RU2087874C1 - Device measuring level of oil products - Google Patents
Device measuring level of oil products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087874C1 RU2087874C1 RU96118967A RU96118967A RU2087874C1 RU 2087874 C1 RU2087874 C1 RU 2087874C1 RU 96118967 A RU96118967 A RU 96118967A RU 96118967 A RU96118967 A RU 96118967A RU 2087874 C1 RU2087874 C1 RU 2087874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- register
- shaper
- address decoder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах измерения уровня нефтепродуктов в резервуарах при отпуске, приеме и хранении. The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used in systems for measuring the level of oil products in tanks during tempering, reception and storage.
Известно устройство для преобразования перемещения в код, содержащее звукопровод из магнитострикционного материала с демпферами на концах, два датчика, каждый из которых выполнен в виде катушки считывания с подмагничиванием, элемент возбуждения ультразвукового импульса, жестко связанный с объектом контроля, выполненный в виде постоянного магнита, два усилителя-формирователя, формирователь импульсов тока (возбуждения), два R-S-триггера, генератор счетных импульсов, счетчик, буферный формирователь и шину обмена. A device is known for converting displacement into a code comprising a sound duct made of magnetostrictive material with dampers at the ends, two sensors, each of which is made in the form of a read coil with magnetization, an ultrasonic pulse excitation element rigidly connected to the control object, made in the form of a permanent magnet, two amplifier-shaper, shaper of current pulses (excitation), two RS-flip-flops, generator of counting pulses, counter, buffer shaper and bus exchange.
Схема этого преобразователя перемещения в код является достаточно сложной (см. авт.свид. СССР N 1541480, G 01 F 5/12, 1988). The scheme of this displacement to code converter is rather complicated (see ed. Certificate of the USSR N 1541480, G 01 F 5/12, 1988).
Известно устройство для измерения уровня топлива, которое является наиболее близким по технической сущности к предложенному (см. патент США N 5076100, G 01 F 23/00, 1991). A device for measuring the level of fuel is known, which is the closest in technical essence to the proposed one (see US patent N 5076100, G 01 F 23/00, 1991).
Указанное устройство содержит звукопровод из магнитострикционного материала с демпфером на одном из концов, катушку считывания, установленную перед демпфером, три постоянных магнита, один из которых зафиксирован на конце звукопровода со стороны катушки считывания, а два других расположены на поплавках, усилитель-формирователь, генератор импульсов и счетчик. The specified device contains a sound pipe made of magnetostrictive material with a damper at one end, a read coil installed in front of the damper, three permanent magnets, one of which is fixed at the end of the sound pipe from the read coil side, and the other two are located on the floats, an amplifier-former, a pulse generator and counter.
Данное устройство позволяет проводить измерение двух уровней жидкостей с разной плотностью. This device allows you to measure two levels of liquids with different densities.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание надежного устройства для измерения уровня нефтепродуктов и уровня раздела фаз в резервуаре за счет выделения цепи подмагничивания в самостоятельную цепь с постоянным и максимальным значением тока подмагничивания. The problem to which the invention is directed, is to create a reliable device for measuring the level of oil products and the level of the phase separation in the tank by isolating the bias circuit into an independent circuit with a constant and maximum value of the bias current.
Поставленная задача решается за счет того, что в известное устройство дополнительно введены два ключа, соединенные с разными концами звукопровода, формирователь импульсов блокировки, регистр с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, регистр памяти, два формирователя импульсов запуска, дешифратор адреса, формирователь сигнала готовности, шина обмена, причем выход усилителя формирователя соединен с тактовым входом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, выход первого формирователя импульсов запуска соединен с входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, информационный выход счетчика через регистр памяти соединен с шиной обмена, которая соединена с входом дешифратора адреса, первый выход которого соединен с входом разрешения считывания регистра памяти, второй и третий выходы дешифратора адреса соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов запуска и вторым входом формирователя сигнала готовности, первый вход которого соединен с входом разрешения записи регистра памяти и выходом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, четвертый выход дешифратора адреса соединен с входом записи кода выбора регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, параллельный вход которого и выход формирователя сигнала готовности соединены с шиной обмена, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов запуска, а выходы с общей шиной, входы второго формирователя импульсов запуска и формирователя импульсов блокировки соединены соответственно с пятым и вторым выходами дешифратора адреса, а выход формирователя импульсов блокировки соединен с входом блокировки регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, звукопровод в точке, расположенной между зафиксированным магнитом и катушкой считывания, соединен с источником питания, а два других магнита расположены на поплавках разной плавучести. The problem is solved due to the fact that two keys are additionally introduced into the known device, connected to different ends of the sound duct, a blocking pulse shaper, a register with parallel input and sequential shift of information, a memory register, two start pulse shapers, an address decoder, a ready signal shaper, exchange bus, the output of the amplifier of the driver being connected to the clock input of the register with parallel input and sequential shift of information, the output of the first driver The launch unit is connected to the counter reset input, the counter input of which is connected to the output of the counter pulse generator, the counter information output through the memory register is connected to the exchange bus, which is connected to the address decoder input, the first output of which is connected to the memory register read permission input, the second and third the outputs of the address decoder are connected respectively to the input of the first trigger pulse shaper and the second input of the ready signal shaper, the first input of which is connected to the enable input memory register and register output with parallel input and sequential shift of information, the fourth output of the address decoder is connected to the input of the register selection code with parallel input and serial shift of information, the parallel input of which and the output of the ready signal generator are connected to the exchange bus, the control inputs of the first and the second keys are connected respectively to the outputs of the first and second pulse shapers triggering, and the outputs with a common bus, the inputs of the second pulse shaper SKA and the blocking pulse generator are connected respectively to the fifth and second outputs of the address decoder, and the output of the blocking pulse generator is connected to the register blocking input with parallel input and sequential shift of information, the sound duct at the point located between the fixed magnet and the read coil is connected to the power source, and two other magnets are located on floats of different buoyancy.
