FI73835B - Vattennivaomaetare med feldetektor. - Google Patents

Description

7 3 8 3 5

Veden pinnankorkeusmittari ja vianilmaisin Vattennivämätare med feldetektor Tämä keksintö liittyy yleisesti nesteen pinnan-korkeusmittareihin, ja erityisesti uuteen ja käyttökelpoiseen nesteen pinnankorkeusmittariin, jossa käytetään 5 ilmaisinrakenneosia, joista kukin käsittää kaksi eril listä ilmaisinta, joista yhden on aina oltava aktivoituna pinnantason ilmaisun aikana, jolloin vika voidaan helposti määrittää jonkin ilmaisinrakenneosan kaikkien signaalien puuttumisesta tai kahden signaalin esiinty-10 misestä jossakin tietyssä ilmaisinrakenneosassa.

Pinnankorkeusmittarit, erityisesti höyrykattilan veden pinnankorkeusmittarit, ovat tunnettuja. Tällaisissa laitteissa käytetään värillisten valojen patsasta, jolla aikaansaadaan veden korkeuden visuaalinen näyttö.

15 Veden pinnan alapuolella olevat valot ovat vihreitä, kun taas yläpuolella olevat ovat punaisia. Muihin välineisiin, joita käytetään valvontatarkoituksessa säiliön vedenpinnan korkeuden ilmaisemiseen kuuluvat differenti-aalimanometrit tai differentiaalikalvot, joissa käyte-20 tään magneettikytkentää, ja joilla kummallakin aikaansaadaan visuaalinen veden pinnankorkeuden näyttö asteikol·* la.

Nämä laitteet sijaitsevat tyypillisesti noin 30 -150 metrin etäisyydellä kattilan käytön valvontahuoneesi 25 ta. Tällaisten pinnankorkeuden näyttölaitteiden lukemiseksi kauempaa on työntekijän joko katsottava laitetta pei-lisarjan kautta tai käytettävä suljetun piirin televisiota veden pinnantason näyttölaitteen tarkkailemiseksi.

Eräässä menetelmässä helpotetaan vedentason kauko-30 lukua käyttämällä kuituoptiikkaa siirtämään optiset signaalit valvontahuoneeseen.

Kindin US-patentissa 3 713 338 kuvataan kuituoptista järjestelmää veden pinnankorkeuden ilmaisemiseen.

2 73835

Amendolian US-patentissa 3 648 521 kuvataan erivärisen valon käyttöä nesteen pinnankorkeuden ilmaisemiseen. Panerai et ai'in US-patentissa 3 548 657 kuvataan valoantureiden käyttämistä valonlähteen päätekohdssa säiliössä olevan veden pin-5 nankorkeuden ilmaisemiseksi.

Monissa pinnantason ilmaisujärjestelmissä käytetään useita ilmaisimia, jolloin voidaan käyttää myös limitystek-niikkaa. Galenin US-patentissa 4 084 426 kuvataan järjestelmä useiden ilmaisimien lukemiseksi seurattaessa nesteen ti-10 laa vertikaaliputkessa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada nesteen pinnankorkeusmittari, joka mahdollistaa sopivan patsaassa olevan veden pinnankorkeuden kaukoilmaisun, ja samalla luotettavan vianilmaisun järjestelmän käyttökunnon ylläpitämiin seksi.

