SU1413433A1 - Дистанционный уровнемер - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при контроле измерени  уровн  жидких сред. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Устр-во содержит измерительную трубу 1, звукоприемник 2, усилитель-формирователь 3, звукоизлучатель 4, генератор 5 зондирующих импульсов, передающее и приемное устр-ва 6 и 7, индикатор 8, одновибратор 9, блок 10 конденсаторов, основной конденсатор

Description

з-с

У7 fn// л

LQJLpJ ...

11, резистор 12, дифференциирующие цепи 13, инвертор 14, блок 15 управлени , регистр 16 сдвига, обмотки 17 реле, схему ИЛИ 18 и индикатор 19. Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами

1

Изобретение относитс  к измерени м акустическими методами с возможностью дистанционной работы и может быть использовано при контроле измерений уровн  жидких сред, например, в скважинах и каналах мелиоративных систем

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей дистанционного уровнемера путем обес- печени  контрол  его работы, автоматизации поиска оптимальной длительности импульса одновибратора и запуска уровнемера при срыве автоциркул ции .

На фиг.1 представлена структурна  схема дистанционного уровнемера; на 4ИГ.2 - схема блока управлени ; на фиг.З - временна  диаграмма работы.

Дистанционный уровнемер содержит измерительную трубу 1 с установленными в ней звукоприемником 2, выходом соединенным с входом усилител - формировател  3, и звукоизлучателем 4, вход которого подключен к выходу генератора 5 зондирующих импульсов, вход которого св зан с входом последовательной цепи передающего и приемного устройств 6 и 7, соединенных каналом св зи, и цифрового индикатора 8, выходом одновибратора 9, содержащего блок 10 соединенных параллельно конденсаторов и основной конденсатор 11 и резистор 12 зар дно-разр дной цепи , и входом последовательной цепи из дифференцирующей цепи 13, инвертора 14 и блока 15 управлени , выход которой подключен к входу регистра 16 . сдвига, в исполнительные цепи которого включены обмотки 17 реле, и первому входу логической схемы ИЛИ 18, второй вход которой соединен с выходом усилител -формировател  3, а выход - с входом одновибратора 9, а к дополнительной исполнительной цепи

устр-ва позвол ют обеспечить контроль работы уровнемера, автоматизацию поиска оптимальной длительности импульса одновибратора 9 и запуск уровнемера при срьше автоциркул ции. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

5

0

с

0

0 5 о

5

регистра 16 сдвига подключен индикатор 19.

Блок 15 управлени  (фиг.2) содержит генератор 20, выход которого подключен к входу линии 21 задержки и первому входу триггера 22, второй вход которого  вл етс  вхо;цом блока 15 управлени , а выход соединен с первым входом элемента И 23, выход которого подключен к клемме выхода блока 15 управлени , а второй вход - к выходу линии 21 задержки.

Дистанционный уровнемер работает следующим образом.

При включении питани  генератор . 20,  вл ющийс  генератором с самовоз- буждением, начинает вырабатывать импульсы (фиг.З) с посто нным периодом и скважностью следовани , причем врем  паузы Tf, между импульсами и врем  задержки Т-у линии задержки 21 выбираютс  из услови .

Т„ Т,

Т,

где Т

аи,, макс

J - ац-ллкс

максимальна  длительность периода автоциркул ции (при минимальном уровне вот: Ды), с.

Первый импульс генератора 20 устанавливает триггер 22 в единичное состо ние (фиг.З), подготавлива  таким образом прохождение задержанного импульса с выхода линии 21 задержки через элемент И 23, сигнал с выхода которого поступает на вход регистра 16 сдвига и через логическую схему ИЛИ 18 на вход одновибратора 9, т.е. происходит отсутствующий в прототипе первоначальный запуск уровнемера в работу.

В регистре 16 сдвига перва  исполнительна  цепь не используетс , поэтому реле 17 сработает только при поступлении второго импульса на вход (регистра 16 сдвига, т.е. контакт реле 17 остаетс  замкнутым так же, как и контакты других реле, а одновибра- тор 9 генерирует импульс максиальной длительности, равньй Т , так как все реле 17 обесточены, их контакты замкнуты и емкость врем задаю- щей цепи максимальна. По переднему фронту импульса одновибратора 9 запускаетс  генератор 5 зондирующих импульсов , который возбуждает звукоиз- лучатель А, излучаюпщй звуковой им- пульс в волновод 1. Звуковой импульс отражаетс  от поверхности жидкости, достигает звукоприемника 2 и преобразуетс  последним в электрический сигнал, который усиливаетс  и форми- руетс  в пр моугольный импульс усилителем-формирователем 3, с выхода которого он поступает через логическую схему ИЛИ 18 на вход одновибрато ра 9. .

