RU2379634C1 - Device for control and regulation of liquid level - Google Patents

Device for control and regulation of liquid level Download PDF

Info

Publication number
RU2379634C1
RU2379634C1 RU2008137848/28A RU2008137848A RU2379634C1 RU 2379634 C1 RU2379634 C1 RU 2379634C1 RU 2008137848/28 A RU2008137848/28 A RU 2008137848/28A RU 2008137848 A RU2008137848 A RU 2008137848A RU 2379634 C1 RU2379634 C1 RU 2379634C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid level
output
input
outputs
inputs
Prior art date
Application number
RU2008137848/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Карпенко (RU)
Сергей Владимирович Карпенко
Original Assignee
Сергей Владимирович Карпенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Владимирович Карпенко filed Critical Сергей Владимирович Карпенко
Priority to RU2008137848/28A priority Critical patent/RU2379634C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379634C1 publication Critical patent/RU2379634C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to field of computer-aided manufacturing in machine building and is provided for workflow automation, related to control and regulation of liquid mediums. Device is structurally implemented in the form of two functional assemblies and allows two programming leads of functional capabilities and four outlets. At closed programming leads device is transformed into monitoring and regulation system of liquid level with usage of the first and the second outlets of device, providing monitoring mode and keeping of liquid level at fixed height and mode of filling and emptying of a reservoir with liquids. At open programming leads device is transformed into set of level control of top and bottom levels of controlled liquid of conducted type, outlets of which are correspondingly the third and the fourth outlets of the device. Device provides vertical, horizontal and complex (vertical installation of one and horizontal installation of other functional assembly) methods of installation. Device provides setting of control accuracy of liquid level in control mode and keeping of liquid level at its fixed height. Invention provides control of loads in the form of electromagnetic relay, two windings of contactor starter and outlets of logic elements.
EFFECT: extended capabilities of device by means of providing of regulation of liquid flows level at fixed height with ability of programming of its functional capabilities and nomenclature increasing of controllable loads and methods of its installation.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов в машиностроении и предназначено для автоматизации технологических процессов, связанных с контролем и регулированием жидких сред.The invention relates to the field of automation of production processes in mechanical engineering and is intended to automate technological processes associated with the control and regulation of liquid media.

Известно устройство контроля, содержащее датчик уровня жидкости, генератор электрических колебаний, индикатор, детектор (см. авторское свидетельство SU 243872, MПK G01F, кл. 42е, 34, "Компенсационный оптический уровнемер", 14.05.1969).A control device is known comprising a liquid level sensor, an electric oscillation generator, an indicator, a detector (see copyright certificate SU 243872, MPK G01F, class 42e, 34, "Compensation optical level gauge", 05/14/1969).

Такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями из-за отсутствия возможности:Such a device has limited functionality due to the lack of ability:

1) работать в режиме наполнения и опорожнения резервуаров жидкостью, а также поддерживать ее уровень на фиксированной высоте, так как такое устройство позволяет осуществлять только контроль уровня жидкости;1) to work in the mode of filling and emptying the tanks with liquid, as well as maintain its level at a fixed height, since such a device allows only control of the liquid level;

2) управления различными видами нагрузок, например такими, как обмотка электромагнитного реле и (или) две обмотки управления электромагнитных пускателей насосных установок;2) control of various types of loads, for example, such as an electromagnetic relay coil and (or) two control windings of electromagnetic starters of pumping units;

3) производить горизонтальный или комбинированный (вертикальный монтаж одного и горизонтальный монтаж другого датчика) способы монтажа датчиков уровня жидкости на объекте эксплуатации;3) make horizontal or combined (vertical installation of one and horizontal installation of another sensor) methods of mounting liquid level sensors at the facility;

4) производить программирование его функциональных возможностей. Кроме того, такое устройство отличается сложностью конструкции датчика уровня жидкости.4) to program its functionality. In addition, such a device is characterized by the complexity of the design of the liquid level sensor.

Известно также устройство контроля, содержащее первый и второй датчики уровня жидкости, первый и второй пороговые элементы, регулятор чувствительности (см. Каталог продукции 2004, ПО "Овен". "Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации промышленных предприятий", прибор для управления погружным насосом ОВЕН САУ-М2, с.110; сайт ПО "Овен" www.owen.ru, "Каталог продукции 2007", версия 7, прибор для управления погружным насосом ОВЕН САУ-М2, с.137). Но такое устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как:A control device is also known that contains the first and second liquid level sensors, the first and second threshold elements, a sensitivity regulator (see Product Catalog 2004, Aries software. "Instrumentation and automation equipment of industrial enterprises", a device for controlling a submersible pump ARIES SAU-M2, p.110; software site "Aries" www.owen.ru, "Product Catalog 2007", version 7, device for controlling a submersible pump ARIES SAU-M2, p.137). But such a device has limited functionality, since:

1) не позволяет работать в режиме контроля и поддержания уровня контролируемой жидкости на заданной фиксированной его высоте в связи с тем, что конструкция такого устройства обеспечивает его работу только в режиме заполнения и опорожнения резервуара с жидкостью;1) does not allow you to work in the control mode and maintain the level of the controlled fluid at a given fixed height due to the fact that the design of such a device ensures its operation only in the mode of filling and emptying the tank with liquid;

2) не обеспечивает горизонтальный и комбинированный (вертикальный монтаж одного и горизонтальный монтаж другого датчика) способы монтажа датчиков уровня жидкости на объекте их эксплуатации, потому что конструкция этого устройства позволяет производить только вертикальный способ монтажа его датчиков уровня жидкости;2) does not provide horizontal and combined (vertical mounting of one and horizontal mounting of another sensor) methods of mounting liquid level sensors at the facility of their operation, because the design of this device allows only the vertical way of mounting its liquid level sensors;

3) не позволяет осуществлять управление различными видами нагрузок, например таких, как обмотка электромагнитного реле и (или) две обмотки управления электромагнитных пускателей насосных установок.3) it does not allow controlling various types of loads, for example, such as the coil of an electromagnetic relay and (or) two control windings of electromagnetic actuators of pumping units.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство контроля, содержащее мультивибратор, датчик уровня жидкости, первый и второй триггеры, первый и второй повторители, детектор, первый и второй пороговые элементы, первый и второй регуляторы чувствительности, первый и второй конденсаторы (см. журнал "Радио", №6, 1991, с.32).The closest in technical essence to the proposed solution is a control device containing a multivibrator, a liquid level sensor, first and second triggers, first and second repeaters, a detector, first and second threshold elements, first and second sensitivity controls, first and second capacitors (see. Radio magazine, No. 6, 1991, p. 32).

Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:However, such a device has limited functionality, since:

1) конструкция его обеспечивает работу только в режиме наполнения и опорожнения резервуара с контролируемой жидкостью и не позволяет работу этого устройства в режиме контроля и поддержания уровня контролируемой жидкости на заданной фиксированной его высоте;1) its design ensures operation only in the mode of filling and emptying the tank with a controlled liquid and does not allow the operation of this device in the mode of monitoring and maintaining the level of the controlled liquid at a given fixed height;

2) не обеспечивает горизонтальный и комбинированный способы монтажа датчиков уровня жидкости, потому что конструкция устройства позволяет производить только вертикальный способ их монтажа на объекте эксплуатации;2) does not provide horizontal and combined methods of mounting liquid level sensors, because the design of the device allows only a vertical way of their installation at the facility;

3) не позволяет производить программирование его функциональных возможностей;3) does not allow programming its functionality;

4) позволяет работу только на один вид нагрузки в виде электромагнитного реле и не позволяет, например, работу его на две обмотки управления электромагнитных пускателей насосных установок.4) it allows operation on only one type of load in the form of an electromagnetic relay and does not allow, for example, its operation on two control windings of electromagnetic starters of pumping units.

Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения регулирования уровня жидких сред на фиксированной высоте с возможностью программирования его функциональных возможностей и увеличения номенклатуры управляемых нагрузок и способов его монтажа.The problem solved by the invention is to expand the functionality of the device by ensuring the regulation of the level of liquid media at a fixed height with the possibility of programming its functionality and increasing the range of controlled loads and methods of installation.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство контроля и регулирования уровня жидкости, содержащее первый мультивибратор, первый датчик уровня жидкости, первый и второй триггеры, первый детектор, первый и второй пороговые элементы, первый и второй повторители, первый и второй регуляторы чувствительности, первый и второй конденсаторы, в него введены второй датчик уровня жидкости, второй детектор, выход которого подключен ко входу второго порогового элемента, первый и второй дифференциаторы, входы которых соединены с прямым и инверсным выходами соответствующих пороговых элементов и со входами соответствующих повторителей, блок установки в исходное состояние, выход которого соединен с выходом второго дифференциатора, R-входом первого триггера, выход которого является первым выходом устройства, S-входом второго триггера, R-вход которого соединен с S-входом первого триггера, а его выход является вторым выходом устройства, первый и второй блоки индикации, входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров, второй мультивибратор, при этом датчики уровня жидкости выполнены кондуктивными, каждый из которых содержит два токопроводящих электрода, один из которых является сигнальным электродом, другой - общим электродом, выполненным длиннее сигнального электрода и подключенным к общей "земле" устройства, а выходы первого и второго мультивибраторов соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов, вторые выводы которых подключены к первым выводам соответствующих регуляторов чувствительности, вторые выводы которых соединены со входами соответствующих детекторов, к входам которых подключены сигнальные электроды соответствующих датчиков уровня жидкости, причем выходы первого и второго повторителей являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства, которое конструктивно выполнено в виде двух функциональных узлов, первый из которых включает в себя соединенные последовательно первые мультивибратор, конденсатор, регулятор чувствительности, детектор, пороговый элемент, повторитель, а также первые датчик уровня жидкости и дифференциатор с соответствующими их связями, второй узел - остальную часть схемы устройства, а выход первого дифференциатора и точка соединения S-входа и R-входа соответственно первого и второго триггеров являются выводами программирования функциональных возможностей устройства, при замыкании которых устройство трансформируется в систему контроля и регулирования уровня жидкости с использованием его первого и второго выходов, а при размыкании - в комплект сигнализаторов контроля верхнего и нижнего уровней жидкости, которыми являются соответственно первый и второй функциональные узлы устройства, с использованием третьего и четвертого выходов устройства.This object is achieved in that in the device for monitoring and regulating the liquid level, containing the first multivibrator, the first liquid level sensor, the first and second triggers, the first detector, the first and second threshold elements, the first and second repeaters, the first and second sensitivity controllers, the first and the second capacitors, a second liquid level sensor, a second detector, the output of which is connected to the input of the second threshold element, the first and second differentiators, the inputs of which are connected to the direct and the output of the corresponding threshold elements and with the inputs of the corresponding repeaters, the initialization unit, the output of which is connected to the output of the second differentiator, the R-input of the first trigger, the output of which is the first output of the device, the S-input of the second trigger, the R-input of which is connected to S-input of the first trigger, and its output is the second output of the device, the first and second display units, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding triggers, the second multivibrator, while the liquid level sensors the spacers are made conductive, each of which contains two conductive electrodes, one of which is a signal electrode, the other is a common electrode made longer than the signal electrode and connected to the common "ground" of the device, and the outputs of the first and second multivibrators are connected to the first terminals of the corresponding capacitors, the second conclusions of which are connected to the first conclusions of the corresponding sensitivity controllers, the second conclusions of which are connected to the inputs of the respective detectors, to the inputs of which the signal electrodes of the respective liquid level sensors are connected, and the outputs of the first and second repeaters are respectively the third and fourth outputs of the device, which is structurally made in the form of two functional units, the first of which includes the first multivibrator, capacitor, sensitivity controller, detector, threshold connected in series element, repeater, as well as the first liquid level sensor and differentiator with their corresponding connections, the second node - the rest of the circuits s of the device, and the output of the first differentiator and the connection point of the S-input and R-input, respectively, of the first and second triggers are the programming conclusions of the device’s functionality, when closed, the device is transformed into a liquid level control and regulation system using its first and second outputs, and when opened, into the set of signaling devices for monitoring the upper and lower liquid levels, which are the first and second functional units of the device, respectively, using third and fourth output devices.

На фиг.1 представлена функциональная схема датчика; на фиг.2 - вертикальный и горизонтальный способы монтажа в режиме заполнения и опорожнения резервуара; на фиг.3 - вертикальный и горизонтальный способы монтажа устройства в режиме поддержания уровня жидкости не его фиксированной высоте при неограниченном пространстве монтажной зоны; на фиг.4 - вертикальный и горизонтальный способы монтажа устройства в режиме поддержания уровня жидкости на его фиксированной высоте при ограниченном пространстве монтажной зоны; на фиг.5 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.Figure 1 presents the functional diagram of the sensor; figure 2 - vertical and horizontal installation methods in the mode of filling and emptying of the tank; figure 3 - vertical and horizontal methods of mounting the device in the mode of maintaining the liquid level is not its fixed height with unlimited space of the mounting zone; figure 4 - vertical and horizontal methods of mounting the device in the mode of maintaining the liquid level at its fixed height with limited space mounting zone; figure 5 is a voltage diagram explaining the operation of the device.

Устройство содержит первый и второй датчики 1, 2 уровня жидкости, первый и второй мультивибраторы 3, 4, первый и второй конденсаторы 5, 6, первые выводы которых подключены к выходам соответственно первого и второго мультивибраторов 3, 4, первый и второй регуляторы 7, 8 чувствительности, первые выводы которых соединены со вторыми выводами соответственно первого и второго конденсаторов 5, 6, первый и второй детекторы 9, 10, входы которых подключены ко вторым выводам соответственно первого и второго регуляторов 7, 8 чувствительности, первый и второй пороговые элементы 11, 12, каждый из которых выполнен, например, по схеме триггера Шмитта, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго детекторов 9, 10, первый и второй дифференциаторы 13, 14, входы которых подключены к прямому и инверсному выходам соответственно первого и второго пороговых элементов 11 и 12, первый RS-триггер 15, второй RS-триггер 16, блок 17 установки в исходное состояние схемы устройства, выход которого соединен с выходом второго дифференциатора 14, R-входом первого триггера 15, S-входом второго триггера 16, R-вход которого соединен с S-входом первого триггера 15, первый и второй повторители 18, 19, выполненные, например, на основе транзистора n-p-n типа, включенного по схеме эмиттерного повторителя, входы которых подключены к прямому и инверсному входам соответственно первого и второго пороговых элементов 11 и 12, первый и второй, блоки 20, 21 индикации, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго RS-триггеров 15 и 16, первую и вторую выходные клеммы 22 и 23, подключенные к выходам соответственно первого и второго триггеров и являющиеся соответственно первым и вторым выходами устройства, третью и четвертую выходные клеммы 24 и 25, соединенные с выходами соответственно первого и второго повторителей 18 и19 и являющиеся соответственно третьим и четвертым выходом устройства.The device contains first and second sensors 1, 2 of the liquid level, first and second multivibrators 3, 4, first and second capacitors 5, 6, the first conclusions of which are connected to the outputs of the first and second multivibrators 3, 4, first and second regulators 7, 8 sensitivity, the first conclusions of which are connected to the second terminals of the first and second capacitors 5, 6, respectively, the first and second detectors 9, 10, the inputs of which are connected to the second terminals of the first and second sensitivity regulators 7, 8, the first and second pores burn elements 11, 12, each of which is made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second detectors 9, 10, the first and second differentiators 13, 14, the inputs of which are connected to the direct and inverse outputs, respectively, of the first and the second threshold elements 11 and 12, the first RS-trigger 15, the second RS-trigger 16, the initialization block 17 of the device circuit, the output of which is connected to the output of the second differentiator 14, the R-input of the first trigger 15, the S-input of the second trigger 16, R-input which of the first connected to the S-input of the first trigger 15, the first and second repeaters 18, 19, made, for example, on the basis of an npn type transistor connected according to the emitter follower circuit, the inputs of which are connected to the direct and inverse inputs of the first and second threshold elements 11 and 12, the first and second, indication blocks 20, 21, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second RS-flip-flops 15 and 16, respectively, the first and second output terminals 22 and 23, connected to the outputs of the first and second flip-flops, respectively, and are corresponding continuously outputs the first and second devices, the third and fourth output terminals 24 and 25 connected respectively to the outputs of the first and second repeaters 18 and 19 and are respectively third and fourth output devices.