Keksinnön tarkoituksena on siten aikaansaada nesteen pinnankorkeusmittari, joka käsittää nestepatsaan, joka sisältää nestepinnan; valovälineet patsaan yhdellä sivulla ainakin ensimmäisen ja toisen värisen valon säteilyn lähettämi-20 seksi vinosti patsaan läpi, jolloin ensimmäisen värisellä valolla ja toisen värisellä valolla on toisiinsa nähden erilaiset taittumis- ja läpäisyominaisuudet riippuen siitä, kulkeeko valo nestepinnan ylä- vai alapuolelta, siten että nestepinnan yläpuolella hallitsevasti ensimmäsen värinen valo 25 läpäisee patsaan ja nestepinnan alapuolella hallitsevasti toisen värinen valo läpäisee patsaan, ja jolle on tunnusomaista, että se lisäksi käsittää ainakin yhden ilmaisinrakenteen patsaan vastakkaisella puolella valon vastaanottamiseksi va-lovälineistä, joka ilmaisinrakenne käsittää ensimmäisen il-30 maisimen ensimmäisen signaalin muodostamiseksi, kun ensimmäisen värinen valo säteilee ilmaisinrakenteeseen, ja toisen ilmaisimen toisen signaalin muodostamiseksi, kun toisen värinen valo säteilee ilmaisinrakenteeseen, ja ilmaisinpiirin, joka on yhdistetty ainakin yhteen ilmaisinrakenteeseen sen 35 ilmaisemiseksi, mikä sanotuista ensimmäisistä ja toisista ilmaisimista synnyttää signaalin.

Vielä lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada nesteen pinnankorkeusmittari, johon kuuluu ilmaisinraken- 11 3 73835 teeseen yhdistetty vianilmaisin sen varmistamiseksi, että yksi ilmaisin on aktivoitu ja yksi ilmaisin ei ole aktivoitu, ja vikasignaalin aikaansaamiseksi, kun näin ei ole asianlaita.

5 Keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada pinnankorkeusmittari, jossa valovälineisiin kuuluu useita yksittäisiä valonlähteitä, joissa kussakin on suodatin punaista ja vihreätä valoa lukuunottamatta kaiken muun valon poissuodattamiseksi, useita ilmai-10 sinrakenteita, jossa kussakin on ilmaisinpari ja kukin on vastaavan valonlähteen kohdalla, kussakin ilmai-sinrakenteessa ollessa vastaavan toisen ilmaisimen edessä vihreän valon suodatin ja vastaavan ensimmäisen ilmaisimen edessä punaisen valon suodatin.

15 Keksinnön mukaisesti kaikki patsaaseen tuotu valo voidaan ottaa yksittäisestä valonlähteestä käyttämällä useita ilmaisinrakenteita tai, päinvastoin, yksittäistä ilmaisinrakennetta voidaan käyttää useiden valonlähteiden kanssa, jolloin valonlähteet aktivoidaan sarjassa 20 veden pinnankorkeuden määrittämiseksi.

Kukin ilmaisin kussakin ilmaisinrakenteessa on varustettu signaalimuuttajalla ilmaisinsignaalin muutta-tamiseksi jännitteeksi, jota voidaan käyttää sytyttämään joko vihreä tai punainen lamppu kauempana sijaitsevassa 25 paikassa antamaan visuaalinen analoginen nestepatsaan pinnankorkeusnäyttö, jolloin kaikki ilmaisimet vedenpinnan alapuolella osoittavat vihreää ja kaikki ilmaisimet vedenpinnan yläpuolella osoittavat punaista.

Keksinnön mukainen järjestely on myös helposti 30 sovitettavissa tietokoneteknologiaan. Keksinnön mukaisesti veden pinnankorkeusmittarin signaalit voidaan suoraan liittää tietokonepohjaisiin dataottojärjestelmiin tai muihin sähköisiin valvonta- ja käyttötietojärjestelmiin.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada nes-35 teen pinnankorkeusmittari, joka suunnittelultaan on yk- 4 73835 sinkertainen, rakenteeltaan luja ja taloudellinen valmistaa.

Jotta keksinnön periaatteet tulisivat ymmärretyksi, viitataan seuraavaan sen tyypillisten suoritusmuotojen ku-5 vaukseen, jota on havainnollistettu oheisilla piirustuk silla.

