RU206142U1 - Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи - Google Patents
Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU206142U1 RU206142U1 RU2021106837U RU2021106837U RU206142U1 RU 206142 U1 RU206142 U1 RU 206142U1 RU 2021106837 U RU2021106837 U RU 2021106837U RU 2021106837 U RU2021106837 U RU 2021106837U RU 206142 U1 RU206142 U1 RU 206142U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- optical
- density
- output
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/10—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
- G01N9/12—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials by observing the depth of immersion of the bodies, e.g. hydrometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и касается устройства для измерения плотности жидкости. Устройство содержит чувствительный элемент в виде поплавка, закрепленного на двух сильфонах между двумя кронштейнами, шток-толкатель, оптическую решетку, корпус оптоэлектронного преобразователя, логический фильтр, два счетчика прямого и обратного счета, электронный нониус, шину данных, блок обработки информации и блок индикации. В устройство дополнительно введены формирователь инфракрасного излучения, два подводящих оптических волокна, два входных оптических разъема, два выходных оптических разъема, два отводящих оптических волокна и блок преобразования оптического излучения в электрический сигнал. Технический результат заключается в повышении искровзрывобезопасности устройства для измерения плотности жидкости в реальном времени технологического процесса. 1 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения плотности жидкости, в том числе пожаровзрывоопасных жидкостей.
Известно устройство, для непрерывного измерения плотности жидкости, содержащее чувствительный элемент в виде поплавка, закрепленного на двух сильфонах между двумя кронштейнами, оптоэлектронный преобразователь в виде оптической решетки и оптопары из двух светодиодов и двух фотодиодов, логический фильтр, счетчики прямого и обратного счета, электронный нониус, блок обработки информации и блок индикации (патент на полезную модель РФ №55986. 2006).
Предлагаемое устройство является дополнительным к патенту на полезную модель РФ №55986.
Задачей полезной модели является создание надежного и простого в эксплуатации искровзрывобезопасного устройства для измерения плотности жидкости в реальном времени технологического процесса.
В соответствии с поставленной задачей предлагаемое устройство для измерения плотности жидкости содержит полностью погруженный в жидкости поплавок, содержащий сквозное отверстие и закрепленный с помощью верхнего и нижнего сильфонов между двумя кронштейнами, крепящимися к стенке емкости, шток-толкатель и оптическую решетку, логический фильтр, счетчики прямого и обратного счета, электронный нониус, шина данных, блок обработки информации и блок индикации, отличающееся тем, что дополнительно введены блок формирователь инфракрасного излучения, два подводящих оптических волокна (ПОВ), два входных оптических разъема, два выходных оптических разъема, два отводящих оптических волокна (ООВ), блок преобразования оптического излучения в электрический сигнал с оптическими разъемами на входе.
На фигуре представлена функциональная схема устройства.
Устройство для измерения плотности жидкости содержит кронштейны 1 и 2, крепящиеся к стенке емкости 3, плотность жидкости в которой измеряют, к кронштейнам одними концами закреплены сильфоны 4 и 5, другие концы которых герметично закреплены на поплавке 6, имеющим по центру сквозное отверстие, соединяющее полости сильфонов 4 и 5, шток-толкатель 7, оптическая решетка 8, жестко соединенная со штоком-толкателем 7, блок формирователь ИК-излучения 9, два подводящих оптических волокна 10, которые соединены с выходами блока 9, два входных оптических разъема 11, два выходных оптических разъемов 12, разъемы 11 и 12 расположены соосно по обе стороны оптической решетки 8, корпус оптоэлектронного преобразователя перемещения штока-толкателя в синусоидальный оптический сигнал 13, в котором закреплены неподвижно входные оптические разъемы 11 и выходные оптические разъемы 12, и свободно перемещается шток-толкатель 7 с оптической решеткой 8, два отводящих оптических волокна 14, оптические разъемы 15, входы отводящих оптических волокон 14 соединены с оптическими разъемами 12, а выходы с оптическими разъемами 15, блок преобразования оптического излучения в электрический сигнал 16, с закрепленными на входе оптическими разъемами 15, логический фильтр 17, счетчик прямого счета 18, счетчик обратного счета 19, электронный нониус 20, шина данных 21, блок обработки информации 22, блок индикации 23, выходы с блока преобразования оптического излучения в электрический сигнал 16 соединены соответственно с первым и вторым входом логического фильтра 17, первый выход которого соединен с входом счетчика прямого счета 18, второй выход с входом счетчика обратного счета 19, третий выход с входом электронного нониуса 20, выходы счетчиков 18, 19 и выходы электронного нониуса 20 соединены с шиной данных 21, которая соединена с блоком обработки информации 22, выход которого соединен с блоком индикации 23.