(54) СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ - .38 ни давлений, г;е. происходит накопление ошибки при многократном повторении этой операции, что приводит к погрешности измерени уровн . Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени уровн , в котором весь диапазон значений гидростатического давлени в емкости разбит на поддиапазоны с помощью нескольких пьезометрических трубок разной длины, погружаемые в жидкость концы которых расположены на известных рассто ни х от дна емкости. По результату измерени давле в погруженной трубке суд т, об уровне жидкости под погруженным концой, а суммирование полученного значени уров н с значением рассто ни погруженного конца трубки до даа дает значение уровн жидкости в емкости. В состав уровнемера входит также ис точник пневмопитани , ороссели, клапаны и измерительные приборы (манометры), св занные с каждой пьезометрической трубкой f2|. Недостатком данного уровнемера в-. и е.тс необходимость в источшже повыш ного давлени , рассчитанного на превыш ние максимального гидростатического давлени , а также необходимость в нес1Ш ких. приборах с разными пределами изме ни . Цель изобретени - повышение быстр действи и точности измерени за счет использовани одного цифрового маномет и с6ответствуй5 дего вычислительного уст ройства. Поставленна цель достигаетс тем, что вычислительное устройство выполнено в виде двух блоков регистрации: верхней и нижней точек переключени поддиапазонов измерени , со единенных с одной стороны с выходами манометра, ас другой - блок регистрации верхней точки переключени поддиапазонов измерени соединен с информационным входом Первого триггера входом первого ключа , другой вход которого соединен с выходом первого триггера; выход блока регистрации достижени нижней точ1ш переключени поддиапазонов измерени соединен с информационным входом второго триггера и входом второго ключа, другой вход которого соединен с выходо второго триггера, а входы синхронизаци обоих триггеров соединены с выходом гекератора импульсов, соединенного так с третьими входами обоих ключей, выхо 7 ды которых соединены у первого - с шиной сложени , у второго - с шиной вычитани реверсивного счетчика переключени поддиапазонов измерени . А также в вычислительное устройство ьведбны два элемента И. третий триггер и блок сигнализации, при этом выходы реверсивного счетчика переключател поддиапазонов измерени соединены со входами вычислительного блока и первого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом второго ключа, а информационный вход и выход второго триггера и выход первого элемента И объединены вторым элементом И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора 1шпульсов, а выход третьего триггера соединен с управл ющим входом блока .сигнализации.,. . На чертеже представлена блок-схема устройсгва.Измерительный блок состоит из пьезометрических трубок 1-3 разной длины (в общем случ-ае их количествоможет быть равно п ) с равноотсто щими погружаемыми в жидкость концами. Кажа из пьезометрических трубок через соответствующий дроссель блока 4 дросселей св зана с источником 5 давлени . Выходы пьезометрических трубок. св заны также с соответствующими пневмоклапанами блока 6 йневмоклепанов, выходы которых объединены общим коллектором, св занным со входом ae.TOMaTjMecKoro цифрового манометра 7, Управл ющие входы пневмоклапанов -6 соединены с выходом переключател S поддиапазонов изиерений, состо щего из деш1)фратора 9 и реверсивного счетчика Ю. Выходы триггеров c4eT4JiKQ Ю соединены с первым элементом И 11 и входами вычислительного блока 12, вход которого также соединен с информационным выходом манометра 7. Выходы триггеров выхоцнего регистра цифрового манометра 7 соединены с блоками регистрации достижени верхней 13 и нижней 14 точек переключени поддиапазонов измерени . Выход блока 13 регистрации достижени верхней точки переключени поддиапазонов измерени соединен с информационным входом первого триггера 15 и первым входом первого ключа 16. Bbtsoa триггера 15 соединен со вторым входом ключа 16, блока 14 регистрации достижени нижней точки переключени поддиапазонов измерени соединен с информашюн5 ным входом вгорого триггера 17, первым входом вгорого ключа 18 и первым входом второго элемента И 19. Выход триггера 17 соединен со вторым входом ключа 18 и элемента И 19, причем тре тий вход последнего соединен с выходом первого элемента