Piirustuksissa: kuva 1 on keksinnön mukaista nesteen pinnankorkeus-mittaria havainnollistava kuva, 10 kuva 2 on yksinkertaistettu lohkokaavio vianilmaisi- mesta, jota voidaan käyttää kuvan 1 järjestelmässä, kuva 3 on lohkokaavio digitaali-analogiamuutosjärjestelystä, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisesti, ja kuva 4 on kaavioesitys kuvan 2 vianilmaisimesta yk-15 sityiskohtaisemmin esitettynä.

Viitaten piirustuksiin, ja erityisesti niissä esitettyyn keksintöön, kuvassa 1 on nesteen pinnankorkeuden ilmaisin, erityisesti veden pinnankorkeuden ilmaisin, johon kuuluu yleisesti viitenumerolla 10 merkitty vesipatsas, 20 joka voi olla läpinäkyvä, tai johon voi kuulua useita peräkkäisiä läpinäkyviä ikkunoita 12. Patsaan yhdellä puolella on useita valonlähteitä 14. Kunkin valonlähteen eteen on sijoitettu suodatin 16 ja linssi 18, niin että hallitsevasti punainen ja vihreä valo kulkee vesipatsaaseen lins-25 sien 18 kohdalla olevien ikkunoiden läpi. Kuten tiedetään, tällaisen vesipatsaan läpi vinossa kulmassa kulkeva valonsäde taittuu, siten että veden pinnan 20 alapuolella patsaassa 10 hallitsevasti vihreä valo kulkee linssien 22 läpi. Vedenpinnan 20 yläpuolella hallitsevasti punainen valo 30 kulkee linssien 22 läpi. Optisen järjestelmän osalta viitataan myös US-patenttiin 2 115 899. Kuhunkin yleisesti 28:11a merkittyyn valonilmaisinrakenteeseen kuulu yksi tällainen linssi 22, punainen suodatin 26, vihreä suodatin 24 ja il-maisinpari 30 ja 32. Kukin ilmaisin 32 on vihreän ilmaisin 35 ja ottaa vastaan vihreän valon linssin 22 ja suodattimen 24 läpi sen kulkiessa patsaan 10 vedenpinnan läpi. Kukin li 5 73835 vihreän valon ilmaisin 32 aktivoituu siten veden pinnan alapuolella. Vedenpinnan 20 yläpuolella linssien 22 ja suodattimien 26 läpi kulkeva punainen valo aktivoi punaisen valon ilmaisimet 30. Tällä tavalla aktivoituu 5 kussakin ilmaisinrakenteessa yksi ilmaisin, toisen ilmaisimen ollessa aktivoitumaton. Kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selitetään, tällä tilalla aikaansaadaan mahdollisuus järjestelmän elementtien luotettavaan ja tarkkaan vianilmaisuun.

10 Kunkin valoilmaisimen 30,32 anto syötetään vastaa vaan signaalimuuttajaan 34, 36, josta saadaan antojännitetaso UviN tai UpuN kun sen ilmaisimessa on valoa. Siten kullekin halutulle tasolle tarvitaan punaisen ja vihreän signaalin muuttaja. Signaalimuuttajat ohjaajat 15 sitten linjoja 42, 44 pitkin punaisten ja vihreiden näyttöjen 38,40 riviä, siten että vihreät näytöt ovat "päällä", kun vettä on läsnä, ja punaiset näytöt ovat "päällä" kun vettä ei ole.

Joko valonlähteen tai ilmaisimen vioittuessa antaa 20 vianilmaisinpiiri 50 kuvassa 2 varoitusnäytön käyttäjälle osoittimella 52. Koska vain yhden signaalimuuttujan pitäisi yhdellä tasolla (joko punaisella tai vihreällä) antaa antosignaali, on suhteellisen helppo asia havaita tämän tilan virheellisyys.

25 Haluttaessa signaalimuuttajien anto voidaan muuttaa analogiseksi signaaliksi (kuva 3), jolloin veden pinnan-korkeudelle saadaan mittarinäyttö (analogiaosoitin 54), tai se voidaan muuttaa digitaalikoodiksi syötettäväksi digitaaliseen valvonta- ja ohjausjärjestelmään.

