SU1578491A1 - Discrete temperature-sensitive resistor level indicator - Google Patents

Discrete temperature-sensitive resistor level indicator Download PDF

Info

Publication number
SU1578491A1
SU1578491A1 SU874261901A SU4261901A SU1578491A1 SU 1578491 A1 SU1578491 A1 SU 1578491A1 SU 874261901 A SU874261901 A SU 874261901A SU 4261901 A SU4261901 A SU 4261901A SU 1578491 A1 SU1578491 A1 SU 1578491A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
level
input
logic circuit
channel
Prior art date
Application number
SU874261901A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Степанович Ступак
Николай Евгеньевич Синицкий
Евгений Анатольевич Москаленко
Игорь Валентинович Проскурко
Original Assignee
Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср filed Critical Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср
Priority to SU874261901A priority Critical patent/SU1578491A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1578491A1 publication Critical patent/SU1578491A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  уровн , например, криогенных жидкостей. Устройство содержит N терморезисторных датчиков уровн  1, N конденсаторов 2, образующих совместно с датчиками дифференцирующие цепи 3, генератор импульсов 4, N-1 элементов И 5, логическую схему 6, состо щую из N каналов, каждый из которых содержит одновибратор 7 и D-триггер 8. Выходы логической схемы соединены с N-канальным индикатором 9. В установившемс  режиме работы горит светодиод, соответствующий уровню жидкости в емкости, при этом все датчики, наход щиес  ниже уровн  жидкости, кроме верхнего, отключены от генератора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to instrumentation and can be used to measure the level of, for example, cryogenic liquids. The device contains N thermistor level sensors 1, N capacitors 2, which together with sensors form differentiating circuits 3, pulse generator 4, N-1 elements AND 5, logic circuit 6, consisting of N channels, each of which contains a single vibrator 7 and D- trigger 8. The outputs of the logic circuit are connected to the N-channel indicator 9. In the steady state operation, the LED lights up corresponding to the liquid level in the tank, while all sensors that are below the liquid level, except the top one, are disconnected from the generator. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

ЈJ

сл VIsl VI

0000

о about

фиг.1figure 1

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл  измерени  уровн  преимущественно криогенных жидкостей.This invention relates to instrument making and can be used in various industries to measure the level of predominantly cryogenic liquids.

Цель изобретени  - повышение экономичности устройства путем уменьшени  мощности, рассеиваемой в контролируемой среде.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing the power dissipated in a controlled environment.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - stress diagrams.

Устройство содержит п датчиков 1 уровн  (1.1Л 1.2 1.п), установленных равномерно по высоте контролируемой емкости, п конденсаторов 2 (2.1, 2.2, ..,, 2.п), образующих совместно с датчиками 1 уровн  дифференцирующие цепи 3 (3.1, 3.2, ..., З.п), генератор 4 импульсов, п-1 элементов И 5 (5.1, 5.2, .... 5.(п-1)), логическую схему 6, состо щую из п каналов 6.1, 6.2б.п, каждый из которых содержит одновибратор 7 и D-триггер 8, инверсный выход которого  вл етс  выходом канала, вход одновибрато- ра 7  вл етс  входом канала, а выход одновибратора подключен к первому входу триггера 8, второй вход которого (счетный)  вл етс  дополнительным входом логической схемы 6 и общим счетным входом дл  всех каналов. Выходы дифференцирующих цепей подключены к соответствующим входам логической схемы 6, выходы которой соединены с индикатором 9 уровн , а выход генератора 4 подключен к дополнительному входу логической схемы б, к входу дифференцирующей цепи З.п верхнего датчика 1.п уровн  и к первым входам элементов И (5.1, 5.25.(п-1)), выходы которых соответственно подключены к входам остальных дифференцирующих цепей 3.1, 3.23.(n-1), aThe device contains n level 1 sensors (1.1L 1.2 1.p) installed evenly along the height of the monitored capacitance, n capacitors 2 (2.1, 2.2, .., 2.p), which together with the level 1 sensors form differentiating circuits 3 (3.1 , 3.2, ..., Z.p), a generator of 4 pulses, n-1 elements AND 5 (5.1, 5.2, .... 5. (n-1)), logic circuit 6, consisting of n channels 6.1 , 6.2b. P., Each of which contains a single vibrator 7 and a D-flip-flop 8, the inverse output of which is the channel output, the input of the single vibrator 7 is the channel input, and the output of the single vibrator is connected to the first input of the trigger 8, the second input where d (counting) is an additional input of the logic circuit 6 and the counting input common for all channels. The outputs of the differentiating circuits are connected to the corresponding inputs of the logic circuit 6, the outputs of which are connected to the level indicator 9, and the output of the generator 4 is connected to the auxiliary input of the logic circuit b, to the input of the differentiating circuit Z.p of the upper sensor 1.p level and to the first inputs of the And elements (5.1, 5.25. (P-1)), the outputs of which are respectively connected to the inputs of the other differentiating circuits 3.1, 3.23. (N-1), a