И 11, соед1тенного также с четвертым входом ключа 18. В ход элемента И 19 соединен с информационным входом третьего триггера 20. Входы синхронизации триггеров 15, 17 20, а такхсе третьи входы ключей 16 и 18 соединены с выходом генератора 2 импульсов. Выход триггера 2О соед1шен со входом блока 22 сигнализашш. Выхо ключа 16 соединен с шиной сложени , а выход ключа 18 - с шиной вычитани реверсивного счетчика 10 переключател поддиапазонов измерени Уровнемер работает следующим образом . Весь диапазон измерени уровн разбит на поддиапазоны, с помощью пьезо- метрических трубок, длина каждой из ко торых определ етс из выражени .... -Cri- lp, Cl) макс-Гмйкс где L - длина г -ной трубки; . максимальный уровень жи Кости; PfA - номинальный предел изме рени манометра; макс - имальный удельный вес жидкости. Таким образом, при РМ 1 кгс/см и и .c I i2 .г/смшаг изменени длины трубок (дискретность) равен 8,33 м. Давление на выходе источника 5 давлени не превосходит (1,5-1,6), Тогда в зависимости от уровн жидкости барботаж осуществл етс только через те трубки, у которых гидростатическое давление, воздействующее, на погруженны концы трубок, не превосходит питавэщего давлени . В трубках, наход щихс над уровнем жидкости, давление pasHq атмосферному. Дроссели блока 4 дросселей ограничивают расход газа через трубки 1-3 измерительного блока. Давление в пьезометрических трубках подаетс через пнеамоклапаны блока 6 на вход автоматического цифрового Манометра 7, выходы триггеров выходного регистра которого соединены с блоками регистрации достижени верхней 13 и нижней 14 точек переключени поддиапазонов измерени . При этом на выходе блока 13по вл етс сигнал,, когда из-, мер емое давление Р превосходит зна7 чение, прин тое Дл осуществлени переключени подгшапазона измерени , цапри-« мер, при R 1,1 . Р Ррп . На выходе блока 14 по вл етс сигнал, когда измер емое давление Р 0,05vPf Pu, Таким образом, если в пьезометрической трубке давление, передаваемое на вход цифрового манометра, находитс в пределах Рцп - 0,05- Р - РХ РВП- I,I РТЛ сигналы на выходах блоков 13 и . 14 отсутствуют, При этом обеспечиваетс установка тргптеров 15, 17 и 20 в нулевое состо ние за счет непрерывного поступлени импульсов на их входы син .хронизашш от генератора 21, а в вычислительном блоке 12 уровень жидкости подсчитываетс по формуле H:;(n-l)i-h-k- номер подключенной труб-ки , счита от дна; Vi р - шаг изменени длины мсхкс трубки; РХ - давление, измеренное в п -трубке Р - удельный вес жидкости. В случае, если Р окажетс больше Рщ, , на выходе блока 13 по витс сигнал и очередным после этого момента импульдом ог генератора 21 триггер 15 установитс в состо ние 1 . Выходные сигналы блока . 13 триггера 15 подготавливают к работе ключ 16, и следующий импульс от генератора 21 проходит через ключ 16 по Ш1ше сложени на счетчик Ю переклю чател 8 поддиапазонов измерени . При атом показание счетчика 1О возрастет на единицу, а после дешифрации состо нн счетчика 10 дешифратором 9 по его выходному сигналу произойдет подключение через соответствующий пневмоклапан входа манометра к следующей менее погруженной трубке. Период поступлени импульсов от генератора 21 должен быть не менее четверти длительности протекани переходного процесса в пневмолини х при переключении манометра с трубки с давлением, авным давлению пневмопитанн , на трубку , давление РХ в которой находитс в ределах о повышает, ыстродействие системы дл измерени ровн . Процесс перебора трубок продолаетс до тех. пор, пока после под ключ еи к манометру менее погруженной труби давление в ней tie -будет находитьс пределах xPgp, При этом сигнал : а выходе блока 13 стает равным нулю:(54) SYSTEM FOR LIQUID LEVEL MEASUREMENT - .38 no pressures, g; e. an accumulation of error occurs during the repeated repetition of this operation, which leads to an error in measuring the level. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring the level in which the entire range of values of hydrostatic pressure in the tank is divided into subranges using several piezometric tubes of different lengths, the ends immersed in the liquid are located at known distances from the bottom capacity. According to the result of the measurement, the pressure in the immersed tube is judged on the level of the liquid under the immersed end, and summing the obtained value of the level with the value of the distance of the immersed end of the tube to give the value of the level of liquid in the tank. The sensor also includes a pneumatic supply source, orossels, valves, and measuring instruments (gauges) associated with each piezometric tube f2 |. The disadvantage of this gauge in-. and there is a need for a source of high pressure, designed to exceed the maximum hydrostatic pressure, as well as the need for a few. devices with different limits of change. The purpose of the invention is to increase the speed and accuracy of measurement by using a single digital pressure gauge and c6 corresponding to a computing device. The goal is achieved by the fact that the computing device is made in the form of two registration units: the upper and lower switching points of the measurement subbands connected on one side with the manometer outputs, and the other, the recording unit of the upper switching points of the measurement subbands is connected to the information input of the First trigger of the first input a key whose other input is connected to the output of the first trigger; the output of the registration unit of reaching the lower switching point of the measurement subbands is connected to the information input of the second trigger and the input of the second key, the other input of which is connected to the output of the second trigger, and the synchronization inputs of both triggers are connected to the output of the trigger helix connected to the third inputs of both keys, output 7 The ports of which are connected at the first one with the folding bus, at the second one with the subtraction bus of the reversible counter for switching the measurement subbands. Also, two elements I are inserted into the computing device. The third trigger and the signaling unit, while the outputs of the reversible counter of the measurement subband switches are connected to the inputs of the computing unit and the first element AND, the output of which is connected to the fourth input of the second key, and the information input and output of the second trigger and the output of the first element And are combined by the second element And, the output of which is connected to the information input of the third trigger, the synchronization input of which is connected to the output of the 1-pulse generator, and the output of the third trigger is connected to the control input of the signaling unit.,. . The drawing shows a block diagram of the device. The measuring unit consists of piezometric tubes 1-3 of different lengths (in general, their number can be equal to n) with equidistant ends immersed in the liquid. Each of the piezometric tubes is connected to a source 5 of pressure through the corresponding choke of the block 4 of the chokes. The outputs of the piezometric tubes. They are also connected with the corresponding pneumatic valves of the 6 Ynemoklepan block, the outputs of which are connected by a common collector connected to the ae.TOMaTjMecKoro digital pressure gauge 7 inlet. counter Y. Trigger outputs c4eT4JiKQ U are connected to the first element 11 and inputs of the computing unit 12, the input of which is also connected to the information output of the pressure gauge 7. Output triggers of the output register of the digital pressure gauge 7 oedineny with blocks register achieve top 13 and bottom 14 of the switching points subbands measurement. The output of the unit for registering the achievement of the upper switching point of the measurement subbands is connected to the information input of the first trigger 15 and the first input of the first key 16. Bbtsoa of the trigger 15 is connected to the second input of the switch 16, the recording unit 14 of reaching the lower switching point of the measurement subbands is connected to the information input of a trigger. 