SU1170273A1 - Гидродинамический нивелир - Google Patents

Abstract

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР , содержащий измерительный сосуд с токопровод щей жидкостью, соединенный трубопроводом с системой сообщающихс  сосудов датчиков с электродами, соединенными через фор.мирователи с соответствуюЩ .ИМИ в.ходами счетчиков регистратора, источник питани  датчиков, подъемный механизм измерительного сосуда с кодовым устройством , выход которого через дополнительный формирователь соединен с входом счетчиков регистратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и точности измерений за счет уменьшени  коррозии электродов, он снабжен блоком логики , коммутатором и генератором, а в каждый датчик введен управл емый ключ, выход которого подключен к электроду датчика , вход - к источнику питани  датчиков, а управл ющий вход ключа соединен с соответствующи .м выходо.м коммутатора, к первому входу которого подключен выход генератора, а к второму входу - выход i блока логики, подключенного входом к выходу счетчиков регистратора. (Л f/O /7/i ю | оо

Description

11702 Изобретение относитс  к области геодезических измерений, а именно к устройствам дл  определени  превышений с помощью сообщающихс  сосудов, наполненных однород,ной токопровод щей жидкостью, и может быть использовано дл  систематических измерений осадок гражданских, промышленных и специальных сооружений. Известны гидронивелиры, содержащие сообщающиес  сосуды с расположенными в них электродами регистрации уровн Ю жидкости, устройство дл  измерени  уровн  жидкости в сосудах и блок обработки информации 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному,  вл етс  устройство, содержащее измерительный сосуд с токопровод щей жидкостью , сообщающиес  сосуды с электродами и подъемный механизм измерительного сосуда , причем электроды и подъемный механизм электрически соединены с пультом20 управлени . В этом устройстве в процессе непрерывного подъема жидкости во всех сосудах системы измерение (отсчет уровн ) в том или ином сосуде производ т по общему измерительному сосуду с момента на-.,5 чала движени  жидкости в системе до момента контакта ее с неподвижным осевым верхним контактным электродом того или иного сосуда 2. Недостатком устройства  вл етс  то, что электроды датчиков в сильной степени под-ЗО нержены электрохимической эрозии, так как питание их осуществл етс  посто нным током, который не отключаетс  и после касани  электродом токопровод щей жидкости. Вс..1едствие этого электрод покрываетс  солевым налетом и корродирует, что ухуд-35 шает точность срабатывани  и надежность контакта. Кроме того, устройство не позвол ет учитывать погрещности, возникающие вследствие гидравлических потерь напора по длине трубопровода и ..наличи  местных о сопротивлений в датчиках, а также изменени  жидкости вследствие колебаний температуры , так как процесс измерени  осуществл етс  только при подъеме измерительного сосуда. Цель изобретени  - повышение надеж-45 ности и точности измерений за счет уменьщени  коррозии электродов. Дл  достижени  поставленной цели гидродинамический нивелир, содержащий измерительный сосуд с токопровод щей жид- костью, соединенный трубопроводом с сиетемой сообщающихс  сосудов датчиков с электродами, соединенными через формирователи с соответствующими входами счетчиков регистратора, источник питани  датчиков , подъемный механизм измерительного55 сосуда с кодовым устройством, выход которого через дополнительный формирователь соединен с входом счетчиков регистратора. 32 снабжен блоком логики, коммутатором и генератором, а в каждый датчик введен управл емый ключ, выход которого подключен к электроду датчика, вход - к источнику питани  датчиков, а управл ющий вход ключа соединен с соответствующим выходом коммутатора, к первому входу которого подключен выход генератора, а к второму входу - выход блока логики, подключенного входом к выходу счетчиков регистратора . В момент включени  на измерение подъемный механизм поднимает измерительный сосуд, а после срабатывани  всех датчиков автоматически переводит работу подъемного механизма на опускание измерительного сосуда до достижени  крайнего нижнего положени . Питание датчика системы отключают в момент его замыкани  при подъеме измерительного сосуда, а при опускании питание датчика осуществл ют кратковременными импульсами, На фиг. 1 представлена схема устрой ства; на фиг. 2 - построение электронных блоков; на фиг. 3 - диаграммы, Устройство состоит из п идентичных каналов , каждый из которых содержит формирователь 1, датчик 2, управл емый ключ 3, источник питани  датчиков 4, генератор 5, коммутатор 6, блок логики 7, счетчики регистратора 8, дополнительный формирователь 9, кодовое устройство 10. Устройство работает следующим образом, В начальном состо нии в регистраторе 8 счетчики установлены в нулевое положение, рабоча  жидкость находитс  в измерительном сосуде, опущенном в крайнее нижнее положение. При подъе.