SU1451551A1

SU1451551A1 - Измеритель объема жидкости

Info

Publication number: SU1451551A1
Application number: SU4043004K
Authority: SU
Inventors: Валерия Дмитриевна Васюренко; Григорий Павлович Попов; Анатолий Юрьевич Романенко; Виталий Григорьевич Самойленко; Юрий Яковлевич Холоденко
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4984
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1989-01-15
Also published as: SU1451550A1

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет повысить надежность и точность устройств. предназначенных дл измерени объема жидкости в нескольких резервуарах. Каждый из п датчиков 5 уровн вырабатывает сигнал, частота которого зависит от уровн жидкости в соответствующем резервуаре. Дешифратор 4 формирует цикл измерени , состо щий из п тактов, в течение каждого из которых обрабатываетс сигнал соответствующего датчика. Импульсы уровн пересчитываютс в импульсы об-ре ма счетчиком 14 и дешифратором 15, а затем суммируютс по заданным резервуарам счетчиком 21. 1 ил.

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность устройств, предназначенных для измерения объема жидкости в нескольких резервуарах. Каждый из η датчиков 5 уровня вырабатывает сигнал, частота которого зависит от уровня жидкости в соответствующем резервуаре. Дешифратор 4 формирует цикл измерения, состоящий из η тактов, в течение каждого из которых обрабатывается сигнал соответствующего датчика. Импульсы уровня пересчитываются в импульсы объема счетчиком 14 и дешифратором 15, а затем суммируются по заданным резервуарам счетчиком 21. 1 ил.

Сп

СП

Сп

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического дистанционного измерения объема жидкости в нескольких резервуарах.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы измерителя объема жидкости.

На чертеже изображена функциональная схема измерителя объема жидкости.

Измеритель объема жидкости содержит генератор 1, делитель 2 частоты, счетчик 3 опроса резервуаров, первый дешифратор 4, датчики 5 уровня, первые элементы И 6, элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 счетчики—накопители, второй 10 и третий 11 элементы И, элемент ИЛИ 12, входной .счетчик $3, масштабный счетчик 14, второй дешифратор 15, элемент 16 памяти высот резервуаров, счетчик 17 уровня, третий 18 и четвертый 19 дешифраторы, четвертый элемент И 20, счетчик 21 объема, первый запоминающий блок 22, пятый дешифратор 23, индикатор 24, счетчик 25 точек перегиба, коммутатор 26 выбора резервуара и второй запоминающий блок 27.

Выход счетчика 3 опроса резервуаров подключен к входу первого дешифратора 4, Выход каждого датчика 5 уровня соединен с первым входом соответствующего первого элемента И 6, выход которого соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ 7. Первый выход делителя 2 частоты подключен к входу счетчика 3 опроса резервуаров. Первый выход первого дешифратора 4 . соединен с входами Сброс первого 8 и второго 9 счетчиков-накопителей, входного счетчика 13, счетчика 17 уровня и счетчика 25 точек перегиба, второй - с вторыми входами всех первых' элементов Ибис первыми входами элемента 16 памяти высот резервуаров, второго 15, третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов, а также с входом коммутатора 26 выбора резервуара, выход которого связан с первым входом четвертого элемента И 20. Третий выход первого дешифратора 4 связан с входом Сброс счетчика 21 объема, четвертый выход соединен с входом Установки первого запоминающего блока 22. Второй выход делителя 2 яастоты подключен к первому входу второго элемента И 10, третий выход - к счетному входу второго счетчика-накопителя 9, четвертый - к первому входу третьего элемента И 11. Выход первого элемента ИЛИ 7 соединен со счетным входом первого счетчиканакопителя 8, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно второго 10 и третьего 11 элементов И. Выход второго счетΙθ чика-накопителя 9 подключен к третьему входу третьего элемента И 11, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 12, выход которого связан со счетным входом 12 входного счетчика 13, выход которого подключен к второму входу элемента памяти'высот резервуаров, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 10, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 20 и со счетным входом масштабного счетчика 14. Выход второго дешифратора 15 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ

12, входу Сброс масштабного счетчика 14 и к счетному входу счетчика уровня, выход которого соединен с вторыми входами третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов. Выход третьего дешифратора 18 подключен к входу второго запоминающего блока 27. Выход четвертого дешифратора 19 соединен со счетным входом счетчика 25 точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго 15 35 и четвертого 19 дешифраторов. Выход четвертого элемента И 20 подключен к счетному входу счетчика 21 объема, выход которого соединен с информационным входом первого запоминающего 40 блока 22, выход, которого связан с входом пятого дешифратора 23, выход которого подключен к входу индикатора 24, Выход генератора 1 соединен с входом делителя 2 частоты.