вторые входы элементов И 5,1,5.25. (п-1)the second inputs of the elements And 5,1,5.25. (p-1)

соответственно соединены с выходами каналов логической схемы б, соответствующих датчику вышерасположенного уровн , т.е. к первому входу элемента И 5.1 подключен выход канала 6.2 и т.д., а к первому входу элемента И 5.(п-1)- выход канала б.п.respectively connected to the outputs of the channels of the logic circuit b corresponding to the sensor of the upper level, i.e. the output of channel 6.2, etc., is connected to the first input of element 5.1; and the output of channel 5 is connected to the first input of element 5. (p-1) - the output of the channel bp

Индикатор 9 уровн  может, например, состо ть из п идентичных каналов, каждый из которых содержит последовательно включенные буферный формирователь 10, светодиод 11 и резистор 12, подключенный вторым выводом к источнику питани  положительной пол рности (не показан), причем входы буферных формирователей 10  вл ютс  входами индикатора 9 уровн .The level indicator 9 may, for example, consist of n identical channels, each of which contains a series-connected buffer driver 10, an LED 11 and a resistor 12 connected by a second output to a positive polarity power source (not shown), and the inputs of the buffer driver 10 The inputs of level 9 indicator.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подаче питани  на уровнемер в момент времени ti (фиг. 2) триггеры 8 сбрасываютс  в нулевое состо ние (устройство сброса не показано) и генератор 4 начинает генерировать пр моугольные импульсы длительностью tu (Фиг.2, Ui), поступающиеWhen power is applied to the level gauge at time ti (Fig. 2), the flip-flops 8 are reset to the zero state (the reset device is not shown) and the generator 4 begins to generate square pulses with a duration of tu (Figure 2, Ui) arriving

через первые входы элементов И 5.1, 5.2through the first inputs of elements And 5.1, 5.2

5.(п-1) благодар  присутствующим на их вторых входах высоким уровн м напр жени  (уровень лог. 1), на входы дифференцирующих цепей 3.1, 3.2 3.(п-1) и5. (p-1) due to the high voltage levels present at their second inputs (log level 1), to the inputs of differentiating circuits 3.1, 3.2 3. (p-1) and

непосредственно на дифференцирующую цепь З.п. Очевидно, что проход щий через дифференцирующую цепь импульс мен ет свою форму в зависимости от значени  посто нной времени цепиdirectly to the differentiating circuit Z. p. It is obvious that the pulse passing through the differentiating chain changes its shape depending on the value of the time constant of the chain

,,

где R - сопротивление датчика 1 уровн ; С - емкость конденсатора 2. Необходимую форму импульса на выходе дифференцирующей цепи можноwhere R is the resistance of sensor 1 level; C - capacitor 2 capacitance. The required pulse shape at the output of the differentiating circuit can be