На чертеже приведена функциональная схема устройства. The drawing shows a functional diagram of the device.
Устройство содержит звукопровод 1 из магнитострикционного материала с демпфером 3 на одном конце, постоянные магниты 4,5 и 6, один из которых 6 имеет фиксированное расстояние В до катушки 7 считывания, а два других расположены на поплавках разной плавучести, два ключа 2 и 9, усилитель-формирователь 8, два формирователя 14 и 15 импульсов запуска, регистр 10 с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, генератор 11 счетных импульсов, счетчик 12, регистр 13 памяти, дешифратор 16 адреса, формирователь 17 сигнала готовности, шину 18 обмена и формирователь 19 импульсов блокировки. Причем один конец звукопровода 1 соединен с входом ключа 2, а второй через демпфер 3 с входом ключа 9, выходы ключей 2 и 9 соединены с общей шиной, а вход управления ключа 2 соединен с входом сброса счетчика 12 и выходом первого формирователя 14 импульсов запуска, вход которого соединен с вторым выходом дешифратора 16 адреса и входом формирователя 19 импульсов блокировки, выход которого соединен с блокировочным входом регистра 10 с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, параллельный вход которого соединен с шиной 18 обмена, а вход записи кода выбора с четвертым выходом дешифратора 16 адреса, выход регистра 10 с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации соединен с входом разрешения записи регистра 13 памяти и первым входом формирователя 17 сигнала готовности, выход генератора 11 счетных импульсов соединен с счетным входом счетчика 12, а информационный выход счетчика 12 через регистр 13 памяти соединен с шиной 18 обмена, первый выход дешифратора 16 адреса соединен с входом разрешения записи регистра 13 памяти, третий выход с вторым входом формирователя 17 сигнала готовности, вход дешифратора 16 адреса и выход формирователя 17 сигнала готовности соединены с шиной 18 обмена, пятый выход дешифратора 16 адреса соединен с входом второго формирователя 15 импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом ключа 9, выходы катушки 7 считывания соединены с входами усилителя-формирователя 8, выход которого соединен с тактовым входом регистра 10 с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации. The device contains a sound pipe 1 made of magnetostrictive material with a damper 3 at one end, permanent magnets 4.5 and 6, one of which 6 has a fixed distance B to the read coil 7, and the other two are located on floats of different buoyancy, two keys 2 and 9, amplifier-shaper 8, two shapers 14 and 15 start pulses, register 10 with parallel input and sequential shift of information, generator 11 counting pulses, counter 12, memory register 13, address decoder 16, ready signal shaper 17, exchange bus 18 and form the world of 19 impulses of blocking. Moreover, one end of the sound pipe 1 is connected to the input of the key 2, and the second through the damper 3 with the input of the key 9, the outputs of the keys 2 and 9 are connected to the common bus, and the control input of the key 2 is connected to the reset input of the counter 12 and the output of the first driver 14 of the start pulses, the input of which is connected to the second output of the address decoder 16 and the input of the blocking pulse generator 19, the output of which is connected to the blocking input of the register 10 with parallel input and serial shift of information, the parallel input of which is connected to the exchange bus 18, and the input write the selection code with the fourth output of address decoder 16, the output of register 10 with parallel input and sequential shift of information is connected to the write enable input of memory register 13 and the first input of the readiness signal generator 17, the output of the counting pulse generator 11 is connected to the counting input of the counter 12, and the information the output of the counter 12 through the memory register 13 is connected to the exchange bus 18, the first output of the address decoder 16 is connected to the write enable input of the memory register 13, the third output with the second input of the signal generator 17 Ready, the input of the address decoder 16 and the output of the ready signal generator 17 are connected to the exchange bus 18, the fifth output of the address decoder 16 is connected to the input of the second trigger pulse generator 15, the output of which is connected to the control input of the key 9, the outputs of the read coil 7 are connected to the inputs of the amplifier -shaper 8, the output of which is connected to the clock input of the register 10 with parallel input and sequential shift of information.