Если период авторциркул ции оказалс  меньше длительности импульса Tpg одновибратора 9 (фиг.З), то последний на входной сигнал не среагирует , а дальнейшее функционирова- ние уровнемера будет определ тьс  блоком 15. управлени . По продифференцированному цепью 13 и проинвер- тированному инвертором 14 заднему фронту первого импульса одновибратора 9 триггер 22 возвращаетс  в нулевое состо ние (фиг.З), в котором находитс  до прихода очередного импульса генератора 20. Затем снова повтор етс  описанный процесс запус- ка одновибратора 9, но уже с изменившейс  длительностью импульса, так как при поступлении с блока 15 управлени  второго импульса на вход регистра 16 сдвига последний включает реле 17, которое своим контактом отключает блок 10, уменьша  таким образом емкость врем задающей цепи одно- вибратора, а следовательно, и длительность его импульса. В этом случа если вновь окажетс  , то процесс повторитс , с той лишь разницей что на вход регистра 16 сдвига приде третий по счету.импульс и будет включено реле 17, за счет чего длитель

ность TQ. еще больше сократитс  и т.д., если же окажетс , как показано .на фиг.З, что , то это будет означать, что достигнута оптимальна 

5

о Q

5

5

длительность импульса одновибратора и ее дальнейшее снижение нецелесообразно , так как целью оптимизации длительности  вл етс  достижение длительности импульса одновибратора 9, как можно более приближенной к длительности , но не превышающей ее. Это позвол ет не реагировать на акустические помехи, возникающие от швов и неровностей измерительной трубы 1 и поступающие по времени между началом и окончанием автоциркул ционного периода Тдц (отсутствие реакции на помехи объ сн етс  тем, что одновиб- ратор 9 во врем  выработки импульса не реагирует на входные сигналы).

В этом случае в схеме уровнемера происход т следуюш 1е процессы.

В момент поступлени  импульса с выхода усилител -формировател  3 через логическую схему ИЛИ 18 на вход одновибратора 9 последний уже готов к приему, так, как предыдущими импульс одновибратора 9 уже закончилс  06 Одновибратор 9 срабатьша- ет и по переднему фронту запускает генератор 5 зондирующих импульсов, сигнал которого, пройд  через блоки , 4,1,2,3 и 18, возвращаетс  на вход одновибратора 9, осуществл   таким образом периодический процесс автоциркул ции зондирующего импульса. При этом цифровой индикатор 8 начинает индицировать измер емый уровень , определ   его по периоду автоциркул ции . Если по какой-либо причине произойдет срыв автоциркул ции (например, из-за повышени  уровн  воды, соответственно, снижени  Тди), то блок 15 управлени  сформирует очередной импульс, по которому сработают регистр 16 сдвига и одно- вибратор 9, уменьшив длительность своего импульса и автоматически восстановив таким образом рабочий режим автоциркул ции.

Таким образом, происходит автоматическое (без участи  оператора) восстановление режима автоциркул ции при изменении внешних условий и необходимости нового выбора оптимальной длительности импульса одновибратора 9.

Как видно из временной диаграммы, полезный зондирующий сигнал попадает всегда в малый промежуток времени, обычно не превышающий 5%, между им- . пульсами одновибратора 9. Таким обраэом , 95% времени автоциркул цконный канал оказываетс  отключенным (в момент выработки импульса одновибратор 9 не реагирует на входные сигналы) и не воспринимает помехи, т.е. осуществл етс  временна  селекци  помех с эффективностью не менее 95%.

В экстремальном случае, если не наступит режим автоциркул ции после срабатывани  последнего реле 17, т.е. при минимальном возможном периоде, то при поступлении следующего импульса с выхода блока 5 управлени  сработает последн   дополнительна  исполнительна  цепь регистра 16 сдвига и включитс  индикатор 19 Неисправность канала автоциркул ции. Таким образом, происходит контроль работы и локализаци  области поиска неисправности уровнемера.

Claims (3)

1. Дистанционный уровнемер, содер- жащий измерительную трубу с установленными в ней звукоприемником, выходом соединенным с входом усилител - формировател , и звукоизлучателем, вход которого подключен к выходу ге- нератора зондирующих импульсов, вход которого св зан с входом последовательной цепи из передающего и приемного устройств, соединенных каналами св зи, и цифрового индикатора и выхо- дом одновибратора, содержащего блок коиденсаторой и основной конденсатор зар дно-разр дной цепи, регистр сдвига , в исполнительные цепи которого включены обмотки реле, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей уров- |Немера посредством автоматических запуска уровнемера и выбора оптимальной длительности блокиругацего импульса одновибратора и повьшени  надежности работы путем исключени  возможности короткого замыкани  на выходе усилител -формировател  , в него введены логическа  схема ИЛИ и последовательна  цепь из дифференцирующей цепи, инвертора и блока управлени , вход которой подключен к выходу одновибратора и входам передающего устройства и генератора зондирую1191х импульсов, а выход - к входу регистра сдвига и первому входу логической схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом усилител -формировател , а выход с входом одновибратора.

2.Уровнемер по п.1, о т л и - чающий с  тем, что блок управлени  выполнен в виде триггера, элемента И, линии задержки и генератора выход которого подключен к входу линии задержки и первому входу триггера , второй вход которого через последовательно включенные дифференцирующую цепь и инвертор соединен с выходом одновибратора, входами передающего устройства и генератора зондирующих импульсов, а выход - с первым входом элемента И, выход которого св зан с входом регистра сдвига и первым входом логической схемы ИЛИ,

а второй вход - с выходом линии задержки .

3.Уровнемер по п.1, отличающий с  тем, что, с целью обеспечени  контрол  его работы и локализации области поиска неисправности , он снабжен индикатором, включенным в дополнительную исполнительную цепь регистра сдвига.

(pU9.3

Фие. 2