получить, выбира  ее посто нную времени в соответствии с соотношениемget, choose its time constant according to the ratio

ЈJ

Поскольку в реальных услови х на уро- вень выходного напр жени  дифференцирующей цепи вли ют паразитные элементы RC-цепи, а также сопротивление источника RU входного сигнала, то дл  скачка входного напр жени  Um на выходе дифференци- рующей цепи напр жение равноSince in reality the parasitic elements of the RC circuit as well as the impedance of the source RU of the input signal affect the output voltage of the differentiating circuit, in order to jump the input voltage Um at the output of the differentiating circuit, the voltage

U/Vx -тп вых(1) - тч-T-R- еU / Vx -tp out (1) - tch-T-R- e

C(RU+R). 0) Ru + R D C (RU + R). 0) Ru + R D

5 Таким образом, максимальное значение уровн  выходного напр жени  зависит от соотношени  между сопротивлени ми R и RU и при значительном уменьшении значени  сопротивлени  R уровень выходного5 Thus, the maximum value of the output voltage level depends on the ratio between the resistances R and RU and with a significant decrease in the value of resistance R the level of the output voltage

Q напр жени  также уменьшаетс . Кроме того , вследствие конечной длительности фронта входного напр жени  из-за вли ни  паразитной выходной емкости генератора и паразитных емкостей дифференцирую5 щей цепи и кабел  длительность переднего фронта выходных импульсов увеличиваетс , что также приводит к уменьшению амплитуды .The Q voltage also decreases. In addition, due to the final length of the front of the input voltage, due to the influence of the parasitic output capacitance of the generator and the parasitic capacitances of the differentiating circuit and cable, the length of the leading front of the output pulses increases, which also leads to a decrease in amplitude.

Параметры дифференцирующих цепейDifferential circuit parameters

Q выбирают таким образом, что при нахождении в хладагенте датчиков уровн , когда значение их сопротивлений максимально, посто нные времени цепей соответственно равныQ is chosen in such a way that when the level sensors in the refrigerant, when the value of their resistances is maximal, the time constants of the circuits are respectively

5ri «r2...«rn«ktu .5ri "r2 ..." rn "ktu.

В случае нахождени  датчиков уровн  вне криогенной жидкости, например при выходе их из хладагента, или его отсутствии в резервуаре, где установлены датчики, их сопротивлени  минимальны, что приаодит к значительному уменьшению посто нных времени дифференцирующих цепей 3. Если выбрать значениеIf the level sensors are located outside the cryogenic liquid, for example, when they exit from the refrigerant, or its absence in the tank where the sensors are installed, their resistance is minimal, which significantly reduces the time constant of the differentiating circuits 3. If the value of

k 0,1-0,3k 0.1-0.3

tutu

дл  датчиков 1 уровн , наход щихс  в хладагенте , когда их сопротивление максимально , то очевидно, что при выходе датчиков уровн  из криогенной жидкости согласно формулы (1) амплитуда выходного напр жени  уменьшаетс  практически до нул , так как посто нные времени дифференцирующих цепей 3 при этом уменьшаютс  на несколько пор дков.for the level 1 sensors located in the refrigerant, when their resistance is maximal, it is obvious that when the level sensors exit from the cryogenic liquid according to formula (1), the output voltage amplitude decreases to almost zero, since the time constant of the differentiating circuits 3 reduced by several orders of magnitude.