Устройство измерения уровня нефтепродуктов работает следующим образом. A device for measuring the level of petroleum products is as follows.
Все действия устройства инициируются через шину 18 обмена по командам микро-ЭВМ. Выделяются два режима работы: режим определения положения магнитов (подвижных поплавков и фиксированного магнита), который запускается через второй выход дешифратора 16 адреса первым формирователем 14 импульсов запуска и ключом 2, и второй режим подмагничивание катушки 7 считывания, который запускается через пятый выход дешифратора 16 адреса вторым формирователем 15 импульсов запуска и ключом 9. Как видно из схемы, ток подмагничивания во втором режиме протекает по цепи: питание +12 В, конец звукопровод 1 со стороны демпфера 3, вход ключа 9, общая шина. Эта цепь имеет минимальную и постоянную длину звукопровода, что позволяет иметь максимально возможный ток подмагничивания. В первом режиме ток возбуждения ультразвуковой волны протекает по цепи: питание +12 В, противоположный от демпфера 3 конец звукопровода 1, вход ключа 2, общая шина. В этом случае длина звукопровода величина переменная и зависит от размеров резервуаров. All actions of the device are initiated via the bus 18 exchange by commands of the microcomputer. Two operating modes are distinguished: a mode for determining the position of magnets (movable floats and a fixed magnet), which is triggered through the second output of the address decoder 16 by the first driver 14 of the start pulses and key 2, and a second magnetization mode of the read coil 7, which is launched through the fifth output of the address decoder 16 the second driver 15 triggering pulses and key 9. As can be seen from the diagram, the bias current in the second mode flows through the circuit: power +12 V, the end of the sound pipe 1 from the damper 3, the input of the key 9, total ins. This circuit has a minimum and constant length of the sound duct, which allows you to have the maximum possible bias current. In the first mode, the excitation current of the ultrasonic wave flows through the circuit: +12 V power supply, the end of the sound pipe 1 opposite from the damper 3, key 2 input, common bus. In this case, the length of the sound duct is variable and depends on the size of the tanks.
Рассмотрим работу устройства в первом режиме подробнее. По команде от микро-ЭВМ сигналом с четвертого выхода дешифратора 16 адреса в регистр 10 записывается код выбора шины 18 обмена, который определяет замеряемый интервал, пропорциональный одному из отрезков Х1, Х2, (2А-В). От магнита 6,зафиксированного рядом с катушкой 7 считывания на расстоянии В, принимается отраженный от конца звукопровода ультразвуковой сигнал, прошедший расстояние (2А-В). А от магнитов 4 и 5, расположенных на поплавках разной плавучести, принимаются прямые ультразвуковые сигналы, прошедшие расстояния Х2 и Х1 соответственно. По другой команде от микро-ЭВМ сигналом со второго выхода дешифратора 16 адреса производится запуск первого режима работы устройства. Первый формирователь 14 импульсов запуска сбрасывает счетчик 12 в нулевое состояние и открывает ключ 2, таким образом создавая импульс тока в звукопроводе 1, в результате чего вокруг него образуется круговое магнитное поле, которое взаимодействует с продольными полями постоянных магнитов 4,5 и 6. В результате взаимодействия этих магнитных полей вследствие прямого магнитострикционного эффекта в звукопроводе 1 в трех точках расположения постоянных магнитов возникают ультразвуковые волны, которые распространяются в обе стороны. Ультразвуковые волны, направленные к противоположному от демпфера 3 концу звукопровода 1, отражаются от него и двигаются к другому концу.Волны, проходя катушку 7 считывания, вследствие обратного магнитострикционного эффекта преобразуется в электрические импульсы, разнесенные во времени. Таким образом, на катушке 7 считывания возникают 6 импульсов от трех магнитов: 3 - прямые, и 3 отраженные от первого конца звукопровода 1. Далее все ультразвуковые волны поглощаются демпфером 3. Первый прямой импульс от магнита 6 попадает в блокировочную зону и не используется, а остальные 5 импульсов могут быть приняты в регистр 10. Блокировочная зона формируется формирователем 19 подачей импульса на тактовый вход регистра 10 для исключения его ложного срабатывания от помехи, создаваемой импульсом тока возбуждения в звукопроводе 1. Импульс запуска возбуждения по длительности короче импульса блокировки. Пять электрических импульсов из усилителя-формирователя 8 последовательно поступают на тактовый вход регистра 10, какой код выбора был записан в регистре 10, на его выходе сигнал появится после прихода первого, второго или пятого тактового импульса. Рассмотрим эти импульсы, соответствующие прямым ультразвуковым волнам от 5 и 4 магнитов поплавков, а также импульс, отраженный от конца звукопровода 1 ультразвуковой волны магнита 6. Consider the operation of the device in the first mode in more detail. On command from the microcomputer, the signal from the fourth output of the address decoder 16 to the register 10 records the selection code for the exchange bus 18, which determines the measured interval proportional to one of the segments X1, X2, (2A-B). From the magnet 6, fixed next to the read coil 7 at a distance B, an ultrasonic signal reflected from the end of the sound duct has passed, having passed the distance (2A-B). And from magnets 4 and 5 located on floats of different buoyancy, direct ultrasonic signals that have passed the distances X2 and X1, respectively, are received. According to another command from the microcomputer, the signal from the second output of the address decoder 16 is used to start the first operation mode of the device. The first driver 14 of the start pulses resets the counter 12 to zero and opens the key 2, thus creating a current pulse in the sound duct 1, as a result of which a circular magnetic field is formed around it, which interacts with the longitudinal fields of permanent magnets 4,5 and 6. As a result the interaction of these magnetic fields due to the direct magnetostrictive effect in the sound pipe 1 at three points of the location of the permanent magnets, ultrasonic waves arise, which propagate in both directions. Ultrasonic waves directed to the end of the sound pipe 1, which is opposite to the end of the damper 3, are reflected from it and move to the other end. The waves passing through the read coil 7 are converted into electric pulses separated by time due to the inverse magnetostrictive effect. Thus, on the read coil 7, 6 pulses from three magnets arise: 3 are direct, and 3 are reflected from the first end of the sound duct 1. Further, all ultrasonic waves are absorbed by the damper 3. The first direct pulse from magnet 6 falls into the blocking zone and is not used, and the remaining 5 pulses can be received in the register 10. The blocking zone is formed by the shaper 19 by applying a pulse to the clock input of the register 10 to exclude its false operation from the noise created by the excitation current pulse in the sound pipe 1. The start pulse and the driving duration shorter lock pulse. Five electrical pulses from the amplifier-shaper 8 are sequentially fed to the clock input of register 10, which selection code was recorded in register 10, the signal will appear at its output after the arrival of the first, second or fifth clock pulse. Consider these pulses corresponding to direct ultrasonic waves from 5 and 4 magnets of the floats, as well as the pulse reflected from the end of the sound duct 1 of the ultrasonic wave of magnet 6.
Для того, чтобы на выходе регистра 10 появился сигнал после первого тактового импульса, надо в регистр 10 ввести код выбора 011111, после второго такта 001111 и после пятого 000001. В результате появления сигнала на выходе регистра 10 происходит запись в регистр 13 памяти цифрового кода из счетчика 12, соответствующего расстоянию
KX1 F•X1/V; KX2 F•X2/V; K(2A-B) F(2A-B)/V,
где V скорость распространения ультразвуковой волны;
F частота генератора II счетных импульсов;
Х1, Х2, (2А-В) расстояния до катушки 7 считывания, проходимые ультразвуковыми волнами от магнитов 4,5,6.In order for the signal after the first clock pulse to appear at the output of register 10, it is necessary to enter the selection code 011111 in register 10, after the second clock 001111 and after the fifth 000001. As a result of the appearance of the signal at the output of register 10, a digital code is written to the memory register 13 from counter 12 corresponding to the distance
K X1 F • X 1 / V; K X2 F • X 2 / V; K (2A-B) F (2A-B) / V,
where V is the velocity of propagation of the ultrasonic wave;
F frequency of the generator II counting pulses;
X1, X2, (2A-B) the distance to the read coil 7 traveled by ultrasonic waves from magnets 4,5,6.
