SU1597583A2 - Remote-controlled level gauge - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерени м уровн  жидких сред акустическими методами. Цель изобретени  - расширение диапазона и повышение точности измерений. При включении питани  блоком 15 управлени  вырабатываетс  импульс запуска, который запускает одновибратор 9, формирующий импульс максимальной длительности, по переднему фронту этого импульса срабатывает генератор 5 зондирующих импульсов и формируетс  зондирующий сигнал максимальной амплитуды, который излучаетс  звукоизлучателем 4, отражаетс  от поверхности воды, воспринимаетс  звукоприемником 2, усиливаетс , сравниваетс  компаратором 19 с опорным сигналом и поступает на одновибратор 9. Разница между временем излучени  и приема импульса автоциркул ции определ ет уровень жидкости. Амплитуда зондирующих импульсов мен етс  по экспоненциальному закону в зависимости от уровн  жидкости с помощью блока резисторов. 2 ил.The invention relates to the measurement of the level of liquid media by acoustic methods. The purpose of the invention is to expand the range and increase the accuracy of measurements. When the power is turned on by the control unit 15, a trigger pulse is generated, which triggers a one-shot 9, which generates a pulse of maximum duration. is amplified, compared by the comparator 19 with the reference signal and fed to the one-shot 9. The difference between the time of radiation and reception is the pulse and autocirculation determines the level of the fluid. The amplitude of the probe pulses varies exponentially depending on the level of the liquid using a block of resistors. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к измерени м акустическими методами, и может быть использовано при контроле и измерении уровн  жидких сред и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. № 1413433.The invention relates to the measurement of acoustic methods, and can be used in the control and measurement of the level of liquid media and is an improvement of the invention according to the author. No. 1413433.

Цель изобретени  - расширение диапазона и повышение точности измерени  путем формировани  опорного сигнала, его сравнени  с отраженным сигналом, изменение мощности зондирующего сигнала по экспоненциальному закону.The purpose of the invention is to expand the range and increase the measurement accuracy by generating a reference signal, comparing it with the reflected signal, and changing the power of the probing signal exponentially.

На фиг. 1 представлена структурна  схема дистанционного уровнемера; на фиг.2 - временна  диаграмма его работы.FIG. 1 shows a block diagram of a remote level gauge; figure 2 - the timing diagram of his work.

Дистанционный уровнемер содержит измерительную трубу 1 с установленными в ней звукоприемником 2, выходом соединенным с входом усилител -формировател  3, и звукоизлучателем 4, генератор 5 зондирующих импульсов, вход которого подключен через передающее 6 и приемное 7 устройства к входу регистрирующего устройства 8, выходу одновибратора 9, содержащего блокThe remote level gauge contains a measuring tube 1 with a sound receiver 2 installed in it, an output connected to the input of the shaping amplifier 3, and a sound emitter 4, a generator 5 of probe pulses, the input of which is connected through the transmitting 6 and receiving 7 devices to the input of the recording device 8, the output of the single-oscillator 9 containing block

10конденсаторов, основной конденсатор10 capacitors, main capacitor

11и резистор 12 зар дно-разр дной цепи, и к входу последовательной цепи из дифференцирующей цепи 13. инвертора 14 и блока 15 упраалени . выход которого подключен к входу регистра 16 сдвига, в испол- нительные цепи которого включены обмотки 17 реле, и первому входу логической схемы ИЛИ 18, второй вход которой соединен с выходом компаратора 19. а выход - с входом одновибратора 9, к первому входу компаратора 19 подключен усилитель-формирователь 3. а к второму входу - источник 20 опорного напр жени , выход генератора 5 зондирующих импульсов соединен с входом блока резисторов 21 и ключей 22, а выход блока 20 - с звукоизлучателем 4, к дополнительной исполнительной цепи регистра 16 подключен индикатор 23.11 and a resistor 12 charge-discharge circuit, and to the input of a series circuit from the differentiating circuit 13. of the inverter 14 and the control unit 15. the output of which is connected to the input of the shift register 16, the executive circuits of which include the windings 17 of the relay, and the first input of the OR circuit 18, the second input of which is connected to the output of the comparator 19. and the output to the input of the one-vibrator 9, to the first input of the comparator 19 Amplifier 3. is connected. And the second input is the source 20 of the reference voltage, the output of the generator 5 probe pulses is connected to the input of the block of resistors 21 and keys 22, and the output of the block 20 is connected to the sound emitter 4, and to the additional executive circuit of the register 16 cators 23.