Таким образом, если хладагент в резер- вуаре, где установлены датчики уровн , в период времени ti-ta (фиг. 2) отсутствует, то на выходах дифференцирующих цепей 3 напр жение практически равно нулю, а на выходах одновибраторов 7 логической схемы б сохран ютс  низкие уровни напр жений (в дальнейшем - уровень лог. О), при этомThus, if the refrigerant in the tank, where level sensors are installed, is absent during the ti-ta period (Fig. 2), then the voltage at the outputs of the differentiating circuits 3 is almost zero, and at the outputs of the one-shot 7 logic circuit b low voltage levels (hereinafter - the level of the log. O), while

триггеры 6.1, 6.2б.п, стробируемые поtriggers 6.1, 6.2b.p, gated by

заднему фронту импульсов, с выхода генератора 4 сохран ют на инверсных выходах логической схемы 6 уровни лог. 1, в результате чего свечение светодиодов 11.1, 11.211.п индикатора 9 уровн  отсутствует .to the falling edge of the pulses, from the output of the generator 4, the levels log are stored at the inverse outputs of logic circuit 6. 1, as a result of which the luminescence of the LEDs 11.1, 11.211.p of the level 9 indicator is absent.

При заливе хладагента в резервуар и погружении в момент времени датчика 1.1 уровн  его сопротивление скачком увеличиваетс , посто нна  времени дифференцирующей цепи 3.1 также увеличиваетс  и становитс  равной п, в результате чего при поступлении на ее вход пр моугольных импульсов на выходе формируютс  разнопо- л рные импульсы, причем одновибратор 7.1 на каждый импульс положительной пол рности (фиг. 2. Ui, U2, Us; ) формирует импульс длительностью tu to Т, в результате чего на инверсном выходе триггераWhen the refrigerant is poured into the reservoir and the level 1.1 of the sensor 1.1 is immersed, its resistance increases abruptly, the time constant of the differentiating circuit 3.1 also increases and becomes equal to n, as a result of which rectangular pulses are output at its input, different polarity pulses , with a one-shot 7.1 for each pulse of positive polarity (Fig. 2. Ui, U2, Us;) generates a pulse with a duration of tu to T, resulting in the inverse output of the trigger

8.1устанавливаетс  и поддерживаетс  уро- вень лог. О, привод щий к свечению све- тодиода 11.1 (фиг, 2, Щ; t2-ta). При затоплении в момент времени 1з датчика 1.2 уровн  описанные процессы повтор ютс  дл  дифференцирующей цепи 3.2 и канала8.1 Installs and maintains a log level. O, leading to luminescence of the LED 11.1 (fig. 2, Щ; t2-ta). When the level 1.2 sensor 1.2 is flooded, the described processes are repeated for the differentiating circuit 3.2 and the channel

6.2логической схемы 6, в результате чего установившийс  на выходе канала 6.2 уро- вень О в момент времени t4 приводит к свечению светодиода 11.2 и установлению6.2 of logic scheme 6, as a result of which the level O established at the output of channel 6.2 at the time t4 causes the LED 11.2 to glow and

на втором входе элемента И 5.1 уровн  О, преп тствующего дальнейшему прохождению импульсов через дифференцирующую ,цепь 3.1 (фиг. 2, t3-t4). При поступлении очередного импульса по его заднему фронту опрокидываетс  триггер 8.1 и свето- диод 11.1 гаснет. В дальнейшем описанные процессы повтор ютс  дл  всех остальныхat the second input of the element is And 5.1 level O, which prevents further passage of pulses through the differentiating circuit 3.1 (Fig. 2, t3-t4). When the next pulse arrives at its falling edge, trigger 8.1 overturns and LED 11.1 goes out. In the following, the processes described are repeated for all other

погруженных в хладагент датчиков уровн , причем одновременное свечение светодиодов , например 11.1 и 11.2. в период времени ts-t4 T позвол ет определ ть направление движени  жидкости в закрытом резервуаре. Остальное врем  горит только один светодиод, соответствующий верхнему затопленному датчику уровн , т.е. уровню измер емой жидкости.level sensors immersed in the coolant, and the simultaneous illumination of LEDs, for example 11.1 and 11.2. over a period of time ts-t4 T, it is possible to determine the direction of movement of the fluid in a closed tank. The rest of the time, only one LED is lit corresponding to the upper flooded level sensor, i.e. measured liquid level.

