SU1046614A1

SU1046614A1 - Hydrostatic level

Info

Publication number: SU1046614A1
Application number: SU823448144A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Бобровников; Сергей Валентинович Жуков
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-10-07

Description

NN

аbut

о: Изобретение относитс к области геодезических измерений, в частности к устройствам ,цл определени пр вышений с помощью сообщающихс сосу дов,, наполненных однородной жидкостью , и может быть использовано дл системетическйх измерений осадок промзлиленных и специальных сооружений . Известны гидростатические нивели ры,, содержащие два и болееизмерительных сосудов, соединенных трубопроводом и заполненных рабочей жидкостью , -снабженные электродами дл регистрации уровн жидкости в сосудах контактным способом, в частноети приборы, основанные -на опреде- лении момента замлкани контактов электрической цепи жидкостью TL , Известны гидродинамические никелиры , содержшдие со.общающиес сосуду с расположенными- в них элект родами дл регистрации уровн жид кости , устройство дл измерени уро Iк жидкости в сосудах и блок обработки информации 23 , З , I I . Наиболее близким по технической суганости и достигаег«эму результату к изобретению вл етс гидродинамический нивелир, содержащий сообщшощиес сосуды с токопровод щей жидкостью, подъемный механизм с измерителем высоты подъема, выход которого по ключен через усилитель к отсчетному устройству, пороговый эл мент и электроды, подключенные к бло ку питани через отключающий блок, выполненный в виде резистора и двух электронных ключей, один из которых подключен последовательно, а другой параллельно с электродом, причем выход порогового элемента подключен к цеп м управлени электронных ключей , а вход его подключен параллель электроду 4, Однако наличие механи ческих приводов, химическа активность электролита, коррози электро дов, изменение их контактного сопротивлени щ, не позвол ет достичь высокой надежности и точности измере ни превышений. Цель изобретени - повышение надежности и точности измерени превышений „ Поставленна цель достигаетс тем что гидростатический нивелир, содержащий сообщающиес сосуды с жидкостью и измерительную систему, снабже первым и вторым акустическими преобразовател ми и последовательно соединенными синхронизатором, триггером первым генератором зондируквдих импульсов , первым усилителем, измерителем времени, блоком опроса, арифметическим блоком и индикатором, а также последовательно соединенными вторым генератором зондирующих им- пульсов, и BTopbJM .усилителем, выход которого подключен ко второму входу измерител времени, а также формирователем , включен НЕЛМ между вторым выходом триггера, соединенным со вторым входом блока опроса, и вторым входом арифметического блока, причем выход первого генератора подключен к первому, акустическому преобразователю , размещенному в верхней части первого сообщающегос сосуда, а выход второго генератора электрически подключен ко второму акустическому преобразователю, установленному аналогично первому во втором сообщающемс сосуде, при этом вход второго генератора соединен со вторым выходом триггера. Повышение точности и надежности .при этом достигаетс за счет бесконтактного измерени уровн жидкости , исключени вли ни хикмческой активности электролита на электрода , благодар отсутствию механических узлов. Если уровни жидкости в сосудах 1 и 2 различны, то различны и рассто ни от акустических преобразователей 3 и 4 до поверхностей жидкости .в сосудах, а, следовательно, на входе измерител 11 времени сигналы поступ т неодновременно. Первым из поступивших сигналов измеритель 11 времени переводитс в режим измерени времени , а вторым - останавливаетс . В результате в счетчике измерител 11 времени накопитс число, равное разности времени про.хожлени сигналов от преобразователей 3 и 4 до поверхностей жидкости в сосудах 1 и 2. Поскольку скорость распространени звука в воздухе известна, а врем распространени измерено, то, данной информации достаточно дл определени искомой величины - превышение контрольной точки над репером. Второй импульс, выработанный синхронизатором 3, переводит триггер 6 в исходное состо ние. При этом передним фронтом скачка потенциала второго выхода триггера 6 запускаетс формирователь 15 и блок 12 опроса. Блок 12опроса осуществл ет съем информации из счетчика 11 измерител времени и ее ввод в соответствующие арифметического блока 13. Спуст врем , необходимое дл завершени этой операции, на выходе формировател 15 по вл етс командный импулЬс, который переводит арифметический блок 13в режим счета. Результат счета индицируетс на индикаторе 14. Дл определени знака превышений измеритель 11 времени снабжен логическим узлом, вырабатывакнцим код знака -, если :первым поступает сигнал на его первый вход. ДанныйA: The invention relates to the field of geodesic measurements, in particular, to devices, for determining plots using communicating vessels filled with a homogeneous liquid, and can be used for systemic measurements of the deposit of industrial and special structures. Hydrostatic levels are known that contain two or more measuring vessels connected by pipeline and filled with working fluid, equipped with electrodes for recording the liquid level in vessels by the contact method, in particular, devices based on determining the moment of contact of an electrical circuit contact with liquid TL, are known hydrodynamic nickel containing a vessel with electrons located in them for recording the level of a liquid, a device for measuring the level of liquid I in vessels and bl 23 to information processing, Z, I I. The closest in technical sense and achievement of the emu to the invention is a hydrodynamic level, containing communal vessels with conducting fluid, a lifting mechanism with a lift height meter, the output of which is connected through an amplifier to the reading device, a threshold element and electrodes connected to power supply through the disconnecting unit, made in the form of a resistor and two electronic switches, one of which is connected in series and the other in parallel with the electrode, and the output threshold lementa chains connected to the electronic control key, and its input is connected parallel to the electrode 4, however, the presence of mechanical iCal actuators electrolyte chemical activity, electrical corrosion rows, their contact resistance variation ui, does not allow to achieve high reliability and accuracy of measurements audio exceedances. The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of measurement of exceedances. The goal is achieved by the fact that a hydrostatic level containing communicating vessels with a liquid and a measuring system is equipped with a first and second acoustic transducers and connected in series with a synchronizer, trigger with the first generator of sound impulses, first amplifier, time meter , the polling unit, the arithmetic unit and the indicator, as well as the probe generators connected in series by the second generator Both, and BTopbJM. amplifier, the output of which is connected to the second input of the time meter, as well as the driver, includes NELM between the second trigger output connected to the second input of the polling unit and the second input of the arithmetic unit, and the output of the first generator is connected to the first acoustic transducer placed in the upper part of the first connecting vessel, and the output of the second generator is electrically connected to the second acoustic transducer, which is installed similarly to the first in the second connected pump de, wherein the second generator input coupled to the second output of the trigger. An increase in accuracy and reliability is achieved by contactless measurement of the level of the liquid, by eliminating the influence of the chemical activity of the electrolyte on the electrode, due to the absence of mechanical components. If the fluid levels in the vessels 1 and 2 are different, then the distances from the acoustic transducers 3 and 4 to the surfaces of the liquid in the vessels, and, consequently, at the input of the time meter 11, the signals arrive non-simultaneously. The first of the received signals, the time meter 11, is switched to the time measurement mode, and the second is stopped. As a result, a counter equal to the time difference between the signals from the transducers 3 and 4 to the surfaces of the liquid in the vessels 1 and 2 is accumulated in the counter of the time meter 11. Since the sound propagation speed in air is known and the propagation time is measured, this information is sufficient for determine the desired value - the excess of the control point over the frame. The second pulse produced by synchronizer 3 brings the trigger 6 to the initial state. In this case, the front edge of the potential jump of the second output of the trigger 6 starts the driver 15 and the polling unit 12. Interrogation unit 12 retrieves information from time meter 11 and inputs it into the corresponding arithmetic unit 13. After the time required to complete this operation, a command impulse appears at the output of shaper 15, which translates the arithmetic unit 13 into the counting mode. The result of the counting is indicated on the indicator 14. To determine the elevation sign, the time meter 11 is provided with a logical node, producing a sign code - if: the signal to its first input comes first. The

код передаетс на соответствующий элемент индикатора также через блок 12.опроса.the code is transmitted to the corresponding element of the indicator also through the interrogator 12.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства.FIG. 1 is a block diagram of the device.

УстройствЪ состоит из сообщающихс сосудов и 2С жидкостью, в верхней части которых установлены первый 3 и второй, 4 акустические преобразователи . Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными синхронизатором 5,. триггером 6, первым 7 и вторым 8 генераторами зондирующих импульсов, первым 9 и вторым 10 усилител ми, измерителем 11 времени,. блоком 12 опроса, ари.фметическим блоком 13, индикатором 14, а также формирователем 15.The device consists of communicating vessels and 2C fluid, in the upper part of which the first 3 and second, 4 acoustic transducers are installed. In addition, the device is equipped with series-connected synchronizer 5 ,. trigger 6, first 7 and second 8 probing pulse generators, first 9 and second 10 amplifiers, time meter 11 ,. unit 12 of the survey, the arithmetical unit 13, the indicator 14, as well as the driver 15.

Устройство работает следугацим образом .The device works in the same way.

Первый сосуд Г устанавливают на репере, а второй сосуд 2 устанавливают на измерительной точке. После успокоени жидкости выполн ют цикл, измерений. При этом синхронизатор 5 нарабатывает короткие электрические импульсы, следующие с посто нной частотой (практически 0,2-1 Гц). Первым импульсом триггер 6 переводитс в состо ние О и передним фронтом скачка пoтeн иaлa на первом выходе ос1тдествл еТ| запуск первого генератора 7 зондирующих импульсов, который вырабатывает мощный импульс возбуждени акустического преобразовател - 3. В результате в воздушную полость над рабочей жидкостью посылаетс акустический сигнал, который достигнув поверхности жидкости, отражаетс и вновь преобразуетс в электрический импульс тем же преобразователем 3, а затем усиливаетс до необходимой величины в усилителе.9, и подае с на первый вход измерител 11 времени. Одновременно во вторрм генераторе зондирующих им5 пульсов 8, втором акустическом преобразователе 4 и усилителе 10 происход т аналогичные процессы. При этом выходной сигнал усилител 10 поступает на второй -вход измерител 11The first vessel G is mounted on a bench mark, and the second vessel 2 is mounted on a measuring point. After the fluid has settled down, a cycle of measurements is performed. In this case, the synchronizer 5 generates short electrical impulses that follow with a constant frequency (almost 0.2-1 Hz). With the first impulse, trigger 6 is transferred to the state O and the leading edge of the sweep of the filament at the first output of the first ET | starting the first generator 7 probing pulses, which produces a powerful excitation pulse of the acoustic transducer - 3. As a result, an acoustic signal is sent to the air cavity above the working fluid, which reaches the surface of the liquid, reflects and converts again into an electric pulse with the same transducer 3, and then the required value in the amplifier.9, and flow from the first input of the time meter 11. At the same time, in the second generator of the probe pulses 8, the second acoustic transducer 4 and the amplifier 10, similar processes occur. When this output signal of the amplifier 10 is supplied to the second input of the meter 11

0 времени..0 time ..

В качестве арифметического блока |13 и индикатора 14 целесообразно применить программируе1 ый микрокаль . кул тор. При этом перед измерениемAs an arithmetic unit | 13 and indicator 14 it is advisable to use a programmable microcalle. cooler In this case, before measuring

S в него вводитс соответствук да программа обработки и константы исходна отметка репера и скорость распространени .звука в. воздухе при данной температуре. Результат вычисленийS is entered into it with the appropriate processing program and the constants of the initial mark of the reference and the speed of sound propagation. air at a given temperature. Result of calculations

Q индицируетс на табло микрокалькул тора , который выдает одновременно информацию как об искомом превышении, так и об отметке в точке измерени . .Q is displayed on the scoreboard of the microcalculator, which simultaneously provides information on both the target elevation and the elevation at the measuring point. .

e Изобретение обеспечивает повышение точности контрол (от 0,5 мм в известном до 0,01 мм в предлагаемом), надежности (нет механических и подвиж .ных узлов, преобразователи не подвержены коррозии, нет необходимос0 ти в применении токопровод щих жидкостей - электролитов, не требуетс подъемный блок, система может быть выполнена герметичной и т.д.). Кроме того, в 15-20 раз повышаетс опе5 ративность измерений по сравнению с известным (врем одного измерени 0,02 мс, врем обработки 1,5 с при использовании микрокалькул тора типа БЗ-21).e The invention provides improved control accuracy (from 0.5 mm in the known to 0.01 mm in the present), reliability (no mechanical and mobile parts, converters are not subject to corrosion, there is no need to use conductive liquids — electrolytes, not a lifting block is required, the system may be sealed, etc.). In addition, the measurement operability increases by 15–20 times in comparison with the known one (the time of one measurement is 0.02 ms, the processing time is 1.5 s when using a BZ-21 type microcalculator).

ОABOUT

Claims

A HYDROSTATIC LEVEL, containing communicating vessels with liquid and a measuring system, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of the measurement of elevations, it is equipped with ^; it is wired by the first and second acoustic “transducers” and connected in series by a synchronizer, a trigger, a first probe pulse generator, a first amplifier, a time meter, a polling unit, an arithmetic unit and an indicator, as well as a series-connected second probe pulse generator and a second amplifier, the output of which is connected to the second input of the time meter, as well as the former included between the second output of the trigger connected to the second input of the polling unit, and the second input of the arithm unit, and the output of the first generator is connected to the first acoustic transducer located in the upper part of the first communicating vessel, and the output of the second generator is electrically connected to the second acoustic transducer installed similarly to the first in the second communicating vessel, while the input of the second generator is connected to the second output of the trigger .