17, the first input of the key 18 and the first input of the second element AND 19. The output of the trigger 17 is connected to the second input of the key 18 and the element AND 19, the third input of the latter being connected to the output th first AND gate 11, also with soed1tennogo fourth input key 18. In the course of the AND 19 is connected to the data input of the third flip-flop 20. The clock inputs of flip-flops 15, 17, 20, and third inputs takhse keys 16 and 18 are connected to the output of the generator 2 pulses. The output of the 2O trigger is connected to the input of the signaling unit 22. The output of the key 16 is connected to the folding bus, and the output of the key 18 is connected to the subtraction bus of the reversible counter 10 of the measurement subband switches. The level gauge works as follows. The whole range of level measurement is divided into subranges using piezometric tubes, the length of each of which is determined from the expression .... -Cri-lp, Cl) max-Gmix where L is the length of a flow tube; . maximum level PfA is the nominal gauge measurement limit; max - the specific specific gravity of the fluid. Thus, at PM 1 kgf / cm and .c I i2 .g / cm, the step of changing the length of the tubes (discreteness) is 8.33 m. The pressure at the outlet of the pressure source 5 does not exceed (1.5-1.6), Then depending on the level of the liquid, sparging is carried out only through those tubes in which the hydrostatic pressure acting on the immersed ends of the tubes does not exceed the feed pressure. In tubes above the fluid level, the pasHq pressure is atmospheric. The throttles of the block 4 throttles limit the gas flow through the tubes 1-3 of the measuring unit. The pressure in the piezometric tubes is supplied through the Pneamoclamps of the block 6 to the input of the automatic digital manometer 7, the outputs of the triggers of the output register of which are connected to the recording units of reaching the upper 13 and lower 14 switching points of the measurement subbands. At the same time, the output of the unit 13po is a signal, when the measured pressure P exceeds the value accepted for the switching of the measurement subrange, measured for example, at R 1.1. R RRP. At the output of block 14, a signal appears when the measured pressure P 0.05vPf Pu. Thus, if in the piezometric tube the pressure transmitted to the input of the digital pressure gauge is within Pcp - 0.05-P-PX RTD-I, I RTL signals at the outputs of blocks 13 and. 14 are absent. At the same time, the installation of grpters 15, 17 and 20 is provided in the zero state due to the continuous arrival of pulses at their inputs of the sync clock from the generator 21, and in the computing unit 12 the liquid level is calculated by the formula H:; the number of the connected pipes, counting from the bottom; Vi p is the step of changing the length of the msx tube; PX is the pressure measured in the n-tube P - the specific gravity of the fluid. In the event that P turns out to be greater than Рщ,, at the output of block 13 the signal turns on and the next pulse of oscillator 21 after this moment, oscillator 21, trigger 15 is set to state 1. Block output signals. The 13 flip-flops 15 prepare the key 16 for operation, and the next pulse from the generator 21 passes through the key 16 along the W 1st addition to the counter Y switch of 8 measurement subbands. With an atom, the counter reading 1O will increase by one, and after decoding the state of the counter 10 by the decoder 9, its output signal will be connected via the corresponding pneumatic valve of the pressure gauge to the next less loaded tube. The period of arrival of pulses from the generator 21 must be at least a quarter of the duration of the transient process in the pneumolines when the pressure gauge switches from a tube with pressure, avtav pressure of a pneumatic tube to a tube whose pressure PX is within limits, the system for measuring is even. The process of sorting the tubes continues to those. then, until after the switch to the manometer of the less immersed pipe and the pressure in it, the tie will be within xPgp, the signal: and the output of the block 13 becomes equal to zero:
