SU898262A1 - Дискретный уровнемер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к устройствам контрол  уровн , и может быть исполь зовано дл  измерени  уровн  жидкости в сосудах больших размеров. Известны поплагзковые уровнемеры, содержащие расположенные в немагнитной трубе поплавок с посто нным магнитом и вертикально размещенные герконы , которые подключены к регистрирующему устройству через преобразова тель 1. Недостатком таких уровнемеров  вл етс  низка  точность измерени  при больших диапазонах измерени , обусло ленна  рассто нием между герконами. Уменьшение шага дискретности влечет за собой увеличение числа герконов и выводов из объекта контрол , что значительно усложн ет конструкцию. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  дискретный уровнемер, который содержит поплавок, вкл чающий в себ  чередующиес  магнитные и немагнитные , секции и герконы, расположенные вертикально в немагнитной трубе, сое диненные в группы и подключенные к измерительной схеме. Рассто ние между герконами равно h 2пК, где п 1, 2, 3...... К - разрешающа  способность. : Наличие нескольких магнитных секций на поплавке, чередующихс  с немагнитными секци ми, позвол ет повысить точность измерени  при одном и том же количестве герконов 2 It Однако большое чгюло проводников при значительных ве.пичиках h, подключенных к измерит5льному преобразователю и необходимых дл  последова тельного опроса всехгерконов, зна чительно усложн ет конструкцию урознемера и снижает надежность. Цель изобретени  - упрощение конструкции . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, включающем попла389 eoK с чередующимис  магнитными и немагнитными секци ми, датчики положени  поплавка, выполненные в виде герконов и размещенные в немагнитной трубе с определенным шагом, причем их входы объединены в группы, а выходы одноименных контактов каждой группы соединены между собой, измерительный преобразователь, счетчики, генератор, схемы И и триггер, измерительный преобразователь выполнен в виде кольцевого регистра сдвига, коммутатора, шифратора, схемы ИЛИ, дешифратора, при этом счётный вход кольцевого регистра сдвига соединен с выходом одной схемы И и со счетным входом сметчика импульсов сдвига, а установленные входы подключены ко входам одноименных контактов каждой группы герконов и ко входам схемы ИЛ выход которой подключен ко входу триг гера, выходы кольцевого регистра сдвига соединены через дешифратор с ши ратором, вход которого одновременно соединен с управл ющим входом генера тора, выходы которого подключены к одним входам схем И, их другие входы соединены с выходами триггера, а выход схемы И подключен ко входу счетчика группы, выходы которого через коммутатор соединены со входами груп герконов. На фиг. 1 представлена структурна схема управлени ; на фиг. 2 - конструкци  поплавка и схема соединени  герконов. Уровнемер содержит поплавок 1 из набора магнитных и немагнитных секций , двигающийс  вверх и вниз (с уро нем жидкости) вдоль размещенных вертикально в немагнитной трубе (не показана), герконов 2, преобразователь 3, в состав которого входит схема ИЛИ k, входы которой соединены с выходами одноименных контактов каждой группы герконов и с установоч ными входами кольцевого регистра сдв га 5, выходы которого соединены с входом дешифратора 6 с последователь но соедиенным шифратором 7, коммутатором 8, выходы которого соединены с входами групп герконов, триггер 9, вход которого соединен с выходо м схемы ИЛИ k, а пр мой и инверсный, выходы подключены, соответственно, к схемам И 10 и 11, выход одной из них соединен со счетным входом счетчика импульсов сдвига 12 и со счетым входом кольцевого регистра сдвига 5 выход другой схемы И 11 подключен ко входу счетчика номера группы 13, выходы которого соединены с коммутатором 8, генератор И, вход соединен с выходом дешифратора 6, а выходы подключены соответственно к схемам.И 10 и 11. При движении поплавка вверх и вниз с изменением уровн  герконы, наход щиес  в поле действи  магнитных участков поплавка, замыкаютс . При налимий сигналов опроса групп с коммутатора на выходных шинах а,...,а образуютс  коды в соответствии с состо нием герконов (замкнут - 2, разомкнут - 0) Поскольку выходы а, , . ...а, одновре/7 6 WeHHO  вл ютс  установочными входами кольцевого регистра сдвига, то в последнем устанавливаетс  соответствующии код. Поплавок не должен опускатьс  ниже своего начального положени  (фиг.2).. Замкнутым в начальном положении поплавка  вл етс  геркон, соответствующий выходной шине а ,так как только этот геркон находитс  против магнитного участка, следовательно на этом выходе при опросе будет единица, на остальных выходах а,-.«s а - нули, в результате в кольцевом регистре сдвига устанавливаетс  код 100000. При движении поплавка вверх от начального положени , коды на выходных шинах измен ютс  в зависимости от рассто ни  в единицах разрешающей способности К в соответствии с табл,1 (дл  случа  h 8К, h - ). Коды, помещенные в табл. 1 характеризуютс  следующими признаками: 1) каждый последующий код отличаетс  от предыдущего на 1 бит; 2) коды не повтор ютс  в одном цикле 3) полный цикл кодов повтор етс , начина  с уровней 48К, ЗбК и т.