Каждый датчик 1, 2 уровня жидкости выполнен, например, кондуктивным в виде двух токопроводящих электродов, один из которых является сигнальным электродом, а другой - общим электродом. Сигнальные электроды первого и второго датчиков 1, 2 уровня подключены к входам соответственно первого и второго детекторов 9, 10. Общие электроды обоих датчиков 1, 2 соединены с общей "землей" схемы устройства. Конструктивно общие электроды датчиков 1, 2 выполнены длиннее сигнальных электродов для их идентификации и ориентации устройства при различных способах его монтажа на объекте эксплуатации. Кроме того, такое соотношение длины сигнальных и общих электродов датчиков обеспечивает во всех режимах работы и способах монтажа устройства смывание или осушение общего электрода датчика уровня жидкости всегда первым или одновременно с сигнальным электродом. Это, в свою очередь, всегда обеспечивает в любые моменты контроля уровня жидкости и его регулирования нахождение контролируемой жидкости под потенциалом общей "земли" устройства или вне контакта с электродами датчиков 1, 2.Each liquid level sensor 1, 2 is made, for example, conductive in the form of two conductive electrodes, one of which is a signal electrode, and the other is a common electrode. The signal electrodes of the first and second level sensors 1, 2 are connected to the inputs of the first and second detectors 9, 10, respectively. The common electrodes of both sensors 1, 2 are connected to the common ground of the device circuit. Structurally, the common electrodes of the sensors 1, 2 are made longer than the signal electrodes for their identification and orientation of the device with various methods of its installation at the facility. In addition, this ratio of the length of the signal and common sensor electrodes ensures that in all operating modes and installation methods of the device, the washing or drying of the common electrode of the liquid level sensor is always the first or simultaneously with the signal electrode. This, in turn, always ensures at any moment of monitoring the liquid level and its regulation that the controlled liquid is under the potential of the device’s common "ground" or out of contact with the electrodes of the sensors 1, 2.

Сигналом для возбуждения электродов датчиков 1, 2 является переменное напряжение низкой частоты, подаваемое с выходов соответствующих мультивибраторов 3, 4. Это позволяет исключить поляризацию электродов датчиков 1, 2 и протекания процессов электролиза и, как следствие, потери их чувствительности вследствие осаждения солей и значительно продлить срок их службы. Сигнальные и общие электроды датчиков 1, 2 выполнены из материала, устойчивого к воздействию контролируемых жидкостей, вызывающих коррозию и разрушение электродов, например из нержавеющей стали или из низкоуглеродистых сталей с хромовым или никелевым покрытиями в зависимости вида контролируемой жидкости.The signal for the excitation of the electrodes of the sensors 1, 2 is an alternating voltage of low frequency supplied from the outputs of the corresponding multivibrators 3, 4. This eliminates the polarization of the electrodes of the sensors 1, 2 and electrolysis processes and, as a result, the loss of their sensitivity due to salt deposition and significantly extend their service life. The signal and common electrodes of the sensors 1, 2 are made of a material resistant to the effects of controlled fluids that cause corrosion and destruction of the electrodes, for example, stainless steel or low carbon steels with chrome or nickel coatings, depending on the type of controlled fluid.

Мультивибраторы 3, 4 выполнены, например, по схеме симметричного автогенератора прямоугольных импульсов на основе операционного усилителя (см. книгу Шило В.Л. Линейные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. Радио, 1974, с.175, рис.4.42, а).Multivibrators 3, 4 are made, for example, according to the scheme of a symmetrical rectangular-wave oscillator based on an operational amplifier (see the book Shilo V.L. Linear circuits in electronic equipment. - M .: Sov. Radio, 1974, p. 175, Fig. 4.42 , but).

Регуляторы 7, 8 чувствительности выполнены, например, на основе резистора с переменным значением сопротивления в виде переменного резистора, включенного по схеме реостата и обеспечивающего плавную настройку чувствительности датчиков 1, 2, или подборного резистора с постоянным значением сопротивления, обеспечивающего ступенчатую настройку чувствительности датчиков 1, 2. Наличие в составе устройства регуляторов 7, 8 чувствительности позволяет адаптировать его к работе с широким диапазоном электропроводности контролируемых жидкостей: водопроводной, загрязненной воды, пищевых растворителей, молока и молочных напитков, слабокислотных и щелочных растворов и пр., путем начальной установки значения сопротивления регуляторов 7, 8.Sensitivity regulators 7, 8 are made, for example, on the basis of a resistor with a variable resistance value in the form of a variable resistor switched on according to the rheostat circuit and providing a smooth adjustment of the sensitivity of sensors 1, 2, or a selectable resistor with a constant resistance value that provides step-by-step sensitivity adjustment of the sensors 1, 2. The presence of sensitivity regulators 7, 8 in the device allows you to adapt it to work with a wide range of conductivity of controlled liquids: water wired, contaminated water, edible solvents, milk and dairy drinks, weakly acidic and alkaline solutions, etc., by setting the initial resistance of regulators 7, 8.

Детекторы 9, 10, выполнены, например, по схеме диодного пассивного преобразователя амплитудных значений переменного напряжения в постоянное с последовательным включением выпрямительного диода с выходной нагрузкой в виде параллельной RC-цепи (см. книгу Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М.: Сов. радио, 1977, с.174, рис.4.9, б).Detectors 9, 10, are made, for example, according to the scheme of a diode passive converter of amplitude values of alternating voltage into constant voltage with a series-connected rectifier diode with an output load in the form of a parallel RC circuit (see the book Volgin L.I. Measuring converters of alternating voltage to constant. M .: Sov. Radio, 1977, p. 174, fig. 4.9, b).

Дифференциаторы 13, 14 предназначены для формирования импульсов отрицательной полярности по отрицательным перепадам выходных напряжений U2 и U3 соответственно первого и второго пороговых элементов 11, 12 для управления триггерами 15 и 16 соответственно. Каждый дифференциатор 13, 14 выполнен, например, на основе дифференцирующей RC-цепи, состоящей из последовательно включенных конденсатора и резистора, параллельно которому включен диод, анод которого подключен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора, являющейся выходом соответствующего дифференциатора. Входом дифференциатора является второй вывод конденсатора RC-цепи, при этом катод диода и второй вывод резистора RC-цепи подключены к источнику напряжения питания (см. фиг.1).Differentiators 13, 14 are designed to generate pulses of negative polarity from the negative drops of the output voltages U2 and U3, respectively, of the first and second threshold elements 11, 12 for controlling triggers 15 and 16, respectively. Each differentiator 13, 14 is made, for example, on the basis of a differentiating RC circuit, consisting of a series-connected capacitor and a resistor, in parallel with which a diode is connected, the anode of which is connected to the connection point of the first terminals of the resistor and capacitor, which is the output of the corresponding differentiator. The input of the differentiator is the second terminal of the capacitor of the RC circuit, while the cathode of the diode and the second terminal of the resistor of the RC circuit are connected to a power supply (see figure 1).

Блок 17 установки в исходное состояние схемы устройства выполнен, например, на основе транзистора n-p-n типа и RC-цепи (см. фиг.1), состоящей из последовательно включенных конденсатора и резистора, точка соединения первых выводов которых подключена к базе транзистора блока 17, а второй вывод резистора и эмиттер транзистора блока 17 соединены с общей "землей" схемы устройства. При этом второй вывод конденсатора подключен к источнику напряжения питания, а коллектор транзистора, являющийся выходом блока 17, соединен с выходом дифференциатора 14, R-входом триггера 15 и S-входом триггера 16. Блок 17 предназначен для установки схемы устройства в исходное состояние в момент подачи на него напряжения питания.The initialization block 17 of the device circuit is, for example, based on an npn type transistor and an RC circuit (see Fig. 1), consisting of a capacitor and a resistor connected in series, the connection point of the first terminals of which is connected to the base of the transistor of block 17, and the second output of the resistor and the emitter of the transistor of block 17 are connected to a common ground of the device circuit. In this case, the second output of the capacitor is connected to the power supply source, and the collector of the transistor, which is the output of block 17, is connected to the output of the differentiator 14, the R-input of the trigger 15 and the S-input of the trigger 16. Block 17 is used to set the device circuit to its original state at the time supply voltage to it.

Каждый блок индикации 20, 21 выполнен, например, на основе (см. фиг.1) последовательно соединенных резистора, подключенного первым выводом к выходу соответствующего триггера 15, 16, и светодиода, катод которого подключен к общей "земле" схемы устройства. Блоки 20, 21 индикации предназначены для визуального контроля подачи на нагрузки сигналов управления с выходов первого и второго триггеров 15 и 16 соответственно и контроля исправного состояния устройства.Each display unit 20, 21 is made, for example, on the basis of (see Fig. 1) a series-connected resistor connected by the first output to the output of the corresponding trigger 15, 16, and an LED, the cathode of which is connected to the common ground of the device circuit. The display units 20, 21 are intended for visual monitoring of the supply of control signals to the loads from the outputs of the first and second triggers 15 and 16, respectively, and for monitoring the operational state of the device.

Выходы триггеров 15, 16 и повторителей 18, 19 выполнены с уровнями нагрузочной способности, обеспечивающими коммутацию управляющих обмоток электромагнитных пускателей и слаботочных электромагнитных реле. Кроме того, их нагрузкой могут быть входы логических элементов цифровых микросхем.The outputs of the triggers 15, 16 and repeaters 18, 19 are made with levels of load capacity, providing switching control windings of electromagnetic starters and low-current electromagnetic relays. In addition, the inputs of the logic elements of digital microcircuits can be their load.

Повторители 18, 19 предназначены для согласования выходных сопротивлений пороговых элементов 11, 12 и сопротивлений нагрузок, подключаемых к их выходам через выходные клеммы 24 и 25.Repeaters 18, 19 are designed to match the output resistances of the threshold elements 11, 12 and the load resistances connected to their outputs through the output terminals 24 and 25.

Конструктивно устройство выполнено в виде двух функциональных узлов 26 и 27 (см. фиг.1). Первый узел 26 включает в себя мультивибратор 3, конденсатор 5, регулятор 7 чувствительности, детектор 9, пороговый элемент 11, повторитель 18, соединенные последовательно, а также датчик 1 уровня жидкости и дифференциатор 13 с соответствующими своими электрические связями. Второй узел 27 включает в себя всю остальную часть схемы устройства, не вошедшую в состав функционального узла 26. При этом выход первого дифференциатора 13 и точка соединения S-входа первого триггера 15, R-входа второго триггера 16 являются соответственно выводами 28 и 29 программирования функциональных возможностей устройства. Когда вывод 28, входящий в состав узла 26 и вывод 29, входящий в состав узла 27, замкнуты, устройство трансформируется в систему контроля и регулирования уровня жидкости. При этом для работы устройства используются его первый и второй выходы, которыми являются соответственно первая и вторая выходные клеммы 22 и 23, принадлежащие функциональному узлу 27. В случае разомкнутых выводов 28, 29 устройство трансформируется в комплект сигнализаторов контроля уровня жидкости, состоящий из двух сигнализаторов, один из которых является сигнализатором верхнего уровня жидкости в виде функционального узла 26 устройства, второй - сигнализатором нижнего уровня жидкости в виде функционального узла 27 устройства. В этом случае используется третий и четвертый выходы устройства, которыми являются выходные клеммы 24 и 25 соответственно, принадлежащие первому и второму узлам 26 и 27 устройства соответственно. Причем программирование функциональных возможностей устройства осуществляется простым способом без изменения его конструкции путем замыкания или размыкания выводов 28 и 29 при электромонтаже на объекте эксплуатации.Structurally, the device is made in the form of two functional units 26 and 27 (see figure 1). The first node 26 includes a multivibrator 3, a capacitor 5, a sensitivity controller 7, a detector 9, a threshold element 11, a repeater 18 connected in series, as well as a liquid level sensor 1 and a differentiator 13 with their respective electrical connections. The second node 27 includes the rest of the device circuit, which was not included in the functional node 26. In this case, the output of the first differentiator 13 and the connection point of the S-input of the first trigger 15, the R-input of the second trigger 16 are respectively the functional programming pins 28 and 29 device capabilities. When the terminal 28, which is part of the node 26 and the terminal 29, which is part of the node 27, are closed, the device is transformed into a system for monitoring and regulating the liquid level. At the same time, the device uses its first and second outputs, which are, respectively, the first and second output terminals 22 and 23, which belong to the functional unit 27. In the case of open leads 28, 29, the device is transformed into a set of liquid level signaling devices, consisting of two signaling devices, one of which is an upper liquid level signaling device in the form of a functional unit 26 of the device, the second is a lower liquid level signaling device in the form of a functional unit 27 of the device. In this case, the third and fourth outputs of the device are used, which are the output terminals 24 and 25, respectively, belonging to the first and second nodes 26 and 27 of the device, respectively. Moreover, the programming of the functional capabilities of the device is carried out in a simple way without changing its design by closing or opening the terminals 28 and 29 during wiring at the facility.

Для лучшего представления конструкции устройства и особенностей его конструктивного исполнения и применения на объекте эксплуатации, обеспечивающие расширенные функциональные возможности устройства, ниже приводятся некоторые пояснения.To better represent the design of the device and the features of its design and application at the facility, providing enhanced functionality of the device, some explanations are given below.

Выше было отмечено, что конструктивно предлагаемое устройство выполнено в виде двух функциональных узлов 26 и 27. При этом каждый из них выполнен, например, в цилиндрическом корпусе. На одном торце корпуса, являющемся рабочим торцом соответствующего функционального узла, установлены сигнальный и общий электроды кондуктивного датчика уровня жидкости 1 или 2. На другом торце корпуса заделан первый конец соединительного кабеля определенной длины, на другом конце которого произведен монтаж кабельного соединителя, например, со штыревыми контактами. Монтаж соединителей устройства, состоящего их двух функциональных узлов 26, 27, производится с помощью двух ответных соединителей (на фиг.2, фиг.3, фиг.4 не показаны) с контактами типа "гнездо", установленных на объекте эксплуатации. С помощью этих соединителей производится сочленение функциональных узлов 26, 27 устройства. На их задних сторонах производится монтаж электрических цепей напряжения питания, монтаж проводов для подключения к выходам устройства нагрузок и выводов 28, 29 программирования функциональных возможностей устройства. На фиг.1 выводы программирования 28, 29 показаны в разомкнутом виде.It was noted above that the structurally proposed device is made in the form of two functional units 26 and 27. Moreover, each of them is made, for example, in a cylindrical body. At one end of the case, which is the working end of the corresponding functional unit, the signal and common electrodes of the conductive liquid level sensor 1 or 2 are installed. At the other end of the case, the first end of the connecting cable of a certain length is plugged in, at the other end of which the cable connector is mounted, for example, with pin contacts. The installation of the connectors of the device, consisting of two functional units 26, 27, is carried out using two mating connectors (not shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4) with “socket” contacts installed at the facility. Using these connectors, the functional units 26, 27 of the device are articulated. On their rear sides, electrical voltage supply circuits are mounted, wires are mounted for loads to be connected to the device outputs and 28, 29 device functionality programming options are connected. In Fig.1, the programming findings 28, 29 are shown in open form.