По сигналу с третьего выхода дешифратора 16 и наличия сигнала на выходе регистра 10 формирователь 17 выдает в ширину 18 обмена сигнал готовности данных устройств. По команде микро-ЭВМ сигналом с первого выхода дешифратора 16 адреса разрешается считывание данных с регистра 13 памяти. Таким образом, за один цикл работы происходит измерение одного из расстояний Х1, Х2 или (2А-В), и частота опроса их определяется алгоритмом микро-ЭВМ. According to the signal from the third output of the decoder 16 and the presence of a signal at the output of the register 10, the shaper 17 issues a readiness signal for the data of the devices in the width 18 of the exchange. At the command of the microcomputer, a signal from the first output of the address decoder 16 is allowed to read data from the memory register 13. Thus, in one operation cycle, one of the distances X1, X2, or (2A-B) is measured, and their polling frequency is determined by the micro-computer algorithm.
Калибровочное значение кода реперной точки К(2a-B) пропорционально расстоянию (2А-В) и во времени изменяется незначительно. Частота опроса этой точки может быть достаточно низкой, а частота опроса других двух точек будет зависеть от выбранного алгоритма статистического метода обработки значений кодов.The calibration value of the code of the reference point K (2a-B) is proportional to the distance (2A-B) and changes slightly over time. The polling frequency of this point can be quite low, and the polling frequency of the other two points will depend on the selected algorithm of the statistical method for processing code values.
После получения кодов КX1, КX2 и К(2A-B) микро-ЭВМ вычисляет значения Х1 и Х2 по формулам
Х1 (2А-В)•КX1/К(2A-B) и Х2 (2А-В)•КX2/К(2A-B),
где (2А-В) масштабный коэффициент.After receiving the codes K X1 , K X2 and K (2A-B), the microcomputer calculates the values of X1 and X2 according to the formulas
X1 (2A-B) • K X1 / K (2A-B) and X2 (2A-B) • K X2 / K (2A-B) ,
where (2A-B) is a scale factor.
Присутствие в формуле калибровочного значения К(2A-B) позволяет вести автоматическую компенсацию влияния дестабилизирующих факторов.The presence of the calibration value K (2A-B) in the formula allows automatic compensation of the influence of destabilizing factors.
Предложенная схема является достаточно простой и надежной в работе при измерении уровня нефтепродуктов и уровня раздела фаз в резервуаре. The proposed scheme is quite simple and reliable when measuring the level of oil products and the level of phase separation in the tank.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118967A RU2087874C1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Device measuring level of oil products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118967A RU2087874C1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Device measuring level of oil products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2087874C1 true RU2087874C1 (en) | 1997-08-20 |
| RU96118967A RU96118967A (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=20185760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96118967A RU2087874C1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Device measuring level of oil products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087874C1 (en) |
-
1996
- 1996-09-24 RU RU96118967A patent/RU2087874C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 5076100, кл. G 01 F 23/00, 1991. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0024495B1 (en) | Acoustic pulse delay line system for measuring distances along a magnetostrictive wire | |
| US5017867A (en) | Magnetostrictive linear position detector with reflection termination | |
| US4654590A (en) | Method and apparatus for detecting the position of a movable object utilizing the magnetostrictive effect to generate ultrasonic waves | |
| CA1171498A (en) | Coding schemes for acoustic delay line data collection system | |
| US3435677A (en) | System for measuring direction and velocity of currents in a liquid medium | |
| RU2087874C1 (en) | Device measuring level of oil products | |
| RU2138028C1 (en) | Device measuring level and density | |
| RU2109399C1 (en) | Magnetostriction position transducer | |
| RU2064666C1 (en) | Ultrasonic level gauge | |
| SU1564727A1 (en) | Position-to-code converter | |
| RU2138118C1 (en) | Magnetostrictive displacement-speed-to-code transducer | |
| RU2213940C1 (en) | Ultrasonic level gauge | |
| RU2080559C1 (en) | Magnetostriction motion-to-code transducer | |
| RU2029309C1 (en) | Method and device for measuring velocity of travelling shock waves | |
| SU384086A1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE TIME OF SPREAD OF ELASTIC WAVES IN MOUNTAIN BREEDS | |
| RU2175754C2 (en) | Microprocessor type magnetostriction position-to-code converter | |
| RU2188400C1 (en) | Device for measurement of level and density | |
| RU2105954C1 (en) | Ultrasonic level gauge of two-phase media (oil + water) | |
| SU1698648A1 (en) | Ultrasonic flow rate meter | |
| RU2093789C1 (en) | Magnetostrictive converter of translation | |
| RU2121658C1 (en) | Magnetostriction translation converter | |
| RU2097916C1 (en) | Movement-to-code module converter | |
| SU690520A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| RU2090839C1 (en) | Magnetostrictive displacement transducer | |
| SU747812A1 (en) | Magnetostriction differential displacement transducer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120925 |