д.; k) код может быть разбит на 6 колонок, в общем случае число колонок равно числу разр дов кода и числу выходных шин 5) код в каждой последующей колонке  вл етс  сдвинутым на один разр д вправо по отношению к одноименному коду в предыдущей колонкеj при этом последующий разр д становитс  на место первого : lOQOQO (1 олонка), 010000 (2 колонка ) ,001000 (3 колонка) и,т.д., 6) количество разр док в коде меньше количества кодоа -j; одной колон ке. Благодар  признаку, указанному в пункте 5, любой из кодов табл,1 может быть приведен к одному из кодов первой колонки (начальных кодов)пос ле установки кольцевого регистра сд га влево (каждый импульс дл  сдвига на 1 разр д)дл  получени  одного из кодов первой колонки. Например, если в кольцевом регистре установитс  код 100011, соответствующий уровню ЗВК, то через k импульса в кольцевом регистре установитс  код 111000, соответствующий уровню 6К, причем разность уров ней, соответствующа  исходному коду и преобразованному в кольцевом регистре сдвига с приходом одного импульса сдвига, составл ет величину h. Таким образом, если в кольцевом регистре сдвига после опроса коммуЧатором установитс  код 1000011, то это значит, что поплавок перемес тилс  вверх от начального положени  на рассто ние 6К + ih. Принадлежность кода к тому или иному циклу учитываетс  в счетчике ЦИКЛОВ; Таким образом, положение поплавка однозначно определ етс  номером цикла, количеством импульсов сдвига и пор дковым номером, в колонке при измерении все эти значени  фиксируютс  в соответствующих счетчиках. Структура кодов в цикле обусловлена соотношением длин магнитных и немагнитных участков поплавка. Сх ма определени  этого соотношени  при ведена в табл. 2. После установки в нулевое состо  ние счетчиков 12 и 13, кольцевого ре гистра сдвига и триггера 9 включает с  генератр 1, сигналы с которого поступают через схему И 11 на счетчик номера циклов 13. На втором вхо де схемы И в это врем  разрещающий п тенциал с триггера 9.Под действием сигналов с генератора 1 состо ние счетчика номера циклов 13 последовательно измен етс  за счет чего с вых дов коммутатора 8 поочередно выход т импульсы опроса группы герконов. По обнаружению группы, в которой замкнут хот  бы один геркон, сигналом со схемы ИЛИ Ц триггер 9 переключаетс  и запрещает прохождение сигналов с генератора на счетчик номера цикла (группы)13 и разрешает прохождение импульсов через схему И 10 на счетчик импульсов сдвига 12 и кольцевой регистр сдвига 5, при этом измен етс  состо ние счетчика импу ьсов сдвига 12 и информаци , записанп на  в кольцевом регистре сдвига 5, сдвигаетс  последовательно влево. Как только в последнем установитс  код,  вл ющийс  кодом первой колонки , с выхода дешифратора 6 поступает сигнал на основку генератора I. При этом в шифраторе 7 установитс  пор дковый номер кода в колонке, в .счетчике импульсоа сдвига 12 количество целых значений h, пройденных поплавком в последнем цикле, в счетчике номера цикла (группы)13 номер цикла. Измерительна  схема уровнемера позвол ет расшифровать коды, имею1чие количество разр дов меньшее числа кодов в колонке, если они обладают признаками, указанными в пунктах 16 . Дешифратор 6 преобразует код в на, личие сигнала на одном из его выходов , т.е. кажда  комбинаци  кодов на входе дешифратора соответствует наличию импульсов на одном из его выходов. Шифратор 7 преобразует сигнал с выхода дешифратора, поступающий на одни из его входов в пор дковый номер начального кода. Таким образом, формирование выходного сигнала включает следующие операции: обнаружение группы с замкнутыми герконами с помощью коммутатора , приведение полученного кода X начальному с помощью кольцевого регистра, определение пор дкового номера кода с помощью дешифратора и шифратора. Предложенное устройство позвол ет расшифровать коды, имеющие количество строк большее, чем столбцов, что, в свою очередь, позвол ет использовать меньшее количество провод-, НИКОВ, поступающее на кольцевой регистр сдвига, что приводит к упрощению конструкции их схемы и к увеличению надежности измерений.

Таблица 1

100000

101000

101100

101110

111110

111100

111000

110000

010000

010100

0101.10

010111

011111

011110

011100

011000

001000

001010

001011

ЮПИ

101111

001111

001110

001100

000100

Начина  с 48 К 96 К и т.д. полный цикл кодов повтор етс , число в счетчике групп соответственно увеличиваетс  на 1,2,;.. и т.д.

000101 100101 110101 110111 100111 000111 000110 000010 100010 110010 111011 111011 110011 100011 000011 000001 010001 011001 011101 111101 111001 110001 100001 100000

10

898262

Продолжение табл. 1

11

Номер столбца

...j.i.l:-lJ.J..i

о о 1 1 1 1 о

о 1 1 1 1 1 1

о о о о о о о

о о о 1

1 о о

Начальные коды (h - 8К)

12

898262 Таблица 2

Верх поплавка

5 столбец

столбец

3 столбец

О О О

13

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР N558165, кп. G 01 F 23/12,1976. .

2.Патент Великобритании Vf G 01 F 23/12, 1976(пpoтotип).

Пп

4н 5

f2

Бп

fO

I

V: