SU1154538A1 - Измерительный канал дискретного уровнемера - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ ДИСКРЕТНОГО УРОВНЕМЕРА, содержащий первичный преобразователь, промежуточный преобразователь , соединенный линией св зи с генератором, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного, четырехполюсника, в раз- ; рыв цепи конденсаторов которого включен первичный преобразователь, вход четырехполюсника через первый разделительный конденсатор , а выход непосредственно, соединены двухпроводной линией св зи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двум  инверторами, причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра ниж1{их частот, выход которого  вл етс  выходом измерительного канала, а выходы первого н второго инверторов  вл ютс  соответственно вторым и третьим выходалт измерительного канала. сл

Description

сд

4

сл

со

СХ 1. Изобрете1ше относитс  к дискретным измерени м уровней различных сред электродными датчиками по электрическому сопротивлению и по электрической емкости и мохсет быть применено в дискретных уровнемерах различных сред и раздела фаз между ними, в услови х передачи сигналов по телефонному кабелю, а также в дозаторах и калибровочных устройствах объема или расхода. Известен дискретный электроемкостнйй уровнемер, который содержит мосты переменного- тока в виде дифференциальных тран форматоров и опорных конденсаторов, причем число мостов равно числу разр дов кода Гре  1. Однако наличие трансформаторов увеличивает материалоемкость и трудоемкость изготовлени , что усложн ет и удорожает уровне мер. Наиболее близким к изоб 1етениго по тех . нической сущности и достигаемому результат  вл етс  устройство дл  контрол  дискретны уровней, в которых колебательный контур генератора соединен с электродным датчиком , а в цепь питани  генератора включено реле, срабатывающее при срыве колебаний от погружени  электрода в жидкость или в междуфазовую зону, например воды и нефти 2. Недостатками известных устройств  вл ютс  низка  чувствительность, большое врем  срабатывани , больша  зона иечувствител кости, что не позвол ет получить вьгсокую точность отметки быстромен ющегос  уровн  Цель изобретени  - расширение функциональт1х возможностей и унификации с применением как в сигнализаторах уровней, так и в Щ1ФРОВЫХ уровнемерах и других системах; миниатюризаци  (микросхемное исполнение без моточных изделий), повышение чувствительности, быстродействи  и .надежности с возможностью применени  мин атюр1дах перви шых преобразователей, снижение себестоимости канала, включа  линию св зи, самоконтроль готовности и диапюсти ка повреждений, многолетн   бесподстроечна  эксплуатаци . Поставле1ша  цель достигаетс  тем, что в измерительном канале дискретного уровнемера , содержащем первичный преобразовател промежуточный преобразователь, соединенный Линией св зи с генератором, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейно двойного Т-образного четырехполюсника, в разрыв цепи конденсаторов которого включены электроды первичного преобразовател  вход четырехполюсника через первый раздел 8 тельный конденсатор, а выход непосредственно соединены двухпроводной линией св зи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двум  инверторами , причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра нижних частот, выход которого  вл етс  выходом измерительного канала, а выходы первого и второго инверторов  вл ютс  соответственно вторым и третьим выходами измерительного канала. На фиг. 1 изображена структурна  схема канала; на фиг. 2 и 3 - варианты подключени  первичных преобразователей. В измерительный канал вход т промежуточный преобразователь 1 с нелинейным четырехполюсником 2, разделительный конденсатор 3, резистор 4, двухпроводна  лини  5 св зи (например, кабельные жилы), в формирователе сигналов второй разделительный конденсатор 6 св зан с генератором 7, нагрузочный резистор 8, фильтр 9 нижних частот, компаратор 10, инверторы ц и 12, цепи 13-15 выходных сигналов канала. Соединители 16 и 17 служат дл  подключени  первичных преобразователей (электродов 18 и 19). Измерительный канал работает следующим образом. Генератор 7 пр моугольных или синусоидальных колебаний через емкостно-резистивную цепь 6 и 8, линию 5 св зи и емкостно-резистивную цепь 3 и 4 питает четырехполюсник 2, зар жа  отрицательной полуволной левый конденсатор, а положительной правый . Оба эти конденсатора через резисторы четырехполюсника 1 и линию св зи разр жаютс  на резистор 8 (по схеме суммировани ). Таким образом, по линии св зи 5 течет пульсирующий ток, причем ток переменной составл ющей направл етс  от генератора к датчику, а ток посто нной составл ющей - ему навстречу. Напр жение посто нной составл ющей на резисторе В вьщел етс  и усиливаетс  фильтром 9 нижних частот и подаетс  на вход компаратора 10 напр жений, который при переходе входного напр жени  через нуль срабатывает скачком и выдает выходное напр жение через инверторы 11 и 12 на выходы 13 и 14. Если к соединителю 17 подключен электрод 18 датчика (первичный преобразователь), то, пока он не коснулс  повер1хности жидкости , цепь правого конденсатора четырехполюсника 2 разорвана и на вход фильтра 9 поступает сигнал отрицательной пол рности . Если активный фильтр 9 неинвертирующий , то на его выходе также будет отрицательный сигнал, который через соединитель 15 может быть подан на сигнализатор готовности канала, срабатывающий от отрицательных напр жений. При касании электрода 18 поверхности электропроводной жидкости правый конденсатор четырехполюсника зар жаетс  через правый диод и разр жаетс  на общую с левым конденсатором Vj разр дную цепь. Левый конденсатор заземлен через конденсатор малой емкости в соединителе 17. Позтому емкость, действующа  в правом плече, значительно больше емкости в левом плече, и по вл етс  положительный сигнал на входе и выходе фильтра 9, срабатывает компаратор 10 и через инверторы 11 и 12 выдает на выход 13 сигнал Взлив. При снижении уровн  и отрыве его от электрода 18 канал возвращаетс  в исходное состо ние, на выходе 13 сигнал взлиаа пропадает, а на выходе 14 возникает сигнал Слив, по вл етс  также сигнал готовности на выходе 15. Если активный фильтр 9 инвертирующий, то электрод 19 присоедин етс  к левому конденсатору через контакт 16 соединител , а цепь правого конденсатора заземл етс  через контакт 17 соединител  и конденсатор малой емкости (фиг. 2).