Дистанционный уровнемер работает следующим образом.Remote level gauge works as follows.

При включении.питани  блок 15 управлени  вырабатывает импульс запуска (фиг.2). который поступает на вход регистра 16 сдвига и приводит к срабатыванию его первого разр да и запитыванию реле 17-1. При этом выход генератора 5 зондирующихWhen the power is turned on, the control unit 15 generates a start pulse (FIG. 2). which enters the input of the shift register 16 and triggers its first discharge and energizes the relay 17-1. The output of the generator 5 probing

импульсов подключаетс  через ключ 21-1 к входу звукоизлучател  4,the pulses are connected via key 21-1 to the input of the emitter 4,

Такое подключение генератора 5 зондирующих импульсов обеспечивает максимальное выделение мощности на звукоизлучателе 4. При этом другим контактом реле 17-1 к врем задающей цепи одно- вибратора 9 подключаетс  конденсатор 10-1 максимальной емкости, обеспечива  генерацию импульса максимальной длительности ТоВмакс.Such a connection of the probe pulses generator 5 ensures maximum power output at the acoustic emitter 4. At the same time, another contact of the relay 17-1 provides the capacitor 10-1 of the maximum capacity to the driving circuit of the single-vibrator 9, ensuring the generation of a pulse of maximum duration ToVmax.

Импульс запуска с выхода блока 15 управлени  через схему ИЛИ 18 поступает на вход одновибратора 9 и .запускает его. ПоThe start pulse from the output of the control unit 15 through the OR circuit 18 is fed to the input of the one-shot 9 and starts it. By

переднему фронту импульса одновибратора 9 запускаетс  генератор 5 зондирующих импульсов , возбуждающий звукоизлучатель 4. Импульс максимальной амплитуды звукоизлучател  4 и импульс максимальной длительности одновибратора 9 рассчитаны на минимально возможный уровень воды. При этом если таковой имеетс , то к моменту когда импульс звукоизлучател  4 достигнет уровн  воды, отразитс , приметс  звукоприемником 2. усилителем-формирователем 3, сравнитс  с опорным на компараторе 19 и поступит на одновибратор 9, импульс Тов.макс одновибратора 9 закончитс , одно- вибратор 9 вновь сработает и процесс повторитс , т.е. начнетс  автоциркул ци  зондирующего импульса.the leading edge of the pulse of the one-shot 9 starts the generator 5 of the sounding pulses, exciting the sound emitter 4. The pulse of the maximum amplitude of the sound-emitter 4 and the pulse of the maximum duration of the one-shot 9 are designed for the lowest possible water level. At the same time, if there is one, by the moment when the pulse of the radiating emitter 4 reaches the water level, is reflected, taken by the sound receiver 2. the amplifier-former 3, is compared with the reference one on the comparator 19 and goes to the single vibrator 9, the pulse Tov.max of the single vibrator 9 ends, one the vibrator 9 will work again and the process will repeat, i.e. the probe pulse auto-cycling begins.

Если же уровень воды выше минимального , то зондирующему импульсу 25 потребуетс  меньше времени,чтобы преодолетьIf the water level is higher than the minimum, then the probe pulse 25 will take less time to overcome

рассто ние от звукоизлучател  4 и обратно до звукоприемника 2, поэтому он поступит на одновибратор 9 раньше, чем тот будет готов к приему импульса, поэтому одновибратор 9 на него не среагирует и автоциркул ци  не начнетс .the distance from the sound emitter 4 and back to the sound receiver 2, so it goes to the one-shot 9 before it is ready to receive a pulse, so the one-shot 9 does not react to it and auto-cycling does not start.

