.

Известен уровнемер, предназначенный дл  контрол  жидкого и сыпучего веществ, наход щихс  в одном резервуаре, содержащий груз, прикрепленный на конце троса, опущенном в резервуар, с контролируемыми веществами, барабан, на который наматываетс  этот трос, электропривод барабана, индикатор угла поворота барабана , отображающий положение контролируемого уровн , генератор интервалов времени включенного и выключенного состо ний электропривода, представл ющий собой генератор импульсов электрического сигнала заданной продолжительности и скважности, устанавливаемых соответственно типу контролируемого уровн . При включении генератора груз, вертикально колебл сь , перемещаетс  к заданной границе раздела и совершает колебательные движени  у этой границы.

Недостаток известного уровнемера состоит в относительно продолжительном времени перемещени  груза от одной контролируемой границы раздела к другой при использовании этого уровнемера дл  поочередного непрерывного измерени - уровней жидкости и сыпучего вещества. Действительно , в этом случае в процессе перемещени  от поверхности сыпучего вещества к поверхности жидкости или наоборот груз сохран ет свою колебательность, и следовательно , периодически происход т его перемещени  и в направлении, противоположном необходимому, что увеличивает врем  перехода груза от одной поверхности к другой и замедл ет скорость измерений.

Цель изобретени  - ускорение измерений за счет более быстрого перемещени  груза от одной контролируемой границы раздела сред к другой.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный уровнемер дл  жидких и сыпучих веществ, содержащий груз, закрепленный на конце троса, барабан, электропривод барабана , индикатор уровн , генератор, интервалов времени периодического включени  и выключени  электропровода, барабана, устройство фиксации включенного и выключенного состо ний электропривода , переключатель типов уровн ,введены сигнализатор ослаблени  и нат жени  тросл

С

vj vi ел о

CJ

са, два элемента пам ти и два датчика одиночного импульса напр жени , причем выход сигнала контрол  уровн  сыпучего вещества переключател  типов уровн  соединен со входом первого датчика одиночно- го импульса, выход которого подключен ко входу записи 1 первого элемента пам ти, выход сигнала ослаблени  троса сигнализаторов подключен ко входу записи О первого элемента пам ти, выход которого соединен со входом устройства фиксации электропривода в выключенном состо нии, а выход сигнала контрол  уровн  жидкости переключател  типов уровн  соединен со входом второго датчика одиночного импуль- са напр жени , выход которого подключен ко входу записи 1 второго элемента пам ти , выход сигнала нат жени  троса сигнализатора подключен ко входу записи О второго элемента пам ти, выход которого соединен со входом устройства фиксации электропривода во включенном состо нии.

При введении в известный уровнемер новых элементов в указанной их св зи происходит непрерывное перемещение груза в одном направлении во врем  смены типа контролируемого уровн  и сохран тс  колебательные движени  груза во врем  контрол  заданного типа уровн , необходимые дл  поддержани  груза на контролируемой поверхности. При этом достигаетс  указанна  выше полезна  цель.

Новизна предлагаемого устройства обусловлена введением в известный уровнемер двух элементов пам ти и двух датчи- ков одиночного импульса в указанной их св зи.

Сочетание колебательного движени  груза дл  поддержани  его на каждой из контролируемых поверхностей с односто- ронним его перемещением при смене типа контролируемой поверхности в процессе поочередного непрерывного измерени  уровней сыпучего и жидкого веществ существенно отличает предлагаемый уровнемер от известных,

На фиг, 1 показана обща  схема уровнемера; на фиг. 2 - вариант выполнени  датчиков одиночного импульса; на фиг. 3 - вариант устройства фиксации электропри- вода во включенном (или выключенном) состо нии .

Уровнемер (фиг. 1) содержит груз 1, подвешенный на тросе 2, в резервуаре, содержащем сыпучую 3 и жидкую 4 фракции электропривод 5 барабана 6, на который намотан трос 2, индикатор уровн  7, сигнализатор 8 ослаблени  троса при опущенном на поверхность сыпучего вещества грузе и напр жени  троса при выдвинутом из жидкости 5 грузе, переключатель типового уровн  9, генератор 10 интервалов времени периодического включени  и выключени  электропривода , датчики одиночного импульса 11, 12, элементы пам ти 13, 14. На фиг. 2, иллюстрирующий вариант выполнени  датчиков одиночного импульса, показаны конденсаторы 15, 16, контакты 17 переключени  типов уровн  9. В положении контактов 17 переключател  9, показанном на фиг. 2, конденсатор 16 зар жаетс  от источников питани  Е, а конденсатор 15 разр жаетс  на вход элемента пам ти 13, обеспечива  запись 1 в этот элемент и соответствующее этому напражение высокого уровн  на выходе этого элемента. При другом положении контактов 17 переключател  типов уровн  9 происходит обратное: конденсатор 15 отключен от входа элемента пам ти 13 и зар жаетс  от источника питани  Е, а конденсатор 16 разр жаетс  на вход элемента пам ти 14, осуществл   запись 1 в этот элемент и соответствующий сигнал высокого уровн  на выходе этого элемента . Управление переключателем типов уровн  9 осуществл етс  автоматически при помощи соответствующего устройства (которое здесь не показанох поскольку оно имеет самосто тельный характер и не св зано напр мую с целью изобретени ) или вручную.