Измеритель объема жидкости работает следующим образом.

Частота рециркуляции для каждого датчика 5 уровня однозначно определяется уровнем жидкости в контролируе50 мом резервуаре.

Генератор 1 с помощью делителя 2 частоты вырабатывает импульсы ряда частот: f_h (низкая), f_e (высокая), · £ при (промежуточная 1), (проме55 жуточная 2), Импульсы низкой частоты (f_h) поступают на вход счетчика 3 опроса резервуаров. При этом на тактовом выходе .дешифратора 4 выраба3 тывается η (по числу датчиков) последовательных во времени тактовых импульсов опроса датчиков 5 (на чертеже условно показана шина тактовых импульсов). Время опроса такта каждого датчика равно t=1/f_H, а η тактовых импульсов составляют цикл опроса всех датчиков 5. В начале каждого такта на первом выходе дешифратора 4 формируется импульс сброса в ноль всех счетчиков устройства (кроме масштабного счетчика 14 и счетчика 21 объема), на третьем выходе - импульс начала цикла измерения, а на четвертом - импульс конца этого .. цикла.

На первые входы элементов И 6 непрерывно поступают сигналы от датчиков 5, а на вторые входы - тактовые импульсы с выхода дешифратора 4. При этом выходные сигналы элементов И 6 поочередно поступают на входы элемента ИЛИ 7. На выходе элемента ИЛИ 7 образуется последовательность тактовых периодов цикла, в которой в течение каждого такта следуют импульсы только того датчика 5, который опрашивается в этом такте.

В течение одного такта происходит обработка информации только одного из датчиков 5, выходные импульсы которого частотой f дат заполняют счетчик-накопитель 8 имеющий постоянную емкость, равную Ν, Время .заполнения счетчика-накопителя 8 равно (1) ^гдаг

Точность обработки информации повышается за счет выделения из величины С постоянной составляющей, определяемой диапазоном измеряемых уровней и частотой сигнала датчика 5. Выделение указанной постоянной составляющей осуществляется с помощью второго счетчикатнакопителя 9, имеющего емкость_? равную N_o, путем вычитания из величины.С величины % 1451551 f_Пр_Л соответственно. В процессе их заполнения с выхода счетчика-накопителя 8 на первый вход элемента И 11 поступает уровень логической 1, а на второй вход - уровень логического 0 с выхода счетчика-накопителя 9. При этом поступающие непрерывно на третий вход элемента И 11 с выхода делителя 2 импульсы частоты fnp.^He проходят на выход элемента И 11. В момент заполнения счетчиканакопителя 9 на второй вход элемента И 11 поступает уровень логической 1, в результате чего импульсы частоты f_np,2 ^на выход элемента И 11 не проходят, а поступают через элемент ИЛИ 12 на входной счетчик 13, который в начале каждого такта также устанавливается в нулевое состояние. В момент заполнения счетчика-накопителя 8 на первый вход элемента И 11 поступает уровень логического 0',' в результате чего элемент И 11 перестает пропускать импульсы частотой fnp.i· Таким образом, на вход счетчика 13 импульсы частотой f_n^ поступают только в течение времени (Г-с^), причем их количество однозначно связано с величиной f^a-r . В дешифраторе 15 записаны коэффициенты пересчета импульсов объема в импульсы уровня для каждого резервуара. С выхода дешифратора 15 по истечении интервала времени 17 - на 13 начнут поступать ня. Происходит это зом. На первый вход выхода делителя 2 частоты непрерывно поступают импульсы частотой f_&. В начале каждого такта на второй вход элемента И 10 с выхода элемента 16 памяти высот резервуаров подается уровень логической 1, а на третий его вход - уровень логического 0 с выхода счетчика-накопителя 8. При этом импульсы частотой f_B не проходят на выход элемента И 10. Начиная вход счетчика импульсы уровследующим обраэлемента Й 10 с времени заполнения счетчика-накопителя 9 импульсами частоты f_πρ.ι > поступающими с выхода делителя 2 часто ты:

ς,= No-, (2) ^гпр,1 ’В начале каждого такта первый 8 и второй 9 счетчики-накопители устанавливаются в нулевое состояние, а затем одновременно начинают заполняться импульсами частот f_ΑαΤ и с момента, когда счетчик-накопитель заполнится, на третий вход элемента И 10 поступает уровень логической 1, в результате чего импульсы частотой f_b через элемент И 10 поступают на вход масштабного счетчика 14, а „„ через элементы И 10 и И 20 - на вход 5 5 счетчика 21 объема. Масштабный счетчик 14 и дешифратор 15 вырабатывают импульсы уровня путем деления частоты f_B на масштабный коэффициент пересчета (отношение объема к уровт ню). Импульсы уровня с выхода дешифратора 15 поступают на вход счетчика 13 (через элемент ИЛИ 12) до йомёнта совпадения набранного в этом ёчетчике числа со значением высоты Данного резервуара, которое предварительно записано в элементе 16 памяти высот резервуаров 16. В момент совпадения указанных величин на выходе элемента 16 вырабатывается сигнал уровня логического О, который поступает на второй вход элемента И 10, прекращая тем самым поступление импульсов частоты f₆ на выход элемента И 10, а следовательно, и на вход масштабного счетчика 14 и счетчика 21 объема. .

