188472. lajstromszámú szabadalom • Digitális folyadékszint mérő berendezés
1 188 472 2 A találmány tárgya digitális folyadékszíntinérő berendezés, különösen digitális adatfeldolgozó rendszerekhez történő illesztésre. Valamely tartályban lévő folyadékok szintjének — s így közvetve térfogatának — meghatározására már ismeretesek különféle berendezések. A gyakorlatban egyre inkább felmerül az ilyen berendezésekkel szemben az az igény, hogy a mért értéket digitális formában adják meg. Az ismert berendezések legnagyobb részénél, ez úgy történik, hogy a folyadékszint meghatározására analóg szintmérőket alkalmaznak, amelyek által adott analóg kimenőjelet digitalizálják. Ismeretes olyan folyadékszint jelző berendezés például, amelynek szintkövető egysége, jelátalakítója, a szintkövető egység és a jelátalakító között elrendezett hevedere, hevederfeszítő egysége és kijelző egysége van. Ezen ismert berendezés szintkövető egysége általában egy, a folyadék felszínén úszó test. Ez az úszó test közvetlenül, vagy például mágneses csatolással a hevederhez van csatlakoztatva. A heveder feszítő egység a heveder állandó feszességét biztosítja. Ez a legtöbb szintmérőnél ellensúly, rugómotor, vagy villanymotor. Ily módon a heveder, amely általában valamilyen huzal, szalag, vagy lánc, elmozdulása az úszó elmozdulásának, tehát végsősoron a folyadékszint — azaz a töltési magasság — változásának felel meg. Egyes szintmérő típusoknál a heveder feszítő egység egy, vagy több irányváltoztató görgővel van kiegészítve. A jelátalakító egység általában a heveder feszítő egység felcsévéző hengerében elrendezett, vagy valamelyik irányváltoztató görgőhöz csatlakoztatott induktív, vagy ellenállásos (potenciometrikus) jelátalakító. A kijelző egység a helyszíni leolvashatóságot biztosítja. Az általánosan használt kijelző egység általában hagyományos analóg leolvasást tesz lehetővé a heveder feszítő egység által mechanikai áttételen keresztül meghajtott, megfelelő skála előtt mozgó mutatóval. Az analóg mérőjelből digitális jelet A/D átalakítóval lehet létrehozni, aminek hátránya, hogy a berendezést bonyolultabbá és drágábbá teszi, növelve egyben az alkatrészek meghibásodásának lehetőségét. További hátrány, hogy az analóg rendszerek nullpont vándorlása és az analóg-digitál átalakítás hibája a mérési hibát növelheti. Ismeretes folyadékok szintmérésére olyan megoldás is, amelynél az úszóban mágnes van elrendezve, az úszó pályája mellett pedig reed érintkezők vannak elrendezve, a szintmagasságára jellemző információt tehát a mindenkori bekapcsolt helyzetben levő reed érintkező sorszáma adja meg. Ezen ismert megoldást azért nem tekinthetjük teljes értékű digitális megoldásnak, mert nem tartalmaz olyan egységet, amely előállítaná a mindenkori reed érintkező sorszámának megfelelő digitális értéket. További kedvezőtlen jellemzője, hogy felbontó-képessége korlátozott. A jelen találmány célja a fenti kedvezőtlen jellemzők kiküszöbölése, tehát olyan megoldás kialakítása folyadékok szintjének mérésére, amelynél a folyadékszintmérő közvetlenül digitális kimenőjelet ad. A fenti cél elérésével egyszerűsödik a digitális folyadékszintmérő műszerek felépítése és pontosságuk is fokozódik. Ennek eredményeképpen a folyamatirányítási és folyamatszabályozási rendszerek pontosabban és üzembiztosabban alakíthatók ki. A jelen találmány feladata olyan folyadékszintmérő berendezés kialakítása, amelynek kimenetén a digitális kimenőjel analóg elektromos jel létrehozása nélkül biztosítható. A jelen találmány szerint a fenti feladatot olyan folyadékszintmérő berendezéssel oldjuk meg, amelyben önmagában ismert szintkövető egység, előnyösen úszó és hozzá csatlakoztatott heveder van elrendezve, a heveder pedig digitális jelhordozóként van kialakítva, továbbá a heveder pályája mellett kódolvasó egység van elrendezve, mimellett a hevedernek legalább az egyik részén a digitális jelek nemlineárisán vannak elrendezve, illetve kialakítva. A jelen találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés előnyös kiviteli alakjánál a heveder fényzáró anyagból van kialakítva és a heveder — célszerűen infravörös tartományban — fényáteresztő tartományokkal van kialakítva, továbbá a kódolvasó egység fotótranzisztor sort és előnyösen ezzel szemben elhelyezett fénydióda sort tartalmaz. A találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés további előnyös kiviteli alakjánál a heveder mágneses kóddal van kialakítva, a kódolvasó egység pedig mágneses térre érzékeny elemeket, előnyösen Hall elemeket tartalmaz. A találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés további előnyös kiviteli alakjánál a kódolvasó egységben kapacitiv cellák vannak elrendezve. A jelen találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezést a mellékelt rajzok ábrái alapján részletesebben ismertetjük. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés elvi mechanikai elrendezése, a 2. ábra az alkalmazott heveder egyik kiviteli alakja, a 3. ábra a kódolvasó egység egyik előnyös kiviteli alakjának elölnézete és metszete, a 4. ábra pedig a találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés egyik kiviteli alakjának elektromos tömbvázlata. Az 1. ábra szerint a digitális folyadékszintmérő berendezés 1 úszót, 2 hevedert, 4 kódolvasó egységet és 3 hevederfeszítő egységet tartalmaz. A 2. ábrán láthatóan a 2 heveder ezen kiviteli alakjánál a hevederben 6 második szinkronjel, 5 első szinkronjel, 7 első kód és 8 második kód van, előnyösen lyukasztással kiképezve. A 2 hevederen az egyes digitális jelek nemlineárisán vannak elrendezve, illetve kialakítva, tehát egyforma értékkülönbségű digitális jelek egymástól nem szükségszerűen azonos távolságban vannak, illetve az azonos távolságban elrendezett digitális jelek értékének különbsége nem szükségszerűen azonos. A 3. ábra szerinti 4 kódolvasó egységben ezen kiviteli alaknál 9 fénydióda és 10 fényérzékelő tranzisztor, valamint 11 fény dióda sor és 12 fotótranzisztor sor van elrendezve. A 4 hevederfeszítő egység csatlakoztatására 13 kábel van alkalmazva. A találmány szerinti digitális folyadékszintmérő berendezés 4. ábrán látható kiviteli alakja 14 tárolóegységet, 15 számkijelzőt, 16 adatfeldolgozó egységet és 17 tápáramforrást tartalmaz a már ismertetett egységeken kívül, ahol is a 17 tápáramforrás a 4 kódolvasó egységhez, a 14 tárolóegységhez, a 15 számkijelzőhöz és a 16 adatfeldolgozó egységhez van csatlakoztatva. A 4 kódol-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
