RU2359237C1 - Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов - Google Patents
Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359237C1 RU2359237C1 RU2007136081/28A RU2007136081A RU2359237C1 RU 2359237 C1 RU2359237 C1 RU 2359237C1 RU 2007136081/28 A RU2007136081/28 A RU 2007136081/28A RU 2007136081 A RU2007136081 A RU 2007136081A RU 2359237 C1 RU2359237 C1 RU 2359237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- liquid level
- measurement
- digital output
- level gauge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения (контроля) высоты уровня жидкости в резервуарах. Сущность: уровнемер содержит вертикально ориентированную прозрачную трубу (11), которая сообщается с контролируемым резервуаром. Расположенный в этой трубе поплавок (8) с источником света (7) создает узкий круговой (0,2÷0,3 мм) лазерный луч под некоторым углом α. Вокруг светопрозрачной трубы расположены длинные плоские (планарные) световоды (9), имеющие два слоя покрытия. Первый слой образует полное полупрозрачное зеркальное покрытие (зеркалом вовнутрь световода). Второй слой покрытия - светонепроводящий - полное покрытие с 3-х сторон световода и образующий растровые кодовые решетки (10) с четвертой стороны. На одном торце световодов расположены фотодатчики (фотодиоды) (5), подключенные к дешифраторам (3) с цифровым выходом через усилители-формирователи (4). Источник света (7) поплавка питается энергией, трансформируемой от ВЧ-генератора, выходной контур (12) которого намотан поверх световодных кодовых датчиков. Технический результат: бесконтактность измерения уровня жидкости, выход показаний уровнемера представляется сразу в цифровой форме на индикаторы (2), которая может быть подана на ЭВМ (1), например, для производства динамического измерения уровня жидкости (или перепада давления). 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня жидкости.
Известно устройство аналогичного назначения [а.с. №46989], содержащее прозрачную отводную трубу с расположенными в ней поплавком, светодиод и несколько фотодиодов, расположенных вдоль отводной трубы, луч света отражаясь от поплавка, попадает на тот или иной фотодиод, отмечая уровень жидкости в резервуаре.
Недостатком аналога является нетехнологичность конструкции, избыточное количество оптопар, что приводит к неточности, громоздкости и ненадежности в работе.
Известен наиболее близкий к изобретению дискретный уровнемер [а.с. №737787], содержащий поплавок с постоянным магнитом, размещенный в немагнитной отводной трубе, где расположены герконы (герметичные контакты).
Недостаток - низкая точность уровнемера, ввиду того, что магнит может занимать различные положения при срабатывании герконов из-за индивидуальной чувствительности и точности (параллельности) установок одного геркона относительно другого.
Общий недостаток прототипов - большая дискретность измерения, вызванная большими размерами фото- и магнитных (герконов) датчиков положений поплавка.
Наиболее близким по точности к изобретению является способ, по которому работает импульсный светодальномер (погрешность ±1 мм). На объект направляется световой импульс, а по скорости и по времени прохождения импульса до объекта и обратно определяют расстояние до объекта, однако его применение сопряжено со сложностью электронного первичного преобразователя и с трудностями в эксплуатации. (БСЭ.Т.7 с 519-М; Советская энциклопедия, 1972 г., с.608).
Целью изобретения является повышение точности и надежности определения высоты уровня жидкости при простом для этого оборудовании.
Цель достигается тем, что изобретение содержит вертикально ориентированную светопрозрачную трубу, сообщающуюся с контролируемым резервуаром, световодные кодовые двоичные датчики линейного измерения, расположенные вокруг вертикальной светопрозрачной трубы, поплавок с источником света (светодиод), создающий круговой узкий (0,2÷0,3)мм лазерный луч под некоторым углом α, энергия для питания которого трансформируется от ВЧ-генератора, а выходной контур генератора намотан поверх световодных кодовых датчиков линейных положений поплавка с фотодиодами на торцах световодов, двоичные сигналы от фотодиодов подаются через усилитель-формирователь к многоразрядному десятичному дешифратору с цифровым выходом результатов измерений.
Технический результат применения бесконтактного измерителя уровня жидкости, заключается в упрощении конструкции и повышении точности и надежности измерения.
Расчет метрологических характеристик уровнемера.
При смещении поплавка внутри прозрачной отводной трубы (несоосность) возникает дополнительная погрешность, которая вычисляется по формуле:
Δдоп.=2L·tgα
где L - зазор между поплавком и прозрачной отводной трубой = 1 мм;
α - угол наклона лазерного луча, при α=5°, tgα=0,1,
тогда Δдоп.=2·L·0,1=0,2 мм.
Полная погрешность уровнемера составит:
Δполн.=Δдоп.+Δ,
где Δ - размер наименьшей дискретности световодного линейного датчика положений;
Δ=0,3 мм
Δполн.=0,2+0,3=0,5 мм.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена механическая и оптоэлектронная схема контрольно-регистрирующей части световодного поплавкового бесконтактного измерителя уровня жидкости (далее уровнемер). Уровнемер содержит вертикально ориентированную светопрозрачную цилиндрическую трубу 11, сообщающуюся с контролируемым резервуаром (на чертеже не показан) посредством отводной трубки. В вертикальной светопрозрачной трубе 11 расположен поплавок 8, изготовленный из стеклянной трубки, запаянной с двух сторон. Внутри поплавка закреплен яркий лазерный светодиод 7, создающий узкий (0,2-0,3 мм) круговой луч под некоторым углом α, и катушка 6 для электропитания этого светодиода. Катушка 6 из медной изолированной проволоки служит также и балластом поплавка. Такая конструкция поплавка существенно уменьшает угловую качку луча светодиода, что уменьшает погрешность считывания линейного положения поплавка. Светодиод расположен чуть выше осадка поплавка. Световодный кодовый датчик положений поплавка представляет собой плоские прямоугольного сечения световоды 9 (например, из стекла), имеющие два слоя покрытия: первый слой образует полное полупрозрачное зеркальное покрытие со всех четырех сторон (зеркалом вовнутрь), второй слой - светонепроводящий - полное покрытие с трех сторон и образующий растровые кодовые решетки с четвертой стороны. На одном торце этих световодов закреплены фотодиоды 5. Выходной контур 12 ВЧ-генератора намотан поверх световодных кодовых датчиков линейных положений поплавка и служит для трансформации энергии электропитания лазерного светодиода 7.
Уровнемер работает следующим образом.
При отсутствии уровня жидкости в светопрозрачной цилиндрической трубе 11 сигнал на выходе световодного кодового датчика линейных положений поплавка отсутствует и равен нулю. Как только в трубе появится жидкость, поплавок 8 изменит свое положение, а лазерный луч поплавка начнет освещать кодовые решетки (дорожки) 10 световодного кодового датчика линейных положений поплавка 8 и это приведет к появлению на выходе фотодиодов 5 двоичных сигналов, которые поступают через усилители-формирователи 4 в дешифраторы 3 (например, цифровую логическую микросхему), где двоичные коды линейных положений поплавка переводятся в десятичные и отображаются индикаторами 2. Результат измерения приводится к оператору сразу в цифровой форме. С компьютером 1 уровнемер позволяет выполнять не только статические, но и динамические измерения уровня жидкости. (На чертеже не показаны блок питания и ВЧ-генератор уровнемера).
Claims (1)
- Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов, содержащий вертикально ориентированную светопрозрачную трубу, сообщающуюся с контролируемым резервуаром, световодные кодовые двоичные датчики линейного измерения, расположенные вокруг вертикальной светопрозрачной трубы, поплавок с источником света (светодиод), создающий круговой узкий (0,2÷0,3 мм) лазерный луч под некоторым углом α, энергия для питания которого трансформируется от ВЧ-генератора, а выходной контур генератора намотан поверх световодных кодовых датчиков линейных положений поплавка с фотодиодами на торцах световодов, двоичные сигналы от фотодиодов подаются через усилитель-формирователь к многоразрядному десятичному дешифратору с цифровым выходом результатов измерений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136081/28A RU2359237C1 (ru) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136081/28A RU2359237C1 (ru) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007136081A RU2007136081A (ru) | 2009-04-10 |
RU2359237C1 true RU2359237C1 (ru) | 2009-06-20 |
Family
ID=41014435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007136081/28A RU2359237C1 (ru) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359237C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740340C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-01-14 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2741275C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-01-22 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2742225C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-02-03 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2744316C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-03-05 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
-
2007
- 2007-09-28 RU RU2007136081/28A patent/RU2359237C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740340C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-01-14 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2741275C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-01-22 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2742225C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-02-03 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
RU2744316C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-03-05 | Александр Владимирович Репин | Уровнемер (датчик уровня жидкости) волоконно-оптический |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007136081A (ru) | 2009-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6668645B1 (en) | Optical fuel level sensor | |
CN100570289C (zh) | 光学液位编码器 | |
CN101349576A (zh) | 一种光纤位置数字编码器及其应用 | |
US5483831A (en) | Direct liquid level reading device | |
RU2359237C1 (ru) | Световодный поплавковый бесконтактный измеритель уровня жидкости с цифровым выходом показаний результатов | |
CN101008581A (zh) | 激光测量液位仪 | |
US6795598B1 (en) | Liquid-level sensor having multiple solid optical conductors with surface discontinuities | |
CN1877267A (zh) | 激光传导、数字量化液位测量方法 | |
CN101839748A (zh) | 反射式数字码型全光纤液位传感装置 | |
US6794636B1 (en) | Opto-electronic system | |
CN209027671U (zh) | 一种光电编码器实时光强检测装置 | |
CN109916311A (zh) | 标尺光栅及光栅尺位移传感器 | |
JP2006194609A (ja) | 液面計 | |
CN101799281A (zh) | 辊平行检测系统 | |
RU2515339C2 (ru) | Способ измерения линейных перемещений | |
CN102128810B (zh) | 棱镜模型多次折射的海水盐度检测装置 | |
CN103604472A (zh) | 一种数字式气体流量传感器 | |
RU2431808C1 (ru) | Оптоэлектронная система измерения уровня жидкости | |
CN201688827U (zh) | 一种微小长度变化测量装置 | |
RU206351U1 (ru) | Тестовый образец волоконно-оптического датчика | |
RU2744159C1 (ru) | Волоконно-оптический сигнализатор уровня и вида жидкости | |
RU2741276C1 (ru) | Волоконно-оптический датчик параметров жидкостных и воздушных потоков | |
SU523295A1 (ru) | Дискретный оптический уровнемер | |
JP2002214021A (ja) | 液面検出センサ | |
WO2014017163A1 (ja) | 位置検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150929 |