Сигналом нат жени  троса 2, соответствующим выдвинутому из жидкости 4 грузу 1, формируемым сигнализатором 8 и поступающим на вход записи О элемента пам ти

13,в 13 осуществл етс  запись О, и соответственно этому на выходе 13 возникает напр жение низкого уровн . Аналогично этому сигнал ослаблени  троса при осушенном на поверхность сыпучего вещества грузе 1, формируемый сигнализатором 8. осуществл ет запись О в элемент пам ти

14.При этом на выходе 14 возникает напр жение низкого уровн .

На фиг. 3 показан вариант устройства фиксации электропривода 5 во включенном (или выключенном) состо нии, представл ющем собой часть генератора 10, подключаемую к выходам элементов пам ти 13, 14, а именно, база разр дного транзистора 19 врем задающего конденсатора 18 продолжительности импульса высокого напр жени  на выходе генератора 10 подключена к выходу элемента пам ти 13 (св занного с выходом сигнала нат жени  троса сигнализатора 8), а база аналогичного транзистора врем задающего конденсатора продолжительности низкого напр жени  на выходе генератора 10 подключена к выходу элемента пам ти 14 (св занного с выходом сигнала ослаблени  троса сигнализатора 8).

Врем задающий конденсатор 18 на фиг. 3 зар жаетс  от источника питани  при закрытом транзисторе 19 через резистор 21 или параллельно включенные резисторы 21, 22 до значени  напр жени , при котором срабатывает переключающий элемент генератора 10. При этом на базу транзистора 19 поступает отрицательное напр жение и происходит разр д конденсатора 18 через разр дный резистор 20 и цепь эмиттер-коллектор транзистора 19.

Выходной сигнал высокого уровн  элемента пам ти 13(14),поступа  на базу транзистора 19, удерживает этот транзистор в открытом состо нии и этим преп тствует зар ду врем задающего конденсатора 18, благодар  чему фиксируетс  состо ние генератора 10. Фиксируемое состо ние находитс  в зависимости от того, какой из выходных сигналов элементов 13, 14 отличен от нул , а именно, элемент пам ти 13 фиксирует состо ние генератора с выходным напр жением высокого уровн , а элемент пам ти 14 фиксирует его состо ние с выходным напр жением низкого уровн .

На фиг. 3 показан также контакт 23 переключател  типов уровн  9. Введение цепи 22, 23 обеспечивает изменение режима колебаний генератора 10 переключателем 9 соответственно заданному типу уровн . Соответствующа  св зь показана на фиг. 1 от- резком пр мой между блоками 9 и 10. Выходной сигнал сигнализатора 8, предназначенный дл  блока 14 имеет один уровень при ослабленном тросе в положении груза 1 на поверхности сыпучего вещества и другой уровень при всех остальных положени х груза. Выходной сигнал сигнализатора 8, предназначенный дл  блока 13, имеет один уровень при выдвинутом из жидкости 4 грузе и другой уровень при всех остальных положени х груза. Сигнализатор 8 может быть выполнен в виде сигнализатора упругой деформации элемента, несущего подвешенный на тросе груз 1, соответствующий положению груза на поверхности сыпучего вещества и вне жидкости.

Уровнемер работает следующим образом . При, установке переключател  типов уровн , например, в положение, обеспечивающее контроль уровн  жидкости в период , когда выполн етс  контроль уровн  сыпучего вещества, инициируетс  датчик одиночного импульса 11, который выдает импульс напр жени  на вход элемента пам ти 13. Это вызывает по вление и фиксацию сигнала высокого уровн  на выходе элемента 13. Сигнал высокого уровн , поступа  с выхода элемента 13 на вход устройства фиксации генератора 10. фиксирует то состо ние этого генератора при котором обеспечиваетс  напр жение высокого уров- 5 н  на его выходе. Фиксированное напр жение высокого уровн , по вившеес  на выходе генератора, включает электропривод 5 на подъем груза 1. При достижении грузом поверхности жидкости и выдвиже0 нии его в дальне йшем из жидкости сигнализатор 8 выдает на блок 13 сигнал об увеличении нат жени  троса. Этот сигнал вызывает изменение состо ни  элемента пам ти 13, в результате чего на выходе его

5 возникает и фиксируетс  напр жение низкого уровн . Этим нарушаетс  фиксированное состо ние генератора 10, и он начинает генерировать колебани , обеспечивающие контроль уровн  жидкости. Работа уровне0 мера в этом режиме будет продолжатьс  до момента установки переключател  9 в положение , необходимое дл  контрол  уровн  сыпучего вещества. Как только переключатель установитс  в этом новом положении,

5 срабатывают последовательно блоки 12, 14, аналогично тому, как это раньше было дл  блоков 11, 13 генератор 10 зафиксируетс  в состо нии с выходным напр жением низкого уровн , момент электропривода 5

0 окажетс  при этом недостаточным дл  удержани  груза и последний начнет опускатьс  к поверхности сыпучего вещества. При соприкосновении груза с поверхностью сыпучего вещества нат жение троса резко

5 уменьшитс . Об этом сигнализатор 8 выдаст сигнал на выход записи О элемента пам ти 14, в результате чего на выходе элемента 14 по витс  напр жение низкого уровн , которое вернет генератор 10 в.режим генерации

0 колебаний, необходимой дл  контрол  уровн  сыпучего вещества, в соответствии с положением переключател  9 и т.д.