В случае соединения выводов 28, 29, например методом пайки на ответных частях соединителей устройства, оно функционирует как система контроля и регулирования уровня жидкости в двух различных режимах: в режиме контроля уровня, наполнения и опорожнения жидкости или в режиме контроля уровня жидкости и поддержания его на фиксированной высоте. При этом используется первый и второй выходы устройства, а третий и четвертый его выходы не задействуются и используются как контрольные выводы для тестирования работы кондуктивных датчиков 1, 2 уровня жидкости, функциональных узлов 26 и 27 или для размножения сигналов с выходов повторителей 18, 19 для нужд других потребителей этих сигналов на объекте эксплуатации.In the case of connecting the pins 28, 29, for example, by soldering on the mates of the connectors of the device, it functions as a system for monitoring and regulating the liquid level in two different modes: in the mode of level control, filling and emptying of the liquid, or in the mode of monitoring the liquid level and maintaining it at fixed height. In this case, the first and second outputs of the device are used, and its third and fourth outputs are not used and are used as test leads for testing the operation of conductive sensors 1, 2 of the liquid level, functional units 26 and 27, or for propagating signals from the outputs of repeaters 18, 19 for needs other consumers of these signals at the facility.

Когда необходимо управлять промышленными насосными установками через электромагнитный пускатель с двумя обмотками управления на его выключение или включение, задействуются соответственно первый и второй выходы устройства. В случае управления насосной установкой с помощью электромагнитного реле с одной обмоткой управления, используется для ее управления только второй выход устройства, который включает или выключает электромагнитное реле.When it is necessary to control industrial pumping units through an electromagnetic starter with two control windings to turn it off or on, the first and second outputs of the device are activated respectively. In the case of controlling the pump installation using an electromagnetic relay with one control winding, only the second output of the device is used to control it, which turns the electromagnetic relay on or off.

При разомкнутых выводах 28, 29 устройство трансформируется в комплект самостоятельных функциональных узлов 26, 27 с функциональными возможностями сигнализаторов соответственно верхнего и нижнего уровней жидкости. При необходимости для контроля уровня жидких сред могут использоваться одновременно оба сигнализатора верхнего и нижнего уровней или один из них. При этом могут использоваться только третий и (или) четвертый выходы устройства, а первый и второй выходы устройства не задействуются.With open conclusions 28, 29, the device is transformed into a set of independent functional units 26, 27 with the functionality of the signaling devices of the upper and lower liquid levels, respectively. If necessary, both the upper and lower level switches or one of them can be used simultaneously to control the level of liquid media. In this case, only the third and (or) fourth outputs of the device can be used, and the first and second outputs of the device are not involved.

Рассмотрим работу устройства в трех различных режимах: в режиме заполнения и опорожнения резервуара, в режиме поддержания уровня жидкости на его фиксированной высоте и в режиме сигнализаторов уровня жидкости.Consider the operation of the device in three different modes: in the mode of filling and emptying the tank, in the mode of maintaining the liquid level at its fixed height and in the mode of liquid level signaling devices.

Работа устройства в режиме заполнения и опорожнения резервуара.The operation of the device in the mode of filling and emptying the tank.

В этом режиме используется вертикальный или горизонтальный способы монтажа устройства в открытых и закрытых резервуарах (см. фиг.2) со стенками, выполненными из проводящего или из диэлектрического материала. При этом узлы 26 и 27 устанавливаются на объекте эксплуатации в вертикальном положении. Причем узел 26 устанавливается вверху, а узел 27 - внизу резервуара 30. Выводы 28, 29 при этом замкнуты между собой.In this mode, vertical or horizontal methods of mounting the device in open and closed tanks (see figure 2) with walls made of conductive or dielectric material are used. In this case, the nodes 26 and 27 are installed at the facility in an upright position. Moreover, the node 26 is installed at the top, and the node 27 is at the bottom of the reservoir 30. The findings 28, 29 are closed to each other.

При подаче в момент времени t0 на устройство напряжения питания в блоке 17 происходит заряд конденсатора через переход эмиттер-база транзистора n-p-n типа (см. фиг 1). При этом транзистор блока 17 открывается, и через его переход коллектор-эмиттер подается на R-вход триггера 15 и на S-вход триггера 16 импульс напряжения U1 с уровнем логического "0" (см. фиг.5). В результате на выходах триггеров 15 и 16 и соответственно на первой и второй выходных клеммах 22 и 23 устанавливаются напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно. После окончания заряда конденсатора блока 17 его транзистор закрывается и в дальнейшем на работу схемы устройства влияния не оказывает. После чего на коллекторе транзистора блока 17, на R-входе триггера 15, S-входе триггера 16 и на выходе дифференциатора 14 через его резистор устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1". Одновременно через резистор дифференциатора 13 на S-входе и R-входе соответственно триггеров 15, 16 устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1". Вместе с тем мультивибраторы 3, 4 переходят в режим генерации электрических колебаний, так как в исходном состоянии в резервуаре 30 контролируемая жидкость 31 отсутствует, и электроды датчиков 1, 2 находятся в осушенном состоянии. Выходные импульсные напряжения мультивибраторов 3 и 4 подаются через конденсаторы 5 и 6, регуляторы 7 и 8 на входы детекторов 9 и 10 соответственно. Амплитудные значения импульсных напряжений с выходов мультивибраторов 3 и 4 преобразуются детекторами 9 и 10 в постоянные напряжения с уровнями логической "1" и с их выходов подаются на входы соответственно пороговых элементов 11 и 12. Под действием этих напряжений последние переключаются в такие устойчивые состояния, при которых на их прямом и инверсном выходах устанавливаются напряжения U2 и U3 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0". Наряду с этим после подачи на устройство напряжения питания светодиод блока 20 индикации не светится, а светодиод блока 21 индикации засвечивается. При этом с выхода триггера 16 через выходную клемму 23 подается напряжение U8 с уровнем логической "1" на управляющую обмотку включения (на фиг.1 она не показана) электромагнитного пускателя насосной установки. После чего начинается заполнение резервуара 30 жидкостью 31, и контролируемый уровень жидкости поднимается в резервуаре вверх.When a voltage is applied to the device at a time t 0 at the device, in block 17, the capacitor charges through the emitter-base junction of the npn type transistor (see FIG. 1). In this case, the transistor of block 17 opens, and through its junction, the collector-emitter is supplied to the R-input of trigger 15 and to the S-input of trigger 16, a voltage pulse U1 with a logic level of "0" (see Fig. 5). As a result, at the outputs of the triggers 15 and 16 and, respectively, at the first and second output terminals 22 and 23, voltages U7 and U8 are set with levels of logical “0” and logical “1”, respectively. After the end of the charge of the capacitor of block 17, its transistor closes and subsequently does not affect the operation of the device circuit. Then, on the collector of the transistor of block 17, at the R-input of trigger 15, S-input of trigger 16 and at the output of differentiator 14, through its resistor, voltage U1 is set with a logic level of "1". At the same time, through the resistor of the differentiator 13 at the S-input and R-input, respectively, of the triggers 15, 16, the voltage U4 is set with a logic level of "1". At the same time, multivibrators 3, 4 go into the mode of generating electric oscillations, since in the initial state in the tank 30 there is no controlled liquid 31, and the electrodes of the sensors 1, 2 are in a dried state. The output pulse voltages of multivibrators 3 and 4 are supplied through capacitors 5 and 6, regulators 7 and 8 to the inputs of the detectors 9 and 10, respectively. The amplitude values of pulsed voltages from the outputs of multivibrators 3 and 4 are converted by detectors 9 and 10 into constant voltages with logic levels "1" and from their outputs are fed to the inputs of threshold elements 11 and 12, respectively. Under the action of these voltages, the latter switch to such stable states, when which on their direct and inverse outputs are set voltage U2 and U3, respectively, with levels of logical "1" and logical "0". In addition, after the supply voltage to the device, the LED of the display unit 20 does not light up, and the LED of the display unit 21 lights up. At the same time, from the output of the trigger 16 through the output terminal 23, a voltage U8 with a logic level of "1" is supplied to the control switching winding (not shown in Fig. 1) of the electromagnetic starter of the pump unit. Then the filling of the tank 30 with the liquid 31 begins, and the controlled liquid level rises in the tank up.