При понижении уровн  жидкости устройство работает аналогично. Допустим, что затоплены датчики 1.1 и 1.2. При этом согласно фиг. 2 на инверсном выходе триггера 8.2 присутствует уровень лог. О ( ts), запрещающий поступление импульсов с выхода генератора 4 на дифференцирующую цепь 3.1, а на втором входе элемента И 5.2 присутствует уровень лог. 1, разрешающий поступление импульсов на дифференцирующую цепь 3.2. При понижении уровн  жидкости датчик 1.2 в некоторый момент времени оказываетс  в ее парах и его сопротивление резко падает, уменьша  тем самым посто нную времени дифференцирующей цепи 3.2. В результате выходное напр жение цепи 3.2 уменьшаетс  практически до нул  и по заднему фронту выходного импульса генератора 4 триггер 8.2 устанавливаетс  в состо ние лог. О, при этом на его инверсном выходе устанавливаетс  уровень лог. 1, разрешающий поступление импульсов с выхода генератора 4 через элемент И 5.1 на дифференцирующую цепь 3.1, а светодиод 11.2 гаснет. Поскольку датчик 1.1 в это врем  находитс  в жидкости , его сопротивление велико, на выходе дифференцирующей цепи 3.1 при поступлении очередного импульса с выхода генератора 4 присутствует знакопеременное напр жение и на инверсном выходе триггера 8.1 устанавливаетс  уровень лог. О, зажигающий светодиод 11.1 При выходе из жидкости нижнего датчика 1.1 его сопротивление резко уменьшаетс , на инверсном выходе триггера 8.1 устанавливаетс  уровень лог. 1 и светодиод 11.1 гаснет.When the fluid level decreases, the device works in the same way. Assume that sensors 1.1 and 1.2 are flooded. Here, according to FIG. 2 at the inverse trigger output 8.2 there is a log level. O (ts), prohibiting the flow of pulses from the output of the generator 4 to the differentiating circuit 3.1, and at the second input of the element And 5.2 there is a level log. 1, allowing the flow of pulses to the differentiating circuit 3.2. When the fluid level decreases, the sensor 1.2 at some moment of time appears in its pairs and its resistance drops sharply, thus reducing the time constant of the differentiating circuit 3.2. As a result, the output voltage of the circuit 3.2 decreases almost to zero and on the falling edge of the output pulse of the generator 4, the trigger 8.2 is set to the log state. Oh, while at its inverse output a log level is set. 1, allowing the arrival of pulses from the output of the generator 4 through the element AND 5.1 to the differentiating circuit 3.1, and the LED 11.2 goes out. Since the sensor 1.1 is at this time in the liquid, its resistance is high, alternating voltage is present at the output of the differentiating circuit 3.1 when the next pulse arrives from the output of the generator 4 and the level log is set at the inverse output of the trigger 8.1. O, the firing LED 11.1. When the lower sensor 1.1 comes out of the liquid, its resistance sharply decreases, the level of the log is set at the inverse output of the trigger 8.1. 1 and LED 11.1 goes out.

Введение в тепловой дискретный уровнемер п-1 элементов И, подключение их соответствующим образом к остальным элементам уровнемера и предлагаемое выполнение логической схемы позвол ет отключать от генератора все датчики уровней , наход щиес  ниже контролируемого уровн  жидкости, кроме одного верхнего.Introduction to the thermal discrete level gauge n-1 of the elements I, connecting them accordingly to the other elements of the level gauge and the proposed implementation of the logic circuit allows disconnecting from the generator all the level sensors that are below the monitored liquid level, except for one upper level.