В этом случае по прошествии некоторого времени, превышающего максимальный период автоциркул ции, блок 15 управлени  вновь формирует импульс, который поступает на вход регистра 16 сдвига и на вход одновибратора 9. При этом срабатывает реле 17-.2 и отпускает реле 17-1, подключа  к врем задающей цепи одновибратора 9 конденсатор 10-2 и отключа  конденсатор 101 , и генератор зондирующих импульсов подключаетс  к звукоизлучателю 4 через ограничивающий резистор 21-1. Таким образом , уменьшаетс  длительность импульса одновибратора 9 (Тов) и амплитуда зондирующего импульса в измерительной трубе 1. Вместе с амплитудой зондирующего импульса снижаетс  амплитуда 24 помех от стыков трубы 1, чем повышаетс  помехоустойчивость .In this case, after some time longer than the maximum period of autocirculation, the control unit 15 again generates a pulse, which is fed to the input of the shift register 16 and to the input of the one-vibrator 9. At this, the relay 17-.2 activates and releases the relay 17-1, connecting to the time of the master circuit of the one-shot 9, the capacitor 10-2 and disconnecting the capacitor 101, and the probe pulse generator is connected to the sounder 4 via the limiting resistor 21-1. Thus, the pulse duration of the one-vibrator 9 (Tov) and the amplitude of the probe pulse in the measuring tube 1 are reduced. Together with the amplitude of the probe pulse, the amplitude 24 of the noise from the joints of the tube 1 is reduced, which increases the noise immunity.

Если уровень воды окажетс  выше того уровн , на который рассчитаны импульсы одновибратора 9 и звукоизлучател  4, то описанный процесс снижени  длительности и амплитуды указанных импульсов повторитс , и т.д. до тех пор, пока не достигнетс  их соответствие уровню и пока не начнетс  процесс автоциркул ции.If the water level turns out to be higher than the level at which the pulses of the one-shot 9 and sound emitter 4 are calculated, then the described process of reducing the duration and amplitude of the said pulses will repeat, etc. until their compliance with the level is reached and the process of auto-circulation starts.

С помощью резисторов 21 удаетс  достичь равенства и посто нства амплитуды принимаемых звукоприемником 2 пол рных сигналов, что позвол ет отсеивать помехи по амплитудному признаку. Дл  достижени  этого эффекта значени  сопротивлений рассчитываютс  по экспоненциальному закону.With the help of resistors 21, it is possible to achieve equality and uniformity of the amplitude of the 2 polar signals received by the sound receiver, which makes it possible to eliminate interference by the amplitude feature. To achieve this effect, the resistance values are calculated exponentially.

00

5five

00

5five

При этом отсеиврютс  помехи 24, превышающие по уровню сигнал 25, так как амплитуда по времени по влени  помех 24- 1 не имеет значени  (отсеиваютс  помехи с любым значением), а амплитуда последних помех 24-2 снижаетс  по мере их приближени  по времени по влени  к сигналу 25.This eliminates interference 24, exceeding in level the signal 25, since the amplitude of the time of occurrence of interference 24-1 does not matter (interference of any value is eliminated), and the amplitude of the last interference 24-2 decreases as they approach the appearance of to signal 25.

Claims (1)

Формула изобретени  Дистанционной уровнемер по авт.св. fsfe 1413433, от л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  точности измерений, в него введены компаратор , источник опорного напр жени , группа резисторов и группа ключей, при этом первый вход компаратора подключен к выходу источника опорного напр жени , второй вход - к выходу усилител -формировател , а выход - к одному из входов логической схемы ИЛИ, резисторы одним выводом соединены со звукоизлучателем, а другим через ключи - с генератором зондирующих импульсов, кроме того, ключи соединены с обмотками реле.Claims of the invention Remote level gauge according to auth.St. fsfe 1413433, from the fact that, in order to expand the range and improve the accuracy of measurements, a comparator, a voltage source, a group of resistors and a group of keys are entered into it, while the first input of the comparator is connected to the output the source of the reference voltage, the second input is to the output of the amplifier maker, and the output is to one of the inputs of the OR logic circuit, the resistors are connected by one output to the sound emitter, and the other are connected to the generator of probing pulses through the keys . 25  25 tt 2if-22if-2 I II I Фие.2Fie.2