В индикаторе уровн  7 может оказатьс  полезным применение вольтметра (или двух

5 вольтметров) с внешним запуском. Это позволит повышать точность измерени  уровней . Дл  формировани  сигналов внешнего запуска такого вольтметра (или двух вольтметров - каждый дл  своего типа уровн 

0 соответственно) естественно используютс  выходные сигналы сигнализатора 8, Наибольша  скорость измерени  предложенным уровнемером достигаетс  тогда, когда выходные сигналы сигнализатора 8 исполь5 зуютс  и дл  управлени  переключателем типов уровн  9 (выход блока 8 соедин етс  в этом случае с входом блока 9 (эти св зи на фиг. 1 не показаны). При этом груз 1 совершает челночные перемещени  от одной контролируемой границы к другой.

На фиг. 4 отображены сигналы в устройстве при перемещении груза к верхней границе раздела сред; на фиг. 5 - то же, к нижней границе раздела; на фиг. 6 - работа упрощенного варианта датчика одиночного импульса напр жени , соответствующего изображенному на фиг. 2. Используютс  обозначени  Ua.t, где а и b (фиг, 4,5)- номера блоков (согласно фиг. 1), Ua.b - напр жение , поступающее с выхода блока а на вход блока Ь. Например U12,14 напр жение , поступающее от блока 12 на блок 14, t - врем .

Дл  перехода от контрол  уровн  сыпучего вещества к контролю уровн  жидкости переключатель 9 ставитс  в положение, при котором блоком 11 вырабатываетс  одиночный импульс напр жени  Un.13 (фиг. 4), Этот импульс, поступа  от блока 11 на вход элемента пам ти 13, обеспечивает на выходе 13 напр жение высокого уровн  Ui3,io Сигнал Ui3,io прекращает колебательный режим работы генератора и обеспечивает на выходе этого генератора посто нный сигнал высокого уровн  Ою.5. Напр жение Uio.5 включает электропривод 5, который поднимает груз 1 уровнемера вверх. На верхней границе раздела срабатывает датчик 8, создава  напр жение Us.13 высокого уровн , которое, поступа  на вход блока 13, обеспечивает напр жение Ui3,io 0. При этом значении напр жени  U13.10 генератор 10 переходит в режим генерации колебаний , обеспечивающий контроль уровн  жидкости. При перестановке переключател  9 в положение Контроль уровн  сыпучего вещества вырабатываетс  импульс напр жени  Ui2.li (фиг. 5) и повтор етс  процесс, аналогичный изображенному на фиг. 4, но в этом случае на выходе генератора 10 фиксируетс  напр жение Uio,5 низкого уровн . Когда груз опуститс  на поверхность сыпучего вещества, датчик 8

выдаст сигнал высокого уровн  1)8.14. при котором генератор войдет в режим генерации , обеспечивающий контроль уровн  сыпучего вещества.

На фиг. 4,5 сигналы U ц,13 и U 12.1-1 имеют

П-образный характер. В случае же простейшего варианта выполнени  блоков 9-12, показанного на фиг. 2, разр д конденсатора 15 (или 16) происходит через входное сопротивление блока 13 (или 14) и график соответствующего напр жени  Un,i3 (или Ui2, 14) показан на фиг. 6. При этом Uo - порог срабатывани  блока 13(14), to соответствующа  продолжительность воздействи  напр жени  Un,i3 (U12.14) на блок 13(14), как сигнала высокого уровн .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  непрерывного поочередного контрол  уровн  сыпучего и жидкого веществ, содержащее груз, закрепленный на конце троса, намотанного на барабан, управл ющий временной генератор с выключателем, подключенный к барабану через электропривод, индикатор

   уровн  и переключатель типов уровн , о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены сигнализатор нат жени  и ослаблени  троса, первый и второй блоки пам ти и первый и

   второй датчики одиночного импульса, входы которых соединены соответственно с первым и третьим выходами переключател  типов уровн , второй выход которого подключен к второму входу управл ющего

   временного генератора, первый и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков пам ти , к входу записи 1 которых подключены соответственно входы первого и второго

   датчиков одиночного импульса, а к входам записи О блоков пам ти подключены выходы сигнализатора нат жени  и ослаблени  троса.

   Pu&f

   Фиг. I

   PwJ

   I

   i

   JP

   J4 J

   О

   Jp

   3

   f

   «

   Г

   т,

   1II

   f

   4s

   Q

   %

   «J СЛ

   a ы

   Фиг.6