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При заполнении емкости 3 жидкостью, которая поступает через нижний входной патрубок и сливается через верхний выходной патрубок, под действием выталкивающей силы поплавок 6 перемещается и через шток-толкатель 7 перемещает оптическую решетку 8, поплавок 6 перемещается на сильфонах 4,5 пропорционально плотности жидкости,
Оптоэлектронный преобразователь малых перемещений работает следующим образом. При перемещении поплавка 6, одновременно с ним перемещается оптическая решетка 8, в результате чего она пересекает оптические излучения подводящих оптических волокон 10 и попеременно затемняются входы отводящих оптических волокон 14, которые вырабатывают импульсные синусоидальные оптические сигналы, принимающие нулевые значения при каждом смещении решетки 8 на один шаг. Сигналы на выходах отводящих оптических волокон между собой сдвинуты на 90°, поступают на блок преобразования оптического излучения в электрический сигнал 16. Сигналы с выходов блока 16 поступают на логический фильтр 17, на выходе которого создаются импульсы или прямого, или обратного счета, эти импульсы поступают на входы счетчиков 18,19 прямого и обратного счета, как вариант, в качестве счетчиков применены счетчики-таймеры К580ВИ53. При прямом перемещении оптической решетки 8 (вверх), плотность жидкости растет, фильтр 17 пропускает импульсы на вход счетчика 18 прямого счета, при обратном перемещении (плотность падает) пропускает импульсы на вход счетчика 19 обратного счета. Цена данных импульсов равна 16 мкм. Так как счетчики таймеров работают в обратном направлении, то для определения фактической величины импульсов, нужно произвести следующие вычисления
где Nфакт - фактическое значение импульсов;
N1 - первоначальное значение счетчик;
N2 - текущее значение счетчика.
Для предотвращения так называемого дребезга оптоэлектронного преобразователя, который может возникнуть при каких либо ударах, толчках, колебаниях емкости или под действием завихрений проходящей жидкости возможны колебания поплавка 6, а соответственно и оптической решетки, то истинное значение перемещения оптической решетки 8 определяется следующим образом: из значения счетчика 13 прямого счета следует вычесть значение счетчика 14 обратного счета. Для преобразования показаний счетчиков в метрическую меру, нужно разность умножить на 16 согласно формуле (2)
где L - грубое значение перемещения оптической решетки, мкм.
Это будет результат по грубой шкале отсчета. Для улучшения разрешающей способности оптоэлектронного преобразователя перемещения, используется электронный нониус 20, который представляет собой схему преобразования аналогового сигнала, представляющего собой часть синусоиды, т.е. меньше полного периода развертки, в цифровой параметрический код, который через шину данных 21 считывается блоком обработки информации 22, в качестве блока обработки информации может быть использована любая однокристальная микроЭВМ, которая в таблице, хранящейся в памяти микроЭВМ, в соответствии с прочитанным кодом выбирает соответствующее коду значение точного перемещения оптической решетки в единицах мкм, т.е. это будет результат по нониусу точного отсчета. Общий результат перемещения оптической решетки будет равен согласно (3).
Так как перемещение оптической решетки пропорционально плотности жидкости, то для получения показателя плотности нужно метрическую величину перемещения оптической решетки умножить на коэффициент пропорциональности К
Электронный нониус работает следующим образом. Потенциометрические резисторы устанавливают пороговый уровень срабатывания компараторов таким образом, чтобы сигналы на их входах имели сдвиг на 1/16 шага оптической решетки. Уровни компараторов поступают на восьмиразрядный регистр электронного нониуса, код с которого и считывается блоком обработки информации. Результат вычисленной плотности выводится на блок индикации 23.
За первоначальную точку отсчета принимается плотность жидкости равная р=1 г/см3.
Рассчитав объем и вес поплавка можно получить заданную точность измерения плотности жидкости.
Claims (1)
- Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее чувствительный элемент в виде поплавка, при этом поплавок, имеющий сквозное отверстие, закреплен на двух сильфонах между двумя кронштейнами, шток-толкатель, оптическую решетку, корпус оптоэлектронного преобразователя, логический фильтр, два счетчика прямого и обратного счета, электронный нониус, шина данных, блок обработки информации и блок индикации, отличающееся тем, что дополнительно введены блок формирователь инфракрасного излучения, два подводящих оптических волокна, два входных оптических разъема, два выходных оптических разъема, два отводящих оптических волокна, блок преобразования оптического излучения в электрический сигнал с двумя оптическими разъемами на входе, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами логического фильтра, первый выход которого соединен с входом счетчика прямого счета, второй выход - с входом счетчика обратного счета, третий выход - с входом электронного нониуса, информационные выходы счетчиков прямого и обратного счета и электронного нониуса подключены к шине данных, которая соединена с входом блока обработки информации, выход которого соединен с входом блока индикации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106837U RU206142U1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106837U RU206142U1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206142U1 true RU206142U1 (ru) | 2021-08-25 |
Family
ID=77460538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106837U RU206142U1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206142U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4537232A (en) * | 1983-04-04 | 1985-08-27 | Barber Michael F | Fluid discriminating apparatus |
RU55986U1 (ru) * | 2006-04-17 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Устройство для измерения плотности жидкости |
CN2921824Y (zh) * | 2005-10-25 | 2007-07-11 | 李鉴 | 在线检测液体密度数字传感变送器 |
RU196684U1 (ru) * | 2019-11-11 | 2020-03-11 | Владислав Николаевич Астапов | Устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконным преобразователем |
-
2021
- 2021-03-15 RU RU2021106837U patent/RU206142U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4537232A (en) * | 1983-04-04 | 1985-08-27 | Barber Michael F | Fluid discriminating apparatus |
CN2921824Y (zh) * | 2005-10-25 | 2007-07-11 | 李鉴 | 在线检测液体密度数字传感变送器 |
RU55986U1 (ru) * | 2006-04-17 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | Устройство для измерения плотности жидкости |
RU196684U1 (ru) * | 2019-11-11 | 2020-03-11 | Владислав Николаевич Астапов | Устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконным преобразователем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102012359B (zh) | 一种液体多参数传感器 | |
US4084155A (en) | Two-wire transmitter with totalizing counter | |
RU2337320C1 (ru) | Счетчик для учета воды | |
US4404638A (en) | Flow rate measuring device | |
RU206142U1 (ru) | Оптоэлектронное устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконными линиями связи | |
SE9000103D0 (sv) | Foerfaranden och anordningar vid optisk avstaandsmaetare | |
Betta et al. | A digital liquid level transducer based on optical fiber | |
RU196684U1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости с оптоволоконным преобразователем | |
RU55986U1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости | |
Betta et al. | Microcontroller-based performance enhancement of an optical fiber level transducer | |
CN209841608U (zh) | 基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置 | |
CN210719245U (zh) | 一种多功能液体检测装置 | |
SU1809317A1 (ru) | Гидростатический датчик уровня жидкости | |
GB2102954A (en) | Liquid depth measurement | |
CN206670832U (zh) | 一种提升温度测量精准度的装置 | |
CN204666465U (zh) | 一种液体电子密度计 | |
CN109142138A (zh) | 一种谐振筒式油品密度计 | |
CN210442500U (zh) | 一种新型高精度磁场测量仪 | |
CN212402202U (zh) | 一种储液罐油水体积测量装置及储液罐 | |
Song et al. | Design of a simple and multifunctional liquid parameter measuring instrument based on MSP430 single chip microcomputer | |
SU556331A1 (ru) | Счетчик жидкости | |
SU669199A1 (ru) | Уровнемер | |
SU406167A1 (ru) | ||
SU582580A1 (ru) | Устройство дл измерени коэффициента ошибок | |
SU943536A1 (ru) | Весоизмерительное устройство |