SU1000770A1 - Liquid level measuring method - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ(54) METHOD FOR MEASURING LIQUID LIQUID

1one

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к области измерени  уровн  раздела сред, а также может быть использовано и в других област х, например при измерении давлени  жидкостными манометрами.The invention relates to instrumentation engineering, in particular, to the field of measuring the level of separation of media, and can also be used in other areas, for example, when measuring pressure with liquid pressure gauges.

Известен способ измерени  уровн  с помощью емкостных датчиков, заключающийс  в установке штыревого датчика в жидкой среде и определении величины, обратной козффициенту модул ции выходного сигнала датчика , по которой суд т об измер емом уровне The known method of measuring the level with the help of capacitive sensors consists in installing a pin sensor in a liquid medium and determining the value inverse of the modulation coefficient of the output signal of the sensor judged by the measured level

Недостатком такого способа  вл етс  низка  разрешающа  способность и низка  точность при дистанционном контроле.The disadvantage of this method is low resolution and low accuracy with remote control.

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ измерени  уровн  жидкости, включающий автоматический поиск уровн  путем получени  кодового сигнала с последовательно установленных измерительных емкостных  чеек, диэлек1рический зазор которых образует канал дл  . измер емой жидкости L 2 J.The closest technical. The essence and the achieved result is a method for measuring the level of a liquid, including automatic level search by obtaining a code signal from sequentially installed measuring capacitive cells, the dielectric gap of which forms a channel for. measured liquid L 2 J.

Недостатком известного способа измерени  уровн   вл етс  низка  разрешающа  способность вследствие наличи  шунтирующих емкостей между измерительными  чейками.A disadvantage of the known method of measuring the level is the low resolution due to the presence of shunting capacitances between the measuring cells.

Цель изобретени  - повышение разрешаквдей способности за счет устранени  шунтирующих емкостей.The purpose of the invention is to increase the resolution of ability by eliminating shunt capacitances.

Указанна  цель достигаетс  тем, This goal is achieved by

10 что в способе измерени  уровн  жидкости, включающем в себ  автоматический поиск уровн  путем получени  кодового сигнала с последовательно установленных измерительных 10 that in the method of measuring the level of a liquid, which includes an automatic search for a level by obtaining a code signal from the successively installed measuring

15 емкостных  чеек, диэлектрический зазор которых образует канал дл  измер емой жидкости, кодовый сигнал получают последовательным замыканием двух соседних  чеек в параллель20 ную цепь, а остальные замыкгиот на общую шину, причем положение уровн  фиксируют при получении величины сигнала, промежуточной между величинами соответствующего сигнала от 15 capacitive cells, the dielectric gap of which forms a channel for the measured fluid, receive a code signal by successively closing two adjacent cells in a parallel circuit, and the rest of them close to a common bus, and the level position is fixed when receiving the value of the signal intermediate between the values of the corresponding signal from

25 двух соседних  чеек при наполовину заполненной нижней  чейке и при наполовину заполненной верхней  чейке .25 two adjacent cells with a half-filled bottom cell and a half-filled top cell.

Реализаци  предлагаемого способа The implementation of the proposed method

Claims (2)

30 измерени  уровн  жидкости по сн етс  на примере измерени  давлени  жидкостным манометром. На фиг. 1 приведен-жидкостной манометр, общий вид; на фиг. 2 блок-схема устройства, на фиг. 3 QxeMa , по сн юща  работу коммутатор Жидкостной манометр (фиг. 1) состоит из резервуара 1 большого об ема, заполненного рабочей жидкостью 2 (например, водой), со вставленной в него стекл нной цилиндрической трубкой 3. Трубка 3 устанавливаетс  вертикально и фиксируетс  относител но сто ка 4. Свободный конец трубки 3 соедин етс  посредством резино вого шлайга 5 с областью, где производитс  измерение давлени . Дп  измерени  давлени , большего атмосферного , резервуар соедин етс  при помощи шланга 6 либо с областью, где известное давление больше атмосферного , но меньше измер емого, либо с источником известного давлени . Через заливную горловину 7 про изводитс  заливка рабочей жидкости, а через кран 8 ее слив. Стекл нна  трубка 3 раздел ет пластины конденс тора 9 (фиг. 2), которые расположен параллельно друг другу и подключены через коммутатор 10 и дешифратор 11 к электронной след щей системе 12 (фиг. 1). Пластины конденсатора 9 укреплены на с.тойке 4, на котором имеетс  шкала (не показана), необходима , например, при градуировке устройства. Пластины конденсатора 9 в секции подключены к коммутатору 10 (фиг. 2), состо щему из управл емых ключей и собранному, например , на базе диодных переключающихс  микросхем. Коммутатор 10 сое динен с дешифратором 11 и электронной след щей системой 12, содержащей измеритель 13 емкости, с аналого-цифровым преобразователем 14, выход которого соединен с ключом управлени  индикатором 15 и логическими элементами 16 и 17 сравнени . Выходы логических элементов 16 и 17 сравнени  подключены к логичес кому элементу 18 совпадени  и ключам 19 и 20 управлени  реверсивным счетчиком 21. Реверсивный счетчик 2 соединен с дешифратором 11 и ключом управлени  индикатором 22 номера измерительной  чейки, соединенного с ключом управлени  индикаторо 15 и логическим элементом 18 совпадени . Тактовый генератор 23 соединен с ключами 19 и 20 управлени  реверсивного счетчика 21 и измерите лем 13 емкости. Коммутатор 10 подключает к измер телю 13 емкости одновременно две со седние пары пластин, соединенные па раллельно, причем только те, в пределах рабочего диапазона которых на ходитс  уровень рабочей жидкости или точнее, если он находитс  между серединой i-и  чейки и серединой (i+t) -й чейки. Остальные  чейки в этот момент закорочены. На фиг. 3 показано положение коммутатора 10, когда пластины i-й  чейки совместно с пластинами (i+1)-й  чейки подключены к измерителю 1Э емкости. Остальные ключи в этот момент закоротили оставшиес  пластины. В зависимости от величины N, записанной в реверсивном счетчике 21 (рис. 3, позвол ющем записать число не менее N , где J - максимальное число  чеек, дешифратор 11 подключает соответствующие i-ю и (1+1)-ю  чейки к измерителю 13 емкости . При этом величина N св зана с номерами  чеек так, что i-й и |(1+1)-й  чейкам соответствует . Остальные  чейки в этот момент закорачиваютс . Цифровые логические элементы 16 и 17 сравнени  при величине измер емой емкости С больше меньше (где С и С,,, соответствуют значени м емкости, когда уровень, рабочей жидкости находитс  на середине соответственно (+1)-й  чейки и i-й  чейки) на своих выходах выдают 1, котора  управл ет реверсивным счетчиком 21 через ключи управлени  19 и 20, подключа  суммирующий или вычитающий входы к генератору 23 тактовых им- пульсов. Соответственно вырабатываетс  команда на подключение либо (+1)-й и (+2)-й  чейки, либо i-й и (i-1 ) измерителю 13 емкости и производитс  закорачивание отключенной  чейки. Когда N соответствует  чейкам в рабочем диапазоне которых находитс  уровень жидкости, т.е..-jгти wiaX на выходах логических элементов 16 и 17 сравнени  по вл етс  О, который отключает реверсивный счетчик 21 от генератора 23 тактовых импульсов и переводит его в режим пам ти (ожидани . Одновременно на выходе логического элемента 1В совпадени  по вл етс  1, котора  подключает через ключи управлени  индикатором 22и 15 кодовые значени  N и С дл  регистрации. В этом состо нии схема находитс  до тех пор, пока уровень жидкости не переместитс  в следующую пару  чеек. Темп опроса измерител  13 емкости задаётс  генератором 23тактовых импульсов и может быть выбран в зависимости от условий и задач эксперимента. Между соседними  чейками имеютс  шунтирующие емкости. Если просто измер ть емкость  чейки, в которой находитс  уровень жидкости, то по витс  погрешность- измерени , обусловленна  непосто нством шунтирующих данную  чейку емкостей. Суммарна  величина шунтирующих емкостей существенным образом зависит от положани  уровн  жидкости. Кроме того, величина шунтирующей емкости может стать одного пор дка с емкостью  чей ки при. уменьшении рассто ни  между  чейками и длины пластин в  чейках. Устран ютс  эти недостатки следую щим образом. К измерителю 13 емкост подключаютс  одновременно пластины двух соседних  чеек, соединенных па раллельно, причем только тех, между серединами которых находитс  урог вень жидкости. Остальные пластины в этот момент закорачиваютс . Предлагаемый способ подключени  позвол ет повысить разрешгиощую способность измерени  за счет устранени  вли ни  шунтирующих емкостей. Формула изобретени  Способ измерени  уровн  жидкости включающий автоматический поиск уро н  путем получени  кодового сигнала с последовательно установленных измерительных емкостных  чеек, диэлектрический зазор которых образует канал дл  измер емой жидкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности за счет устранени  шунтирующихемкостей , кодовый сигнал получают последовательным замыканиемдвух соседних  чеек в параллельную цепь, а остальные замыкают на общую шину, причем положение уровн  фиксируют при получении величины сигнала, промежуточной между величинами соответствующего сигнала от двух соседних  чеек при наполовину заполненной нижней  чейке и при наполовину заполненной верхней  чейке. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство.СССР 213370, кл. G 01 F 23/26, 29.04.66. 30 measuring the level of a liquid is illustrated by the example of measuring a pressure with a liquid manometer. FIG. 1 is a liquid-pressure gauge, general view; in fig. 2 is a block diagram of the device, in FIG. 3 QxeMa, a switch-mounted liquid manometer switch (Fig. 1) consists of a large volume reservoir 1 filled with working fluid 2 (for example, water) with a cylindrical glass tube 3 inserted into it. The tube 3 is installed vertically and fixed relative to but cost 4. The free end of the tube 3 is connected by means of a rubber band 5 to the area where the pressure is measured. Dp of measuring pressure, greater than atmospheric, the reservoir is connected by means of hose 6 or to an area where the known pressure is greater than atmospheric but less than that measured, or with a source of known pressure. Through the filler neck 7, the working fluid is poured, and through the valve 8, it is discharged. The glass tube 3 separates the plates of the capacitor 9 (Fig. 2), which are parallel to each other and connected through the switch 10 and the decoder 11 to the electronic tracking system 12 (Fig. 1). The plates of the condenser 9 are fixed on the rack 4, on which there is a scale (not shown), which is necessary, for example, when calibrating the device. The capacitor plates 9 in the section are connected to the switch 10 (Fig. 2), which consists of controllable switches and is assembled, for example, on the basis of diode switching circuits. Switch 10 is connected to a decoder 11 and an electronic tracking system 12 containing a capacitance meter 13, an analog-to-digital converter 14, the output of which is connected to the control key of the indicator 15 and the logic elements 16 and 17 of the comparison. The outputs of the logic elements 16 and 17 of the comparison are connected to the logical element 18 matches and keys 19 and 20 control reversible counter 21. Reversible counter 2 is connected to the decoder 11 and the key control indicator 22 of the number of the measuring cell connected to the key control indicator 15 and logic element 18 match. The clock generator 23 is connected to the keys 19 and 20 of the control of the reversible counter 21 and measure the capacity 13 of the tank. The switch 10 connects to the capacitance measuring 13 simultaneously two adjacent pairs of plates connected in parallel, and only those within the working range of which the working fluid level goes, or more precisely, if it is between the middle of the i-cell and the middle (i + t) cell The remaining cells are shorted at this moment. FIG. 3 shows the position of the switch 10 when the plates of the i-th cell together with the plates of the (i + 1) -th cell are connected to the capacitance meter 1E. The rest of the keys at this moment short-circuited the remaining plates. Depending on the value of N, recorded in the reversible counter 21 (Fig. 3, allowing to write the number not less than N, where J is the maximum number of cells, decoder 11 connects the corresponding i-th and (1 + 1) -th cells to the meter 13 In this case, the value of N is related to the numbers of the cells so that the i-th and | (1 + 1) th cells correspond. The remaining cells are short-circuited at this moment. less (where C and C ,,, correspond to the values of the capacity, when the level of the working fluid is at respectively (+1) -th cell and i-th cell) at their outputs issue 1, which controls the reversible counter 21 through control keys 19 and 20, connecting summing or subtracting inputs to the clock pulse generator 23. Accordingly, a command is generated the connection is either (+1) -th and (+2) -th cell, or i-th and (i-1) to the capacitance meter 13 and the disconnected cell is short-circuited. When N corresponds to cells whose operating range is the liquid level, t .e ..- jgti wiaX at the outputs of logic elements 16 and 17 of the comparison mc O, which disconnects the reversible counter 21 from the generator 23 clock pulses and puts it into memory mode (wait. At the same time, at the output of the logic element 1B, a match appears 1, which connects the code values N and C for registration via the control keys of the indicator 22 and 15. In this state, the circuit is until the liquid level moves to the next pair of cells. The sampling rate of the capacitance meter 13 is set by the generator of 23-pulse pulses and can be selected depending on the conditions and tasks of the experiment. Shunt capacities are located between adjacent cells. If one simply measures the capacitance of the cell in which the liquid level is located, then the measurement error is due to the inadequacy of the capacitors shunting the cell. The total amount of shunt capacitances substantially depends on the position of the liquid level. In addition, the magnitude of the shunt capacitance can become one order with the capacity of whose ki at. decreasing the distance between the cells and the length of the plates in the cells. These deficiencies are eliminated as follows. The capacitance meter 13 is connected simultaneously to the plates of two adjacent cells connected in parallel, and only those between which there is a fluid level. The remaining plates are short-circuited at this time. The proposed connection method permits an increase in resolution and measurement capability by eliminating the influence of shunt capacitances. The invention The method of measuring the level of a liquid including an automatic search for levels by obtaining a code signal from sequentially installed measuring capacitive cells, the dielectric gap of which forms a channel for the measured liquid, characterized in that, in order to increase the resolution by eliminating shunting capacitances, a code signal is obtained sequential closure of two neighboring cells in a parallel circuit, and the rest are closed on a common bus, and the position of the level is fixed at teaching signal values intermediate between the values of the corresponding signal from two adjacent cells at lower cell half-filled and half-filled with the top cell. Sources of information taken into account in the examination 1.Certificate of certificate. USSR 213370, cl. G 01 F 23/26, 29.04.66. 2.Bowden К.R.R., Johnston T.S. Novel capacitance 1evel-sensing transducers.- Jn. Industrial measurement techniques for one - I ine computers. - lEE Conf, Publ, 1968, 43, p. 22-29 (прототип).2.Bowden K.R.R., Johnston T.S. Novel capacitance 1evel-sensing transducers.- Jn. Industrial measurement techniques for one - I ine computers. - lEE Conf, Publ, 1968, 43, p. 22-29 (prototype). .Ю.YU fZfZ // ii ц c 1 f1 f Составитель H, Киэилов Редактор М. Янович Техред м.ТеперКорректор А. Дз ткоCompiled by H, Kiyelov Editor M. Janovich Tehred M. Tepercorrector A. Dz tko Заказ 1355/39 Тираж 641ПодписноеOrder 1355/39 Circulation 641 Subscription ВНИИПИ Государственного кс 4итета СССРVNIIPI State COP 4 of the USSR по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектна , 4Branch PPP Patent, Uzhgorod, Proektna St., 4 Л L с сwith with