30 Signaalien limitys antaa mahdollisuuden lukemiseen tarvittavien johtojen lukumäärän vähentämiseen. Tämä voidaan suorittaa monin eri tavoin. LED:ejä voitaisiin käyttää pulssitettuina valonlähteinä. Lamppuja 14 voitaisiin pulssittaa tai moduloida vaikkakin paljon pienemmällä no-35 peudella. Pulssitettujen valonlähteiden rivin käyttö yh- 73835 6 dessä yksittäisen ilmaisimen kanssa tehostaisi limitystä. Kutakin valonlähdettä pulssitettaisiin eri taajuudella tai eri aikavälillä ja synkronista ilmaisia käy-tettäsiin siirtoyhteyden toisessa päässä (esim. käyttö-5 pöydässä tai dataotto- tai valvontajärjestelmässä) erottamaan signaalit ja tasoinformaation.

Yksittäistä valonlähdettä voidaan käyttää ilmai-sinrivin kanssa. Silloin rivin annot luettaisiin taso-irformaation saamiseksi.

10 Viitaten sitten kuvaan 4, keksinnön mukainen vianilmaisin 50 käsittää ehdoton-TAI-piirin 60, jolla en liitäntäpari linjoille 42, 44, joista vain yhden tulisi kantaa signaalia, joka vastaa joko vihreän tai punaisen valon ilmaisua.Kukin ehdoton-TAI-piiri 60 on yhdis-15 tetty invertteriin 62, joka invertoi antosignaalin ja antaa se yhteen TAI-veräjän 64 ja JA-veräjän 66 useista otoista. Valintakytkin 68 on tarkoitettu yhdistämään LED-ohjainpiiri 70 selektiivisesti TAI-veräjään 64 tai JA-veräjään 66. LED-ohjain 70 on yhdistetty LED:iin 72, 20 joka antaa valosignaalin vian ilmaantuessa.

Käytössä kytkin 68 on yhdistetty TAI-veräjään 64. Kun vain yhdellä linjoista 42, 44 on signaali kuhunkin ehdoton-TAI-piiriin 60, kukin TAI-veräjä antaa annossaan "tosi"- tai yksi-signaalin. Tämä signaali tuodaan 25 inverttien 62 ottoon ja muutetaan "epätosi"- tai nolla-signaaliksi sen annossa. Kun kaikki TAI-veräjän 64 tuodut signaalit ovat "epätosia" tai nollasignaaleja, LED-ohjain 70 ei saa mitään signaaleja, eikä LED 72 aktivoi du. Jos jokin aktivoiduista ilmaisimista vioittuu, sii-30 hen yhdistetty ehdoton-TAI-veräjä 60 ei saa signaalia kumpaankaan ottoonsa, ja sentakia antaa "epätosi"- tai nollasignaalin. Tämä signaali invertoidaan siihen yhdistetyssä invertterissä 62, siten että TAI-veräjä 64 saa "tosi"- tai yksi-signaalin ja aktivoi vuorostaan LED-35 ohjaimen 70 ja LED:in 72. Minkä tahansa valonlähteen li 7 73835 vioittumisesta seuraa samanlainen tila.

Piirin tilan testaamiseksi kytkin 68 kytketään tes-tausasentoonsa ja yhdistetään JA-veräjään 66. JA-veräjän 66 tehtävänä on testata kunkin ilmaisimen käyttökunto ja 5 varmistaa, että ilmaisin ei anna antosignaalia, kun sen ei tule antaa sellaista. Tämä tehdään kytkemällä kaikki valonlähteet pois. Tässä tilassa kaikkien ehdoton-TAI-veräjien 60 tulisi antaa nolla- tai epätosi-signaali, joka invertoidaan tosisignaaliksi invertterillä 62 ja 10 aktivoi JA-veräjän 66 jokaisen oton. LED-ohjain 70 aktivoituu siten,jolloin LED 72 syttyy. Ellei LED 72 syty, ilmaisee se että yksi ilmaisin ja yksi ilmaisinrakenne antaa signaalin, vaikka se ei pitäisi tällaista signaalia antaa.