В случае использовани  предложенного устройства в цифровом уровнемере дискретHbfe емкостные первичные преобразователи 18 и 19, расположенные по высоте измер емого уровн , включены в разные плечи через контакты соединителей 16 и 17 (фиг. 3). Когда преобразователи 18 и 19 не заполнены жидкостью, выдаетс  сигнал

545384

со знаком минус (разбаланс четырехполюсника обеспечиваетс  тем, что емкость преобразовател  19 больше, чем преобразовател  18 конструктивно). По мере наполе нени  жидкости и подн ти  ее уровн  поочередно увеличиваетс  емкость то правого, . то левого плеча (преобразователей 18 или 19) и соответственно вьщаютс  сигналы то положительной, то отрицательной пол рности.

10 Последовательность поступлени  сигнала может быть задана в любом требуемом законе кодировани .

Дл  больших резервуаров вьшолнение преобразователей 18 и 19 в виде одного агре 5 гата затруднительно и здесь более удобен второй вариант, по которому преобразователь 18 состыкован с од1шм промежуточным преобразователем (фиг. 1), а преобразователь 19 состыкован с другим промежу2Q точным преобразователем (фиг. 2), причем оба промежуточных преобразовател  присоединены к одной и той же линии св зи. Первый преобразователь подает положительные сигналы, а второй - отрицательные.

5 Указанные особенности предлагаемого канала снижают до минимума стоимость его аппаратуры и лини св зи, а также стоимость (трудоемкость) эксплуатации, позвол   унифицировать конструкции уровнемеров .

П римененке в импульсных дозаторах и микродозаторах жидкости повышает точность дозировани  и качество продукции в химической , фармацевтической и других отрасл х промышле1шостн, в медицине и при науадгых исследовани х.

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ ДИСКРЕТНОГО УРОВНЕМЕРА, содержащий первичный преобразователь, промежуточный преобразователь, соединенный линией связи с генератором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ- ных возможностей, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного, четырехполюсника, в разрыв цепи конденсаторов которого включен первичный преобразователь, вход четырехполюсника через первый разделительный конденсатор, а выход непосредственно, соединены двухпроводной линией связи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двумя инверторами, причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом измерительного канала, а выходы первого и второго инверторов яв- _Λ ляются соответственно вторым и третьим 3 выходами измерительного канала.

   СП сл со 00

   1 1154538 2