Обозначим часть длительности такта, в течение которой происходит заполнение счетчика 13 ''импульсами уровня как время досчета. Величина времени досчета определяется значением уровня жидкости в контролируемом резервуаре максимальным значением этого уровня, характером зависимости объема жидкости от ее. уровня (определяется значениями уровней, соответствующих точкам перегиба, которые записаны в дешифраторе 19), масштабным коэффициентом, т.е. отношением приращения объема к приращению уровня (определяется значением коэффициента пересчета импульсов объема в ('импульсы уровня, записанного в дешифраторе 15).

В каждом такте с момента начала времени досчета импульсы частоты f_B, поступающие на вход счетчика 14, пересчитываются с помощью дешифратора 15 в импульсы уровня, т.е. на каждые т; импульсов частоты f_fl, посчитанных счетчиком 14, на выходе дешифратора 15 вырабатывается сигнал импульс уровня, свидетельствующий .о совпддении числа импульсов на выходе счетчика 14 с числом ш;, записанным в дешифраторе 15 (коэффициент пересчета данного участка), С выхода дешифратора 15 импульсы уровня поступают в счетчик 13 (через элемент ИЛИ 12), в счетчик 17 уровня, а также на вход счетчика 14, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым подготавливая к пересчету следующей пачки импульсов частоты f_A в очередной импульс уровня'.'

В начале каждого такта счетчик 17. уровня устанавливается в нулевое состояние импульсом Сброс, поступающим 5 с выхода дешифратора 4, В течение времени досчета происходит счет импульсов уровня для данного резервуара в счетчике 17 уровня. При совпадениях чисел на выходе счетчика 17 10 с числовыми значениями уровня, записанными в дешифраторе 19 уровня для данного резервуара и соответствующими границам аппроксимированных участков кривой зависимости объема от уровня жидкости в резервуаре, дешифратор 19 вырабатывает сигнал точек перегиба. Эти сигналы поступают в счетчик 25, вырабатывающий сигналы управления, обеспечивающие синхронную 20 работу дешифраторов 15 и 19. В начале каждого такта счетчик 25 устанавливается в нулевое состояние (по сигналу с выхода дешифратора 4) и к началу времени досчета данного такта выдает значение первой точки перегиба на вторые входы дешифраторов 15 и 19. При этом пересчет импульсов частоты f_ft в импульсы уровня происходит с коэффициентом пере20 счета, который записан в дешифраторе для первого участка. При совпадении числа импульсов уровня, насчитанного счетчиком 17, с числовым значением уровня первого участка, записанным в дешифраторе 19, счетчик 35 25 вырабатывает сигнал второй точки перегиба, который переключает дешифраторы 15 и 19 на второй участок” кривой зависимости объема от уровня для данного резервуара. При 40 г этом пересчет импульсов частоты в импульсы уровня в масштабном счетчике 14 ив дешифраторе 15 будет происходить уже с коэффициентом пересчета, записанным в дешифраторе 45 15 для второго участка, до достижения уровня второго участка, записанного в дешифраторе 19, и т.д.

Этот процесс происходит в каждом 5θ такте от минимально контролируемого уровня (конкретного резервуара) до текущего значения уровня в данном резервуаре, которое определяется ,г длительностью времени досчета дан55 кого такта, т.е. фактическим значением уровня жидкости в резервуаре.