В момент времени t1 происходит смывание жидкостью 31 электродов датчика 2. В результате через электроды датчика 2 и контролируемую жидкость 31 вход детектора 10 замыкается на общую "землю" схемы устройства. После чего на выходе детектора 10 устанавливается напряжение с уровнем логического "0", под действием которого пороговый элемент 12 переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, входе и выходе повторителя 19 устанавливаются напряжения соответственно U3 и U6 с уровнем логической "1". Но в момент положительного перепада напряжения U3, подаваемого на вход дифференциатора 14, на выходе последнего формирования импульса напряжения U1 с уровнем логического "0" не происходит, так как дифференциатор 14 формирует этот импульс только в момент появления на его входе отрицательного перепада напряжения U3 с выхода порогового элемента 12. Поэтому переключения триггеров 15, 16 в момент времени t1 не происходит, и продолжается процесс наполнения резервуара жидкостью.At time t 1 , the electrodes of sensor 2 are washed off by liquid 31 of the electrodes. As a result, through the electrodes of sensor 2 and controlled liquid 31, the input of detector 10 is closed to a common ground of the device circuit. Then, at the output of the detector 10, a voltage with a logic level of "0" is established, under the action of which the threshold element 12 switches to such a stable state, at which voltage U3 and U6 with a logic level of 1 are set at its output, input and output of the repeater 19 . But at the moment of a positive voltage drop U3 supplied to the input of the differentiator 14, the output of the last pulse formation of voltage U1 with a logic level of "0" does not occur, since the differentiator 14 generates this pulse only at the moment of the appearance of a negative voltage drop U3 at its input from the output threshold element 12. Therefore, the switching of the triggers 15, 16 at time t 1 does not occur, and the process of filling the reservoir with liquid continues.

В момент времени t2 электроды датчика 1 омываются жидкостью 31. В результате через его электроды и контролируемую жидкость вход детектора 9 замыкается на общую "землю" схемы устройства. После чего на выходе детектора 9 устанавливается напряжение с уровнем логического "0", под действием которого пороговый элемент 11 переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, входе и выходе повторителя 18 устанавливаются напряжения соответственно U2 и U5 с уровнями логического "0". При этом в момент отрицательного перепада напряжения U2 на выходе порогового элемента 11 (см. фиг.5), подаваемого на вход дифференциатора 13, на выходе последнего происходит формирование импульса напряжения U4 с уровнем логического "0". В результате по S-входу и по R-входу происходит переключение триггеров 15 и 16 соответственно. После чего на их выходах устанавливаются напряжения U7 и U8 с уровнями логической "1" и логического "0" соответственно. При этом светодиод индикатора 21 гаснет, а светодиод индикатора 20 засвечивается. В этот момент с выхода триггера 15 через выходную клемму 22 подается напряжение U7 с уровнем логической "1" на управляющую обмотку (на фиг.1 она не показана) выключения электромагнитного пускателя насосной установки. В результате насосная установка отключается, и наполнение резервуара 30 в момент времени t2 прекращается. После чего схема устройства и положение уровня контролируемой жидкости 31 могут находиться в таком состоянии до тех пор, пока не начнется ее расход.At time t 2, the electrodes of the sensor 1 are washed by a liquid 31. As a result, through its electrodes and a controlled liquid, the input of the detector 9 is closed to a common ground of the device circuit. Then, at the output of the detector 9, a voltage is set with a logic level of "0", under the action of which the threshold element 11 switches to such a stable state, at which voltages U2 and U5 with levels of logical "0" are set at its output, input and output of the repeater 18 . At the same time, at the time of the negative voltage drop U2 at the output of the threshold element 11 (see Fig. 5) supplied to the input of the differentiator 13, the output of the latter generates a voltage pulse U4 with a logic level of "0". As a result, triggers 15 and 16 are switched over at the S-input and at the R-input, respectively. After that, their outputs are set voltage U7 and U8 with levels of logical "1" and logical "0", respectively. In this case, the LED indicator 21 goes out, and the LED indicator 20 lights up. At this moment, from the output of the trigger 15 through the output terminal 22, a voltage U7 with a logic level of “1” is supplied to the control winding (it is not shown in FIG. 1) of turning off the electromagnetic starter of the pump unit. As a result, the pumping unit is turned off, and the filling of the tank 30 at time t 2 is stopped. After that, the circuit of the device and the position of the level of the controlled fluid 31 can be in this state until then, until it begins to flow.

После момента времени t2, например, начинается расход контролируемой жидкости 31. Через некоторый промежуток времени в момент t3 происходит осушение сигнального электрода датчика 1. При этом происходит отключение входа детектора 9 от общей "земли" устройства, и с выхода мультивибратора 3 подается на вход порогового элемента 11 импульсное напряжение, под действием которого на выходе детектора 9 и входе порогового элемента 11 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". Пороговый элемент 11 переключается в исходное состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логической "1". Но под действием положительного перепада напряжения U2, подаваемого с выхода порогового элемента 11 на вход дифференциатора 13, формирования на его выходе импульса напряжения U4 с уровнем логического "0" не происходит, так как дифференциатор 13 формирует этот импульс только по отрицательному перепаду входного напряжения U2. Поэтому переключения триггеров 15, 16 также не происходит, и процесс расхода жидкости 31 продолжается.After time t 2 , for example, the flow of the monitored liquid 31 begins. After a certain period of time at time t 3 , the signal electrode of sensor 1 is drained. At the same time, the input of detector 9 is disconnected from the common ground of the device, and from the output of the multivibrator 3 is fed to the input of the threshold element 11 is a pulse voltage, under the action of which a voltage with a logic level of "1" is set at the output of the detector 9 and the input of the threshold element 11. The threshold element 11 switches to its initial state, at which voltage U2 with a logic level of "1" is set at its output. But under the influence of the positive voltage drop U2 supplied from the output of the threshold element 11 to the input of the differentiator 13, the formation of a voltage pulse U4 at its output with a logic level of "0" does not occur, since the differentiator 13 generates this pulse only by the negative voltage drop of the input voltage U2. Therefore, switching triggers 15, 16 also does not occur, and the process of flowing fluid 31 continues.

Через некоторый промежуток времени в момент t4 происходит осушение сигнального электрода датчика 2. В результате происходит отключение входа детектора 10 от общей "земли" схемы устройства, и на вход детектора подается с выхода мультивибратора 4 импульсное напряжение, под действием которого на выходе детектора 10 и на входе порогового элемента 12 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". Пороговый элемент 12 переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0". В момент отрицательного напряжения U3 на выходе дифференциатора 14 формируется импульс напряжения U1 с уровнем логического "0", под действием которого триггеры 15, 16 переключаются в исходное состояние, при котором на их выходах устанавливаются напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно. При этом светодиод индикатора 20 гаснет, а светодиод индикатора 21 засвечивается. В этот момент с триггера 16 чрез выходную клемму 23 подается напряжение U8 с уровнем логической "1" на управляющую обмотку (на фиг.1 она не показана) включения электромагнитного пускателя насосной установки. На этом первый цикл контроля и регулирования уровня жидкости заканчивается, и начинается второй цикл работы устройства с момента времени t4 по алгоритму, описанному выше в первом цикле работы устройства. Второй цикл работы устройства показан на фиг.5, начиная с момента t4 и до момента времени t8.After a certain period of time at the moment t 4 , the signal electrode of the sensor 2 is drained. As a result, the input of the detector 10 is disconnected from the common "ground" of the device circuit, and a pulse voltage is applied to the input of the multivibrator 4, under which the output of the detector 10 and at the input of the threshold element 12, a voltage is set with a logic level of "1". The threshold element 12 switches to another stable state, at which voltage U3 with a logic level of “0” is set at its output. At the moment of negative voltage U3, a voltage pulse U1 with a logic level of "0" is formed at the output of the differentiator 14, under the influence of which triggers 15, 16 are switched to the initial state, at which voltages U7 and U8 with levels of logical "0" and logical are set at their outputs "1" respectively. At the same time, the LED of indicator 20 turns off, and the LED of indicator 21 lights up. At this moment, a voltage U8 with a logic level of “1” is supplied from the trigger 16 through the output terminal 23 to the control winding (not shown in FIG. 1) of switching on the electromagnetic starter of the pump unit. The first cycle of control and regulation of the liquid level ends, and the second cycle of the device starts from time t 4 according to the algorithm described above in the first cycle of the device. The second cycle of the device is shown in figure 5, starting from time t 4 and until time t 8 .

Работа устройства в режиме поддержания уровня жидкости на его фиксированной высоте.The operation of the device in the mode of maintaining the liquid level at its fixed height.

В этом режиме могут использоваться вертикальный или горизонтальный способы монтажа устройства в открытых и закрытых резервуарах (см. фиг.3, фиг.4), стенки, которых могут быть выполнены из токопроводящего или диэлектрического материала. При этом выводы 28, 29 находятся в замкнутом состоянии.In this mode, vertical or horizontal methods of mounting the device in open and closed tanks (see FIG. 3, FIG. 4), walls of which can be made of conductive or dielectric material, can be used. In this case, the conclusions 28, 29 are in a closed state.

Устройство может применяться в этом режиме в условиях неограниченного пространства монтажной зоны (см. фиг.3), когда объектом эксплуатации устройства являются резервуары больших габаритов и монтаж узлов 26 и 27 устройства осуществляется на противоположных стенках резервуара при горизонтальном способе монтажа устройства или вблизи противоположных стенок резервуара при вертикальном способе его монтажа.The device can be used in this mode in conditions of unlimited installation space (see Fig. 3), when the object of operation of the device is large tanks and the installation of nodes 26 and 27 of the device is carried out on opposite walls of the tank with a horizontal method of mounting the device or near opposite walls of the tank with a vertical installation method.

При применении устройства в этом режиме при ограниченном пространстве монтажной зоны (см. фиг.4), когда объектом эксплуатации могут быть резервуары как больших, так и малых габаритов, монтаж узлов 26 и 27 производится на одной стенке резервуара вплотную друг к другу горизонтальным или вертикальным способами их монтажа.When using the device in this mode with limited space of the installation zone (see figure 4), when the object of operation can be tanks of both large and small dimensions, the installation of nodes 26 and 27 is carried out on the same wall of the tank horizontal or vertical close to each other ways of their installation.

Работа устройства в этом режиме идентична работе его в режиме заполнения и опорожнения резервуара и описывается диаграммами, приведенными на фиг.5. Отличие этого режима от описанного выше состоит в том, что в этом случае используется более узкий диапазон регулирования уровня контролируемой жидкости, который обеспечивается величиной смещения в вертикальной плоскости осей симметрии сигнальных электродов датчиков 1 и 2 соответственно узлов 26 и 27 при горизонтальном способе их монтажа или концов сигнальных электродов датчиков 1 и 2 узлов 26 и 27 при вертикальном способе их монтажа (см. фиг.3, фиг.4).The operation of the device in this mode is identical to its operation in the mode of filling and emptying the tank and is described by the diagrams shown in Fig.5. The difference between this mode and the one described above is that in this case a narrower range of control of the level of the controlled liquid is used, which is ensured by the displacement in the vertical plane of the axis of symmetry of the signal electrodes of the sensors 1 and 2, respectively, of the nodes 26 and 27 with the horizontal method of installation or ends the signal electrodes of the sensors 1 and 2 of the nodes 26 and 27 with a vertical method of their installation (see figure 3, figure 4).

Причем величина такого смещения во много раз меньше фиксированной высоты уровня контролируемой жидкости, принимаемой за номинальное ее значение, т.е. номинальное значение высоты контролируемого уровня жидкости, на которой осуществляется поддержание ее с заданной точностью. В свою очередь величиной указанного смещения определяется точность поддержания уровня контролируемой жидкости. Чем меньше это смещение, тем с большей точностью осуществляется поддержание уровня жидкости на его фиксированной высоте.Moreover, the magnitude of such a shift is many times smaller than a fixed height of the level of the controlled fluid, taken as its nominal value, i.e. the nominal value of the height of the controlled liquid level at which it is maintained with a given accuracy. In turn, the magnitude of the indicated displacement determines the accuracy of maintaining the level of the controlled fluid. The smaller this displacement, the more accurately the liquid level is maintained at its fixed height.

Если величину указанного смещения принять равной ΔL, то точность регулирования уровня жидкости на его фиксированной высоте составит ±ΔL/2 при задании номинального значения уровня жидкости на его фиксированной высоте L в середине смещения ΔL. Так, например, при номинальном заданном значении высоты уровня контролируемой жидкости L=2 м и при смещении ΔL=5 см точность регулирования (поддержания) уровня жидкости на этой высоте составляет 2,5%. Выбирая в этом режиме величину указанного смещения, можно устанавливать требуемое значение точности регулирования уровня жидкости на выбранной фиксированной его высоте регулирования.If the value of the specified displacement is taken equal to ΔL, then the accuracy of the regulation of the liquid level at its fixed height will be ± ΔL / 2 when setting the nominal value of the liquid level at its fixed height L in the middle of the displacement ΔL. So, for example, with a nominal set value of the level of the controlled fluid L = 2 m and with a displacement ΔL = 5 cm, the accuracy of regulation (maintenance) of the fluid level at this height is 2.5%. By choosing in this mode the magnitude of the indicated displacement, it is possible to set the required value of the accuracy of regulation of the liquid level at the selected fixed height of regulation.

Работа устройства в режиме сигнализаторов уровня жидкости.The device is in liquid level alarm mode.

В этом режиме выводы 28, 29 находятся в разомкнутом состоянии. Узлы 26 и 27 устройства функционируют как сигнализаторы верхнего и нижнего уровней жидкости соответственно. В этом случае они допускают вертикальный и горизонтальный способы монтажа на объекте эксплуатации. При этом используются третий и четвертый выходы устройства. Причем первый и второй выходы устройства в этом случае не задействуются.In this mode, terminals 28, 29 are in the open state. The nodes 26 and 27 of the device function as indicators of the upper and lower liquid levels, respectively. In this case, they allow vertical and horizontal installation methods at the facility. In this case, the third and fourth outputs of the device are used. Moreover, the first and second outputs of the device in this case are not involved.

Работа узла 26 устройства с функциональными возможностями сигнализатора уровня верхнего уровня жидкости описывается диаграммами U2 и U5, приведенными на фиг.5. Работа узла 27 устройства с функциональными возможностями сигнализатора уровня нижнего уровня жидкости описывается диаграммами U3 и U6, приведенными на фиг.5.The operation of the device assembly 26 with the functionality of a liquid level upper level switch is described by diagrams U2 and U5 shown in FIG. The operation of the device unit 27 with the functionality of the lower level liquid level switch is described by diagrams U3 and U6 shown in FIG.

Во всех описанных выше режимах работы устройства в случае неограниченного пространства монтажной зоны устройство обеспечивает также комбинированный способ монтажа на объекте эксплуатации, когда монтаж узла 26 (27) производится вертикальным способом, а монтаж узла 27 (26) - горизонтальным способом.In all the modes of operation of the device described above, in the case of unlimited installation space, the device also provides a combined method of installation at the facility, when the assembly of the assembly 26 (27) is carried out in a vertical way, and the assembly of the assembly 27 (26) is done in a horizontal way.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с аналогами имеет ряд преимуществ: выполнение системы контроля и регулирования уровня жидкости в виде двух компактных сигнализаторов верхнего и нижнего уровней жидкости, горизонтальный и комбинированный способы монтажа, возможность контроля и поддержания уровня жидкости на заданной фиксированной его высоте и с заданной точностью регулирования, простой способ программирования его функциональных возможностей, расширенная номенклатура управляемых нагрузок, возможность применения на объектах эксплуатации с ограниченным пространством монтажной зоны.Thus, the proposed device in comparison with analogues has several advantages: the implementation of a system for monitoring and regulating the liquid level in the form of two compact signaling devices of the upper and lower liquid levels, horizontal and combined mounting methods, the ability to control and maintain the liquid level at a given fixed height and with predetermined control accuracy, a simple way of programming its functionality, an expanded range of controlled loads, the possibility of using and objects of operation with limited installation space.