15 Kytkintä 68 voidaan myös käyttää testaamaan anto- näyttöjä 38,40, jotka tavallisesti ovat LEDrejä tai lamppuja. Testaustilassa kaikkien tasoa ilmaisevien LED: ien tai lamppujen sekä vikanäytön 72 tai 52 pitää palaa läpäistäkseen testin.

20 Samalla kun keksinnön erityisiä suoritusmuotoja on esitetty ja kuvattu keksinnön periaatteiden käytön havainnollistamiseksi, on selvää, että keksinnöllä voi tällaisista periaatteista poikkeamatta olla muitakin suoritusmuotoja.

Claims (11)

1. Nesteen pinnankorkeusmittari, joka käsittää nestepatsaan (10), joka sisältää nestepinnan (20); valovälineet (14) patsaan yhdellä sivulla ainakin ensim-5 mäisen ja toisen värisen valon säteilyn lähettämiseksi vinosti patsaan läpi, jolloin ensimmäisen värisellä valolla ja toisen värisellä valolla on toisiinsa nähden erilaiset tait-tumis- ja läpäisyominaisuudet riippuen siitä, kulkeeko valo nestepinnan (20) ylä- vai alapuolelta, siten että nestepin-10 nan yläpuolella hallitsevasti ensimmäsen värinen valo läpäisee patsaan ja nestepinnan alapuolella hallitsevasti toisen värinen valo läpäisee patsaan, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää ainakin yhden ilmaisinrakenteen (28) patsaan vastakkai-15 sella puolella valon vastaanottamiseksi valovälineistä, joka ilmaisinrakenne käsittää ensimmäisen ilmaisimen (30) ensimmäisen signaalin muodostamiseksi, kun ensimmäisen värinen valo säteilee ilmaisinrakenteeseen, ja toisen ilmaisimen (32) toisen signaalin muodostamiseksi, kun toisen värinen valo sä-20 teilee ilmaisinrakenteeseen, ja ilmaisinpiirin, joka on yhdistetty ainakin yhteen ilmaisinrakenteeseen (28) sen ilmaisemiseksi, mikä sanotuista ensimmäisistä (30) ja toisista (32) ilmaisimista synnyttää signaalin .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesteen pinnankorkeus mittari, tunnettu siitä, että valovälineisiin (14) kuuluu useita pitkin patsasta (10) sijoitettuja valonlähteitä .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen nesteen pinnankorkeus-30 mittari, tunnettu siitä, että siihen kuuluu puna/vih- ersuodatin (16) kunkin valonlähteen (14) ja patsaan (10) välillä, ensimmäisen valon ollessa punainen ja toisen värin ollessa vihreä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesteen pinnankorkeus-35 mittari, tunnettu siitä, että siihen kuuluu useita 9 73835 pitkin patsasta (10) sijoitettuja ilmaisinrakenteita (28), johon kuhunkin kuuluu ensimmäinen (30) ja toinen (32) ilmaisin.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen nesteen pinnankorkeus-5 mittari, tunnettu siitä, että siihen kuuluu puna/vih- ersuodatinvälineet (16) valovälineiden (14) ja patsaan (10) välillä punaisen ja vihreän valon johtamiseksi patsaaseen, johon kuhunkin ilmaisinrakenteeseen kuuluu punainen suodatin (26) kunkin ensimmäisen ilmaisimen (30) ja patsaan välillä, 10 ja vihreä suodatin (24) kunkin toisen ilmaisimen (32) ja patsaan välillä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesteen pinnankorkeus-mittari, tunnettu siitä, että ilmaisinpiiri käsittää ensimmäisen signaalimuuttajän (34), joka on yhdistetty ensim- 15 mäiseen ilmaisimeen (30), ja toisen signaalimuuttajän (36), joka on yhdistetty toiseen ilmaisimeen (32), ensimmäiseen signaalimuuttajaan yhdistetyn ensimmäisen valonäytön (38) ja toiseen signaalimuuttajaan yhdistetyn toisen valonäytön (40).

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen nestemittari, t u n -20 n e t t u siitä, että siihen kuuluu useita ilmaisinrakenteita (28), jotka on sijoitettu patsasta (10) pitkin kunkin ilmaisinrakenteen ollessa vastapäätä vastaavaa valonlähdettä (14), suodatin (16) kunkin valonlähteen ja patsaan välillä ensimmäisen ja toisen värisen valon tuomiseksi patsaaseen, 25 kunkin ilmaisinrakenteen (28) käsittäessä ensimmäisen ilmaisimen (30) ja toisen ilmaisimen (32), ensimmäinen suodatin (26) kunkin ensimmäisen ilmaisimen ja patsaan välillä kaiken muun paitsi ensimmäisen värisen valon suodattamiseksi, ja ensimmäisen värisen valon kuljettamiseksi ensimmäiseen il-30 maisimeen, ja toinen suodatin (24) kunkin toisen ilmaisimen ja patsaan välillä kaiken muun paitsi toisen värisen valon suodattamiseksi, ja toisen värisen valon tuomiseksi kuhunkin toiseen ilmaisimeen.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nesteen pinnankorkeus-35 mittari, tunnettu siitä, että ilmaisinpiiriin kuuluu vianilmaisin (50), joka on yhdistetty ensimmäisiin ja toisiin 10 738 35 ilmaisimiin (30, 32) vikanäytön antamiseksi, kun syntyy jokin muu tila kuin se, että valoilmaisin antaa yksittäisen signaalin yhdestä sanotuista ensimmäisistä ja toisista ilmaisimista.

8 73835

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen nesteen pinnankorkeus- mittari, tunnettu siitä, että ilmaisinpiiriin kuuluu vianilmaisin (50), joka on yhdistetty kunkin ilmaisinraken-teen (28) kuhunkin sanotuista ensimmäisistä ja toisista ilmaisimista (30, 32), jolloin sanottua vianilmaisinta voidaan 10 käyttää muodostamaan vikasignaali sen saadessa kustakin il-maisinrakenteesta yksittäistä signaalia lukuunottamatta minkä tahansa signaalin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen nesteen pinnankorkeus-mittari, tunnettu siitä, että vianilmaisin (50) kä- 15 sittää kuhunkin ilmaisinrakenteeseen (28) yhdistetyn ehdoton TAI-veräjän (60), jossa on kuhunkin ensimmäiseen ilmaisimeen yhdistetty ensimmäinen otto (42) ja kuhunkin toiseen ilmaisimeen yhdistetty toinen otto (44), ja kunkin ehdoton TAI-veräjän antoon yhdistetyn invertterin (62), TAI-veräjän (64), 20 jossa on kuhunkin invertteriin yhdistetty erillinen otto ja jossa on anto, ja TAI-veräjän antoon yhdistetyt näyttöväli-neet (72).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen nesteen pinnankor-keusmittari, tunnettu siitä, että siihen kuuluu JA- 25 veräjä (66), jossa on kuhunkin invertteriin (62) yhdistetty erillinen otto ja siinä on anto, kytkin (68), joka on liitetty TAI-veräjien (64) ja JA-veräjien (66) sekä näyttöväli-neiden (72) välille kytkien selektiivisesti näyttövälineet yhteen sanotuista TAI- ja JA-veräjistä, jolloin, kun näyttö-30 välineet pvat yhdistetyt TAI-veräjään, voidaan havaita käyt-töaikainen vika, ja kun näyttövälineet ovat yhdistetyt JA-verä jään, voidaan havaita vika kaikkien valonlähteiden (14) ollessa sammutettuina. II 11 738 35