Импульсы частоты f₈ (с_;выхода делителя 2 частоты) в течение вре1451551 мени досчета” каждого такта поступают через элемент И 20 в счетчик 21 объема. Счетчик 21 (совместно с запоминающим блоком 22 и дешифратором 23) предназначен для определения объема жидкости в выбранных одном или нескольких резервуарах, поэтому счет импульсов объема (импульсы частоты f_&) происходит в нем в течение всего цикла. Выбор резервуаров, в которых необходимо определять объем жидкости, производится соответствующей установкой органов управления коммутатора 26. Принимая в течение измерительного цикла тактовые импульсы от дешифратора 4 и счетчика 3 опроса резервуаров, логическая схема коммутатора 26 производит поочередный опрос органов управления, вырабатывая у себя на выходе последовательность тактовых промежутков. Выбранным для определения объема резервуарам соответствуют такты с уровнем логической 1. Указанная последовательность тактов с выхода коммутатора 26 поступает .на первый вход элемента И 20, на второй вход которого в течение каждого такта поступают импульсы объема частоты f_B (в течение времени досчета). Следовательно, на выход элемента И 20 проходят импульсы объема только для выбранных резервуаров. Эти импульсы поступают в счетчик 21 объема, где суммируются за время цикла опроса всех резервуаров (перед началом каждого цикла счетчик 21 устанавливается в нулевое состояние). После окончания опроса всех резервуаров, т.е. в конце цикла, результат счета (суммарный объем жидкости в выбранных резервуарах) перезаписывается в запоминающий блок 22. Запись производится импульсом Конец цикла, вырабатываемым дешифратором 4. С выхода запоминающего блока 22 значение объема через дешифратор 23 поступает на индикатор 24 в течение всего цикла определения объема. Обновление информации индикатора производится по результату следующего цикла измерения в момент перезаписи результата счета в запоминающий блок 22.

На входы дешифратора 18 поступают выходные сигналы счетчика 17 уровня во время каждого такта и тактовые импульсы от дешифратора 4. Когда числовые значения уровней, соответст8 вующие фиксированным (заданным) объемам жидкости в каждом из резервуаров, записанные в дешифраторе 18 совпадают с числом на выходе счетчи5 ка 17 уровня, дешифратор 18 выдает сигнал на вход запоминающему блоку 27. Блок 27 запоминает полученный сигнал (для данного резервуара) до jq поступления на его вход сигнала о достижении следующего значения фиксированного объема. С выхода запоминающего блока 27 автономный сигнал для каждого из контролируемых резер15 ву.аров поступает в систему автоматического контроля и управления количеством жидкости в группе резервуаров и ее расходом.

Claims

₂₀ Формула изобретения Измеритель объема жидкости, содержащий η датчиков уровня, количество которых соответствует количеству резервуаров, генератор импульсов вы-

25 сокой частоты, счетчик опроса резервуаров, выход которого подключен к входу первого дешифратора, счетчикнакопитель, счетчик входной, счетчик уровня, счетчик объема, счетчик масш₃θ табный, выход которого подключен к входу второго дешифратора, элемент памяти высот резервуаров, первые элементы И,второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и индикатор, при этом выход каж35 дого датчика уровня соединен с первым входом соответствующего первого элемента И, а выход каждого первого элемента И соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ,

40 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, в него введены делитель частоты, второй счетчик-накопитель, счетчик точек перегиба, третий, чет45 вертый и пятый дешифраторы, первый и второй запоминающие блоки, а также коммутатор выбора резервуаров, при этом первый выход делителя частоты подключен к входу счетчика опроса

50 резервуаров, первый выход первого дешифратора соединен с входами Сброс первого и второго счетчиковнакопителей, счетчика входного, счетчика уровня и счетчика точек

55 перегиба, второй - с вторыми входами всех первых элементов И и с первыми входами элемента памяти . высот резервуаров, второго, третьего и чет

Тертого дешифраторов, а также с входом .коммутатора выбора резервуара, (зыход которого связан с первым входом четвертого элемента И, третий выход первого дешифратора связан с (входом Сброс” счетчика объема, четвертый выход первого дешифратора со?· фдинен с входом Установка первого Запоминающего блока, второй выход iieлиτeля частоты подключен к первому ходу второго элемента И, третий ыход - к счетному входу второго четчика-накопителя, четвертый - к ервому входу третьего элемента И; ыход первого элемента ИЛИ соединен о счетным входом первого счетчикаакопителя, первый и второй выходы оторого подключены к вторым входам оответственно второго и третьего лементов И, выход второго счетчикаакопителя подключен к третьему вхоу третьего элемента И, выход котоого соединен с первым входом второо элемента ИЛИ, выход которого свяан со счетным входом счетчика входного, выход ι которого подключен к второму входу элемента памяти высот резервуаров, выход которого соединен с третьим входом второго .элемента И, выход которого связан с вторым вхо5 дом четвертого элемента И и со счетным входом счетчика масштабного, выход второго дешифратора тюдключен к второму входу второго элемента ИЛИ, к входу Сброс счетчика масштабного и к счетному входу счетчика уровня, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого дешифраторов, выход третьего дешифратора подключен к входу второго запоминающего блока, выход четвертого дешифратора соединен со счетным входом счетчика точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго и четвертого дешифраторов, вы2₀ ход четвертого элемента И подключен к счетному входу счетчика объема, выход, которого соединен с информационным входом первого запоминающего блока, выход которого связан с вхо25 дом пятого дешифратора, выход которого подключен к входу индикатора, а выход генератора соединен с входом делителя частоты.