Кроме того, выполнение схемы устройства с применением полупроводниковых и (или) гибридных технологий изготовления микросхем позволяет существенно уменьшить его габаритные размеры, материалоемкость и улучшить эксплуатационные характеристики.In addition, the implementation of the device circuit using semiconductor and (or) hybrid technologies for the manufacture of microcircuits can significantly reduce its overall dimensions, material consumption and improve operational characteristics.

Такой набор функциональных возможностей обеспечивает в сравнении с аналогами гибкость применения предлагаемого устройства на объектах эксплуатации с минимальными стоимостными показателями.Such a set of functional capabilities provides, in comparison with analogues, the flexibility of using the proposed device at operational sites with minimal cost indicators.

Claims (1)

Устройство контроля и регулирования уровня жидкости, содержащее первый мультивибратор, первый датчик уровня жидкости, первый и второй триггеры, первый детектор, первый и второй пороговые элементы, первый и второй повторители, первый и второй регуляторы чувствительности, первый и второй конденсаторы, отличающееся тем, что в него введены второй датчик уровня жидкости, второй детектор, первый и второй дифференциаторы, входы которых соединены с прямым и инверсным выходами соответствующих пороговых элементов, входы которых подключены к выходам соответствующих детекторов и со входами соответствующих повторителей, блок установки в исходное состояние, выход которого соединен с выходом второго дифференциатора, R-входом первого триггера, выход которого является первым выходом устройства, S-входом второго триггера, R-вход которого соединен с S-входом первого триггера, а его выход является вторым выходом устройства, первый и второй блоки индикации, входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров, второй мультивибратор, при этом первый и второй датчики уровня жидкости выполнены кондуктивными, каждый из которых содержит два токопроводящих электрода, один из которых является сигнальным электродом, другой - общим электродом, выполненным длиннее сигнального электрода и подключенным к общей "земле" устройства, а выходы первого и второго мультивибраторов соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов, вторые выводы которых подключены к первым выводам соответствующих регуляторов чувствительности, вторые выводы которых соединены со входами соответствующих детекторов, к входам которых подключены сигнальные электроды соответствующих датчиков уровня жидкости, причем выходы первого и второго повторителей являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства, которое конструктивно выполнено в виде двух функциональных узлов, первый из которых включает в себя соединенные последовательно первые мультивибратор, конденсатор, регулятор чувствительности, детектор, пороговый элемент, повторитель, а также первые датчик уровня жидкости и дифференциатор с соответствующими их связями, второй узел - остальную часть схемы устройства, а выход первого дифференциатора и точка соединения S-входа и R-входа соответственно первого и второго триггеров являются выводами программирования функциональных возможностей устройства, при замыкании которых устройство трансформируется в систему контроля и регулирования уровня жидкости с использованием его первого и второго выходов, а при размыкании - в комплект сигнализаторов контроля верхнего и нижнего уровней жидкости, которыми являются соответственно первый и второй функциональные узлы устройства, с использованием третьего и четвертого выходов устройства. A device for monitoring and regulating the liquid level containing the first multivibrator, the first liquid level sensor, the first and second triggers, the first detector, the first and second threshold elements, the first and second repeaters, the first and second sensitivity controllers, the first and second capacitors, characterized in that a second liquid level sensor, a second detector, first and second differentiators are introduced into it, the inputs of which are connected to the direct and inverse outputs of the corresponding threshold elements, the inputs of which are connected to the output I will give the corresponding detectors and with the inputs of the corresponding repeaters, the initialization unit, the output of which is connected to the output of the second differentiator, the R-input of the first trigger, the output of which is the first output of the device, the S-input of the second trigger, the R-input of which is connected to S- the input of the first trigger, and its output is the second output of the device, the first and second display units, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding triggers, the second multivibrator, while the first and second liquid level sensors made of conductive, each of which contains two conductive electrodes, one of which is a signal electrode, the other is a common electrode made longer than the signal electrode and connected to the common ground of the device, and the outputs of the first and second multivibrators are connected to the first terminals of the corresponding capacitors, the second the conclusions of which are connected to the first conclusions of the corresponding sensitivity controllers, the second conclusions of which are connected to the inputs of the respective detectors, to the inputs of which I connect the signal electrodes of the respective liquid level sensors are described, the outputs of the first and second repeaters being the third and fourth outputs of the device, which are structurally made in the form of two functional units, the first of which includes the first multivibrator, capacitor, sensitivity controller, detector, threshold connected in series element, repeater, as well as the first liquid level sensor and differentiator with their corresponding connections, the second node - the rest of the circuit devices, and the output of the first differentiator and the connection point of the S-input and R-input, respectively, of the first and second triggers are the conclusions of the programming of the device’s functionality, when closed, the device is transformed into a system for controlling and regulating the liquid level using its first and second outputs, and when opening - into the set of signaling devices for monitoring the upper and lower liquid levels, which are the first and second functional units of the device, respectively, using three rd and fourth output device.
RU2008137848/28A 2008-09-22 2008-09-22 Device for control and regulation of liquid level RU2379634C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137848/28A RU2379634C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Device for control and regulation of liquid level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137848/28A RU2379634C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Device for control and regulation of liquid level

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2379634C1 true RU2379634C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=42120906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008137848/28A RU2379634C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Device for control and regulation of liquid level

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379634C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490604C1 (en) * 2012-02-14 2013-08-20 Сергей Владимирович Карпенко Liquid level monitoring and control device
RU2490603C1 (en) * 2012-02-14 2013-08-20 Сергей Владимирович Карпенко Multipurpose monitoring and control device of liquid level
RU2498013C1 (en) * 2012-06-19 2013-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for automatic control of process of soil cleaning from oil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЛАШНИК В. Автоматическая водокачка. Радио. - 1991, № 6, стр.32, 33. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490604C1 (en) * 2012-02-14 2013-08-20 Сергей Владимирович Карпенко Liquid level monitoring and control device
RU2490603C1 (en) * 2012-02-14 2013-08-20 Сергей Владимирович Карпенко Multipurpose monitoring and control device of liquid level
RU2498013C1 (en) * 2012-06-19 2013-11-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for automatic control of process of soil cleaning from oil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2379634C1 (en) Device for control and regulation of liquid level
KR101892084B1 (en) Intelligent pump control device
US3889247A (en) Device for detecting the presence of liquids
CN104135407B (en) Electrical equipment operational monitoring method, server and system
EP3594635B1 (en) Electromagnetic flowmeter and control method of electromagnetic flowmeter
CN103797359A (en) Apparatus for measuring the electrical conductivity of a liquid medium
US20100082268A1 (en) Method and apparatus for monitoring a switching process and relay module
CN103477410A (en) Electromagnetic opening/closing device
CN103038412A (en) Domestic appliance having a container and a filling level measuring device, and corresponding filling level measuring method
Burali PLC based industrial crane automation & monitoring
CN111380590B (en) Cleaning equipment and detection circuit
RU2379635C1 (en) Device for control and regulation of liquid level
RU2381459C1 (en) Device for monitoring and controlling liquid level
Kulkarni et al. Intelligent water level monitoring system using IoT
Nayyef et al. Design and implementation of IoT based smart power monitoring and management system using WSNS
CN104024809A (en) Device For Determining And/Or Monitoring A Limit Value Of A Process Variable
US9935405B2 (en) Terminal block, connection apparatus formed therewith, and field device with such a connection apparatus
CN106441501B (en) A kind of water flooding detecting circuit
US3340892A (en) Electronic detection and control system
US11789422B2 (en) Automation field device
RU2490603C1 (en) Multipurpose monitoring and control device of liquid level
An et al. A water-level controller for greenhouse sump tank
RU136186U1 (en) SCROLL FINDER
CN109186713B (en) Capacitance sensor and liquid level height detection system
WO2018139091A1 (en) Electrostatic atomization device, information processing terminal, voltage adjustment method, and control program

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120923