164769. lajstromszámú szabadalom • Mágneses elmozdulásérzékelő előnyösen úszós folyadékszint-mérőhöz

3 164769 4 hető és ezt az érzékelő-szerelvényt a mérőállomással mindössze 3 vezeték köti össze. Ez a körülmény az érzékelőt a mérőállomással összekötő kábel költségeit csökkenti tört részére, pl. nagy vízjátékot mérő vizállásmérő esetén. Ugyanezen érzékelési mód gyakorlatilag minden más elmozdulásmérés esetén is előnyösen alkalmazható. A találmány tárgyát ábrák alapján, példakénti kiviteli alakok kapcsán ismertetjük, ahol az 1. ábra mutatja az érintkezősor és a mágneses úszó egy lehetséges elrendezésének keresztmetszetét, a 2. ábra mutatja az érintkezősor és a mágnesszerelvény egymáshoz képesti helyzetét, h =4k esetén, a 3. ábra mutatja a kettős letapogatás elvét megvalósító mérőáramkör egy kiviteli példáját. Az /. ábrán a védett érintkezősor és a mágneses úszó egy lehetséges elrendezését mutatjuk be. Itt a K érintkezők a IL tartóelemre egyenletes osztásközzel vannak felszerelve. Az érintkezősor nem-mágneses N védőcsőben úgy van elhelyezve, hogy a K érintkezők az N védőcső homloklemezéhez simuljanak. A védőcső a mérendő folyadékba merül, célszerűen függőlegesen. A védőcső körül helyezkedik el a P mágnest tartalmazó U úszó olyan laza illesztéssel készítve, hogy gyakorlatilag akadály nélkül tudja a folyadékszint ingadozásokat követni. A részletletapogatást az teszi lehetővé, hogy az érintkezősor mentén olyan mágnes-szerelvény úszik, amely elmozdulás esetén k felbont óképességnyi távolságonként más-más érintkezó'kombinációt gerjeszt. Lásd 2. ábra, ahol h = 4k értékű. Részlettapogatáskor a mágnesszerelvény által gerjesztett kód egy erre a feladatra speciálisan kialakított Gray-kód. Ez tehát az úszó elmozdulásakor minden felbontóképességnyi szinthez olyan egyértelmű gerjesztett érintkező-kombinációt rendel, amelyben az előző állapothoz képest csupán egyetlen bit változik. A kód jellemzője, hogy alkalmas statikus kiolvasásra bármelyik helyzetben. A példa szerinti elrendezés esetén, amikor h = 4k a részletletapogatás a következőképpen történik: A 2. ábrán látható mágnesszerelvény azokat az érintkezőket gerjeszti, amelyek között mágnes van jelölve. A felbontás egysége a) Ha a vízállás pl. nulla szinten van, akkor csak a KI érintkező kap gerjesztést, b) egy cm-es vízszintnél a KI és a K3 érintkezők kapnak gerjesztést, c) kettő cm-es vízszintnél a KI, K2 és K3 érintkezők vannak gerjesztve, d) három cm-es vízszintnél a KI és K2 érintkező van gerjesztve, e) négy cm-es vízszintnél a K2 érintkező gerjesztett stb. Folytatva az úszó emelését látszik, hogy a kombinációk ciklikusan ismétlődnek az osztásköz ütemében. A fenti kombinációkat táblázatba foglalva a következőket kapjuk: 7. táblázat Vízszint (cm) 01010 01000 1100 1110 1010 1000 10 15 20 25 Kód A kódnak megfelelő impulzusszám (db) Megjegyzés: A táblázat második ^oszlopában az egyes számjegyek balról-jobbra rendre az egymás feletti érintkezők gerjcsz-30 35 40 45 50 56 60 65 70 76 tettségi állapotát jellemzik. „1" jelenti a gerjesztett, „O" a nem gerjesztett állapotot. Méréskor a mérőáiamkör az első gerjesztett érintkező^ észlelésig példánkban négy-négy (általában h számú) kimenő impulzust rendel egy-egy lelapogatott gerjesztetlen érintkezó'párhoz. Az első gerjesztett érintkező letiltja a kimenetet, és a mérőáramkör a következő gerjesztett érintkezőhöz egyetlen kimenőimpulzust rendel. Amennyiben az első gerjesztett érintkezőt közvetlenül egy újabb gerjesatett érintkező követ, akkor az impulzus kiadása után a méró'áramkör működés megfordul, és minden további gerjesztetlen állapothoz rendel kimenőimpulzust. Ezzel a működéssel a ciklikusan ismétlődő kód folyamatosan növekvő számsort képes előállítani. Ugyanezt az elvet alkalmazhatjuk általában h értékű osztásköz esetén is, ahol h érték kettőnek egészszámú többszöröse. Az osztáskör (változtatása mint mondottuk a mágnesszerelvény hosszméretének változását vonja maga után. A részletletapogatáshoz célszerűen alkalmazható kódok jellemző tulajdonságai a következők: 1. Gray- féle kód, vagyis hosszegységenkénti elmozdulás esetén a mágnesszerelvény által gerjesztett érintkezők által alkotott kód mindig csak egy bittel változik meg az előző állapothoz képest. 2. Ez a kód statikusan y kiolvasható, tehát annak nincs szerepe, hogy a kód elemei milyen irányban és milyen sorrendben változnak. 3. A kód ÍL* 1 darab 2k elemből áll, ahol h páros egész szám. 4. A kódnak h számú egymástól különböző kombinációja van. 5. A kombinációk olyan sorrendben követik egymást, hogy az utolsó után egy helyértékkel (érintkezővel) eltolódva folyamatosan újra kezdődhet akárhányszor. (Az egyes kombinációk osztásközönként megismétlődnek) 6. A kód nem tartalmazhat csupa ,,0"-át, vagyis kizárt dolog, hogy egyidejűleg valamennyi érintkező gerjesztetlen legyen. 7. Az alkalmazott kód-rendszer egy ciklusának kisebb értékű felében az első „1" után minden esetben „0" következik, míg a nagyobb értékű (nagyobb kimenő impulzusszámhoz tartozó) felében az első „1" után mindig ismét „1" következik. 8. A kód az alacsonyabb értékű oldal felől nézve mindig „l"-el kezdődik. A fenti feltételeket kielégítő kódrendszer néhány kisebb elemszámú megoldásának egy-egy ciklusát bemutatjuk az 1. táblázathoz hasonló elrendezésben. Itt a sorokat miding h számú érintkezőig rajzoltuk meg, mert a részletletapogatás ennyi érintkezőre terjed ki (lásd a 3. sz. ábra leírását). h=2 11 h=4 1100 h=6 110000 h=8 11000000 10 1110 1010 1000 111000 111100 101100 100100 100000 11100000 11101000 11111000 10111000 10110000 10100000 10000000 (A sorok alulról felfelé haladva a mágnesszerelvény kisebb mért értéktől nagyobb felé történő egységenkénti elmozdulását reprezentálják, míg az egyes oszlopok balról-jobbra egy-egy érintkezőnek az egyes sorok kijelölt mért értékhez tartozó állapotát mutatják). A mágnesszerelvény geometriai méreteit a következő tényezők figyelembevételével lehet meghatározni. 1. A mágnesek É-D pólustávolsága, vagyis a szélessége az érintkezők hosszával azonos nagyságrendű. 2. A mágnesek azon mérete, amely merőleges irányú az érintkezők síkjára, tetszőleges lehet. 3. A mágnesek hosszai és egymástól való elhelyezési távolságai a 2. táblázat alapján határozhatók meg az 2