ме измерительного сосуда кодовое устройство 10 начинает вырабатывать импульсы, которые через формирователь 9 поступают на счетчики регистратора 8, блок логики 7, обеспечивает прохождение импульсов от генератора 5 на все п выходов коммутатора 6. Генератор должен вырабатывать импульсы с частотой не меньщей , чем импульсы, поступающие с кодового устройства 10. Импульсы с выходов коммутатора 6 поступают на управл ющие входы электронных ключей 3 каждого канала соответственно . В момент замыкани  датчика 2 любого из п каналов формирователь 1 останавливает счет импульсов с формировател  9 на счетчике регистратора 8, соответствующем каналу замкнувщегос  датчика, Одновременно счетчик регистратора 8 выдает сигнал в блок логики 7, который в свою очередь запрещает прохождение импульсов от генератора 5 через коммутатор 6 на управл ющий вход ключа 3, соответствующего каналу замкнувщегос  датчика 2. Таким образом, после срабатывани  на замыкание питание от датчика отключаетс , После срабатывани  всех датчиков счетчики регистратора 8 выдают сигнал на подъемный механизм (ПМ) и перевод т его в режим опускани  измерительного сосуда с рабочей жидкостью, одновременно блок логики 7 обеспечивает прохождение импульсов от генератора 5 на все п выходов коммутатора 6 и на управл ющие входы ключей 3. Таким образом обеспечиваетс  кратковременна  подача импульсов от источника питани  4 через управл емый ключ 3 на датчики 2 по всем каналам. В момент срабатывани  любого датчика 2 на размыкание соответствующий ему счетчик в регистраторе 8 начинает счет импульсов с формировател  9 до момента опускани  подъемного механизма в крайнее нижнее положение. Таким образом каждый счетчик регистратора 8 считает суммарное количество импульсов кодового устройства 10, сформированных дополнительным формирователем 9 от начала подъема измерительного сосуда подъемным устройством до момента замыкани  соответствующего датчика и от момента размыкани  того же датчика до опускани  измерительного сосуда в крайнее нижнее положение . Кодовое устройство 10 может быть построено таким образом, что суммарное количество сосчитанных импульсов будет соответствовать среднему превышению в миллиметрах. Таким образом учитываетс  запаздывание подъема и опускани  уровн  рабочей жидкости в сосуде датчика по отношению к уровню рабочей жидкости в измерительном сосуде, так как при равномерном подъеме измерительного сосуда уровень жидкости в сосуде датчика отстает от уровн  жидкости в измерительном сосуде на посто нную величину вследствие гидравлических потерь напора по длине трубопровода и наличи  местных сопротивле-. НИИ в датчиках и изменени  в зкости жидкости вследствие колебаний температуры. По этим причинам при подъеме напорного бака счетчик сосчитает количество и.мпульсов. соответствующее превышению измерительного сосуда относительно крайнего нижнего положени , счет будет производитьс  до момента замыкани  датчика, счетчиком, будет сосчитано большее количество импульсов, чем нужно дл  регистрации превышени  электрода датчика относительно уровн  рабочей жидкости при крайнем нижнем положении измерительного сосуда. Эта ошибка будет определ тьс  величиной отстаивани  уровн  рабочей жидкости в сосуде датчика относительно уровн  рабочей жидкости в измерительном сосуде. При опускаНИИ измерительного сосуда с такой же посто нной скоростью уровень жидкости в сосуде датчика превышает уровень жидкости в измерительном сосуде на посто нную величину, а счет импульсов продолжаетс  от момента срабатывани  электрода датчика на размыкание до момента опускани  измерительного сосуда в крайнее нижнее положение. При опускании измерительного сосуда счетчик соответствующего датчика сосчитает меньщее количество импульсов, чем то, которое соответствует превышению электрода датчика. Среднее арифметическое количества импульсов, сосчитанных при подъеме и опускании измерительного сосуда, будет соответствовать истинному превышению электрода датчика. Генератор 5 состоит из мультивибратора на элементах Д.1.1, Д1.2, CI, С2, Р1, Р2, который вырабатывает импульсы, показанные на диаграмме (1), Формирователь на элементах Д1.3, Д1.4, Д2.1, РЗ, СЗ формирует короткие положительные импульсы в момент перехода мультивибратора из состо ни  «О в «1. Эти импульсы поступают на вторые входы логических схем ДЗ, Д4 коммутатора 6. На первые входы схем ДЗ, Д4 поступает сигнал «1 от момента начала измерени  до касани  электродом датчика жидкости при подъеме измерительного сосуда вверх, сигнал «О в течение всего времени , пока электрод касаетс  жидкости, затем вновь сигнал «1 в момент отрыва электрода датчика от поверхности жидкости до опускани  измерительного сосуда в крайнее нижнее положение. В течение времени, когда на первых входах ДЗ, Д4 присутствует сигнал «1 в точке (3) по вл ютс  короткие импульсы представлено на диаграммах (7) и (3). Импульсы инвертируютс  элементом Д5. с открытым коллекторным выходом и малым сопротивлением нагрузки Р4 (представлены на диаграммах 9). По цепи Р4, С4 происходит зар д конденсатора С4 мопроисходит зар д конденсатора С4 в момент прихода первого импульса «1. Так как посто нна  времени этой цепи мала и определ етс  элементами Р4, С4, то конденсатор С4 зар жаетс  до напр жени  2, 4 В, что соответствует уровню «1 на входе элемента Д7.1, этот уровень поддерживаетс  в течение всего времени, пока электрод не касаетс  поверхности жидкости. В момент касани  электродом жидкости конденсатор С4 разр жаетс  через жидкость и заземленный корпус датчика (временна  диаграмма 4). Блок логики 7 работает следующим образом . В момент включени  выключател  В1 в положение «Пуск (по схеме верхнее положение ) формирователь на элементах Д6.1 Д6.2, Р6, С5 формирует на своем выходе импульс «О и переводит триггер на элементах Д7.1, Д7.2 в состо ние, когда на его выходе присутствует сигнал «О, а на выходе инвертора Д7.3 - сигнал «1. Этот сигнал разрешает прохождение импульсов с блока 5 через элемент Д3.1 на блок 3 и на электрод датчика. Конденсатор С5 должен