Claims (2)

1. Дискретный терморезисторный уровнемер , содержащий генератор импульсов, N установленных по высоте контролируемой емкости датчиков уровн , каждый из которых соединен с первым выводом соответствующего конденсатора и с соответствующим входом N-канальной логической схемы, выходы которой подключены к индикатору , а второй вывод конденсатора, соединенного с верхним датчиком, подключен к генератору импульсов, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  экономичности путем уменьшени  мощности, рассеиваемой в контролируемой среде, в нем датчики выполнены в виде терморезисторов , каждый из которых вторым выводом соединен с общим проводом, а также введено N-1 элементов И, выходы которых подключены соответственно к вторым выводам1. Discrete thermistor level gauge containing a pulse generator, N installed along the height of the monitored capacitance level sensors, each of which is connected to the first output of the corresponding capacitor and the corresponding input of the N-channel logic circuit, the outputs of which are connected to the indicator, and the second output of the capacitor connected with the upper sensor, connected to a pulse generator, characterized in that, in order to increase efficiency by reducing the power dissipated in a controlled environment, it has Ticks are made in the form of thermistors, each of which is connected to the common wire by a second terminal, and N-1 elements I are also entered, the outputs of which are connected respectively to the second terminals оabout ЪB N-1 конденсаторов, первые входы - к генератору импульсов, а второй вход каждого - к выходу канала логической схемы, соответствующего вышерасположенному датчику, при этом дополнительный вход каждого канала логической схемы подключен к генератору импульсов.N-1 capacitors, the first inputs to the pulse generator, and the second input of each to the channel output of the logic circuit corresponding to the upstream sensor, with the auxiliary input of each channel of the logic circuit connected to the pulse generator. 2. Уровнемер по п. 1, отличающий- с   тем, что каждый канал логической схемы содержит последовательно соединенные одновибратор и О-триггер, счетный вход которого  вл етс  дополнительным входом, а инверсный выход - выходом канала.2. The level gauge according to claim 1, characterized in that each channel of the logic circuit contains a serially connected one-shot and an O-flip-flop, the counting input of which is an additional input, and the inverse output - the output of the channel. t t
SU874261901A 1987-06-15 1987-06-15 Discrete temperature-sensitive resistor level indicator SU1578491A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874261901A SU1578491A1 (en) 1987-06-15 1987-06-15 Discrete temperature-sensitive resistor level indicator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874261901A SU1578491A1 (en) 1987-06-15 1987-06-15 Discrete temperature-sensitive resistor level indicator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1578491A1 true SU1578491A1 (en) 1990-07-15

Family

ID=21310843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874261901A SU1578491A1 (en) 1987-06-15 1987-06-15 Discrete temperature-sensitive resistor level indicator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1578491A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1281909,кл. G 01 F 23/24, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4083248A (en) Digital liquid-level gauging systems
EP0183454B1 (en) Tilt angle detection device
US4467272A (en) Circuit for measuring inductance changes
NL8420187A (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE VALUE OF A CAPACITY.
GB1276717A (en) Time-controlled electronic device for dispensing measured quantities of a liquid medium
US4633168A (en) Measuring system for determining the reactance ratio of a pair of reactive devices
SU1578491A1 (en) Discrete temperature-sensitive resistor level indicator
US4617512A (en) Capacitance measuring device including an overrange circuit
US2929992A (en) Pulse tachometer
SU1303834A1 (en) Multicell indicator of liquid level
SU1059454A1 (en) Device for measuring parameters on rotating shafts
SU1377607A1 (en) Electronic thermometer
SU1746254A1 (en) Viscometer
SU1241183A1 (en) Device for measuring time intervals
SU1150487A1 (en) Discrete level indicator
SU1046931A1 (en) Voltage-to-frequency converter
SU1016696A1 (en) Device for measuring temperature having frequency output
SU1076756A1 (en) Specific fuel cons umption meter
SU1281926A1 (en) Device for checking condition of thermoelectric temperature transducers
SU381046A1 (en) DEVICE FOR MEASURING PULSE HEAT
SU794523A1 (en) Linear velocity meter
SU998976A1 (en) Device for measuring rlc parameters
RU2099724C1 (en) Device for measurement of electric capacitance and/or active resistance
SU1151831A1 (en) Device for indicating level of boiling liquids
SU606139A1 (en) Arrangement for measuring induction motor slip frequency