импульсом or генератора 21 триггер 15, станавливаетс в нулевое состо ние, а люч 16 закрываетс . Если давление трубке уменьшаетс до величины выходе блока 14 по вл етс сигнал, по которому, слеоуюшим за этим моментом импульсом от генератора 21,.триггер 17 перебрасываетс в единичное состо ние. Элемент И 11 фиксирует только нулевое состо ние счетчика 10, и во всех других случа5Ех. на его выходе имеетс сигнал, разрешающий работу всей схемы. Выходными сигналами триггера 17, блока 14 и элемента И 11 (при ненулевом состо нии сче-пчика 10) подготавливаетс к работе ключ 18, через который импульс от генератора 21 проходит по шине вычитани на счетчик 10, После деши4рации. состо ни счетчика 1О дешифратором 9, происходит переключение через соответствующий клапан блока 6 пневмоклапаиов входа манометра на трубку большей длины. Процесс переключени происходит до тех пор, пока давление в трубке не будет находитьс в определенных пределах . После чего сигнал на выходе блока 14 стает равным нулю, и импульсом от генератора 21 триггер 17 устанавливаетс в нулевое состо ние, а ключ 18 закрываетс , Нсли при переключении на трубку наибольшей длины давление в ней (например, при исчезновении питающего давлени ), то выходным сигналом элемента И 11 ключ 18 закрываетс . При этом сигналами с выхода блока 14, триггера 17 и элемента И II, объединенных элементами И 19, по импульсу от генератора 21 триггер 2О устанавливаетс в единичное состо ние, включа блок сигнализации 22, Введенные элементы и узлы позвол ют повысить быстродействие и точность измерени при высокодинамичных процессах изменени уровн жидкости (например, в процессе слива-налив.а в вертикальных резервуарах в нефтехимии), В случае изменени состо ни счетчика при воздействий на него различного рода помех в системе осуществл етс перебор тру бок по вышеуказанному принципу и вновь выбираетс прежн пь.езометрическа трубка. При полном опорожнении сосуда или водохранилища, или исчезновении питающего давлени система вырабатывает соответствующий сигнал.impulse or generator 21, trigger 15, is set to the zero state, and key 16 is closed. If the pressure of the tube decreases to the value of the output of the block 14, a signal appears by which, following this moment from the generator 21, the trigger 17 is transferred to a single state. Element And 11 captures only the zero state of the counter 10, and in all other cases 5 EX. at its output there is a signal enabling the operation of the entire circuit. The output signals of trigger 17, block 14, and element 11 (in the non-zero state of the counter 10) prepare the key 18 for operation, through which the pulse from the generator 21 passes through the subtraction bus to the counter 10, after it has been deactivated. the state of the counter 1O by the decoder 9, switching occurs through the corresponding valve of the unit 6 pneumatic valves of the manometer inlet to a tube of greater length. The switching process takes place until the pressure in the tube is within certain limits. After that, the signal at the output of block 14 becomes equal to zero, and the pulse from generator 21, trigger 17 is set to zero, and key 18 is closed. If, when switching to a tube of greatest length, the pressure in it (for example, when the supply pressure disappears), then output signal element 11 and the key 18 is closed. At the same time, signals from the output of block 14, trigger 17 and element II, combined by elements AND 19, pulse from generator 21, trigger 2O is set to one state, including the signaling unit 22, the input elements and nodes improve the speed and accuracy of measurement highly dynamic processes of changing the level of a liquid (for example, in the process of draining-pouring and in vertical tanks in the petrochemical industry). In the case of a change in the state of the meter when it is affected by various kinds of interference in the system, on the above principle and the newly selected still p.ezometricheska tube. When the vessel or reservoir is completely empty, or the supply pressure disappears, the system generates a corresponding signal.
В предложенной системе использован манометр, диапазон измерени которого по меньшей мере в несколько раз меньше.The proposed system uses a pressure gauge, the measurement range of which is at least several times smaller.
максюлального гидростатического давлени , -а также то, что в системе применен ис . точнйк давлени , развивающий давление в несколько раз меньше максимального гидростатического. Применение узкопредельного манометра повышает почти на , пор док точность измерени уровн в водохранилищах или резервуарах с большим диапазоном изменени уровн жидкости .Max hydrostatic pressure, -a also that is used in the system. Precise pressure, which develops pressure several times less than maximum hydrostatic pressure. The use of a narrow-gauge manometer increases the accuracy of level measurement in reservoirs or tanks with a large range of changes in the level of a liquid by almost the same order.