быть в 3 раза большей емкости, чем конденсатор СЗ и С4, чтобы исключить неоднозначность в работе триггера. В этом случае импульс управлени  (диаграмма 6), получаетс  по времени длиннее импульсов (на диаграмме 10). В момент касани  электродом жидкости (диаграмма 4 соответствует моменту «Замыкание) триггер Д7.1, Д7.2 переключаетс , на его выходе по вл етс  «1. а на выходе Д7.3 - «О.. На выходе элемента Д3.1 по вл етс  «1, а на выходе Д5. - «О и таким образом питание от а/чектрода датчика отключаетс  (диаграмма 7, 10). В момент замыкани  всех датчиков на выходе всех триггеров по вл етс  «1, котора  элементами Д9.1, Д9.2, Д12.1, Д12.2, Д10.1, Д10.2, Д11.1 преобразуетс  в импульс «о, который поступает на подъемный механизм и переводит его в режим опускани  напорного бака.

В момент отрыва электрода датчика от поверхности жидкости формирователь 1 Д6.3, Д6.4, Р7, С6 сформирует импульс «О (диаграмма 6, момент «Размыкание), который установит на выходе триггера «О, а на выходе инвертора Д7.3 «1.

В течение времени, когда на выходе Д7.3 присутствует «1, сигналы с дополнительного формировател  9 через элемент Д8.2 проход т на выход элемента Д8.1 в

виде импульсов «О (диаграммы 7, 8, 9), моменты переходов из «1 в «О подсчитываютс  счетчиками на микросхемах 155ИЕ2, дешифрируютс  дешифраторами К5144Д2 в семисегметный код и индицируютс  индикаторами АЛС324Б. На схеме условно объединены в блок «счетчики и индикаторы. Формирователь 1 состоит из диода и конденсатора С4.

Кодовое устройство 10 состоит из кодового диска 100 отверсти ми 0 2 мм. С одной стороны диска установлен фотодиод Va, а с другой стороны - светодиод Vj, Кодовый диск враш,аетс  вместе с валом, перемеш ,ающим напорный бак. Одному обороту

вала соответствует 100 импульсов света, которые преобразуютс  элементамиУ2,ДД8.2 в электрические импульсы {диаграмма 9.). Таким образом счетчики подсчитывают количество импульсов с формировател  9 от момента включени  выключател  «Пуск

до момента замыкани  электрода датчика и затем от момента размыкани  электрода датчика до опускани  напорного бака в крайнее нижнее положение. Сброс счетчиков в «О осуш,ествл етс  перед началом измерений (не показано).

Предложенное устройство позвол ет повысить надежность устройства и точность измерений. лак 5I-KoffoStiu ffijcx со fffo о/77ёерс/77и  1 Д1,Д2, Дд, Д Л, Л 7, Л8, ДГО Г55МЗ Л5 155 М8 дд,лп,л1гГ55мг

пппппппппппппппп

I I I I I I I I I I I I

I I I I I I II I 1 I i a..,

вкл r I/

® Q)Пп

I I I I I i

@

Фиг.З Зоныкамие IX Pa3Mb/f af i/e Пjna

Claims (1)

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР, содержащий измерительный сосуд с токопроводящей жидкостью, соединенный трубопроводом с системой сообщающихся сосудов датчиков с электродами, соединенными через формирователи с соответствующими входами счетчиков регистратора, ис точник питания датчиков, подъемный меха низм измерительного сосуда с кодовым устройством, выход которого через дополнительный формирователь соединен с входом счетчиков регистратора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений за счет уменьшения коррозии электродов, он снабжен блоком логики. коммутатором и генератором, а в каждый датчик введен управляемый ключ, выход которого подключен к электроду датчика. вход — к источнику питания датчиков, а управляющий вход ключа соединен с соответствующим выходом коммутатора, к первому входу которого подключен выход генератора, а к второму входу — выход блока логики, подключенного входом к выходу счетчиков регистратора.

   Фиг 1