Сигнализатор уровня

 

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ по авт.св. № 981829, отличаю-щ и и с я тем, что, с целью увеличения надежности контроля уровня веществ , склонных к налипанию, он снабжен дополнительными последовательно соединенными амплитудным ограничителем , пиковым детектором и варикапом, включенными между выходом СВЧ-диода и входом СВЧ-генератора . // &9 СД Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 981829 (21) 3375046/18-10 (22) 05.01.82 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Минский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектноконструкторского института по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (72) Н.Я.Скобов и И.С.Рубаха (53) 681.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 981829, кл. G 01 F 23/28, 27.03.78. (54) (57) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ по авт.св. № 981829, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения надежности контроля уровня веществ, склонных к налипанию, он снабжен дополнительными последовательно соединенными амплитудным ограничителем, пиковым детектором и варикапом, включенными между выходом СВЧ-диода и входом СВЧ-генератора.

1053513

20

30

40

55

Изобрете»ие относится к технике измерения и может быть использовано в стротельной, горной, горно-рудной, химической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности,цля контроля предельных уровней жидких, сыпучих и кусковых материалов.

Из основного авт.св. Ф 981829 известен сигнализатор уровня, содержащий СВЧ-генератор, чувствительный элемент, исполнительное устройство, последовательно соединенные источник переменного тока и блок вентилей, подключенные на вход СВЧ-генератора, пос.педовательно соединенные СВЧ-диод и пиковый детектор, включенные между исполнительным устройством и излучателем, а излучатель выполнен в виде пассивного резонатора.

Недостатком данного сигнализатора уровня является необходимость знать свойства контролируемого материала для установки предварительного уровня отстройки от налипания материала на сигнализатор, что усложняет условия эксплуатации и уменьшает надежность и точность контроля веществ, склонных к налипанию.

Целью изобретения является уве.пичение надежности контроля уровня веществ, склонных к налипанию.

Это достигается тем,что известный сигнализатор уровня снабжен дополни— тельными последовательно соединенными амплитудным ограничителем, пиковым детектором и варикапом, включенными между выходом СВЧ-диода и входом СВЧ-генератора.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы, иллюстрирующие работу устройства: на фиг. 3 — конструкция излучателя, выполненного в виде пассивного резонатора.

Сигнализатор уровня состоит из излучателя 1, СВЧ-генератора 2, вентилей 3, источника 4 переменного тока, СВЧ-диода 5, первого пикового детектора 6, исполнительного устрой— ства 7, ограничителя 8 амплитуды, второго пикового детектора 9 и варикапа 10. Бункер 11 на фиг. 1 показан как один из объектов автоматизации.

Сигнализатор уровня работает следующим образом. При подаче питающего напряжения U, в виде полупериодов выпрямленного, но не сглаженного напряжения (кривая 12) от источника 4 через вентиль 3 íà СВЧ-генератор 2 о» вырабатывает переменное напряже»ие, модулированное по частоте (кривая 13).

Это напряжение через элементы связи возбуждает излучатель 1, настроенный на частоту f (кривая 14). Амплитуда напряжения 0 соответствует начальному эквивалентному сопротивлению излучателя.

При отсутствии вещества в зоне контроля излучателя 1 на выходе СВЧдиода 5 образуются импульсы U (кривая 15). Амплитуда импульсов 0 пропорциональна эквивалентному сопротивлению излучателя 1, зависящему от наличия или отсутствия материала и его свойств, а расстояние между им— пульсами определяется резонансной частотой излучателя 1. При этом на. выходе первого пик вого детектора 6 имеем напряжение U< (кривая 16), которое больше порогового напряжения

U „, (кривая 17) исполнительного устройства 7, и последнее не срабатывает. Импульсы Uq ограничиваются до напряжения 05 ограничителем 8 амплитуды сверху (кривая 18), сглаживаются вторым пиковым детектором 9 (кривая 19) и, управляя варикапом 10, поддерживают частоту СВЧ-генератора

2, равную т, (кривая 14) .

При достижении уровня контролируемого вещества излучателя 1 изменяется его эквивалентное сопротивление и резонансная частота (кривая 20).

Это изменение приводит соответственно к резкому уменьшению амплитуды Ц импульсов (кривая 21) и увеличению расстоя»ия между ними, . Резкое уменьшение амплитуды импульсов (кривая 21) приводит к снижению сигнала (14 (кривая 22) на выходе первого пикового детектора 6 и к пропаданию сигнала «а выходе второго пикового детектора 9. Напряжение I1< (кривая

22) становится меньше (кривая 17), а частота СВЧ-генератора 2 (кривая 23) резко отличается от f, (кривая 14), что приводит к более четкому срабатыванию исполнительного устройства.

Когда происходит налипание вещества на рабочую поверхность датчика, изменяется резонансная частота излучателя 1 от 1, до 1, (кривая 24). При этом, так как объем налипшей массы всегда намного меньше объема контролируемого вещества, а связь излучателя с веществом выбрана небольшой, 1053 эквивалентное сопротивление датчика уменьшается в зависимости от свойств материала. Уменьшение резонансной частоты излучателя 1 приводит к увеличению расстояния между импульсами (кривая 25), а так как эквивалентное сопротивление излучателя 1 при этом уменьшилось, то амплитуда импульсов (кривая 25) также уменьшится.

В этом случае сигнал Н< первого 1О пикового детектора 6 (кривая 2б) все-таки больше LJ исполнительного устройства 7 (кривая 17), и происходит частичное срабатывание устройства.

Импульсы из выхода СВЧ-диода 5 (кривая 25) ограничиваются ограничителем амплитуды 8 до уровня (кривая 27) и поступают на второй пиковый детектор Э, выходное напряжение которого управляет варикапом

10, перестраивая резонансную частоту

СВЧ-генератора 2 до 1, (кривая 28) так, что устройство возвращается в первоначальное состояние.

При этой перестройке сигнализатор 25 уровня отстраивается от любого уровня налипания в пределах рабочего диапазона сигнализатора, что увеличивает

573 4 точность и надежность контроля уровня веществ, склонных к налипанию вне зависимости от их свойств.

Излучатель 1 представляет собой пассивный резонатор 29 (например, четвертьволновый отрезок длинной линии), выполненный конструктивно в одном корпусе 30 с генератором

СВЧ 31. СВЧ-генератор 31 через элемент связи 32 соединен с пассивным резонатором 29, а в контуре СВЧ-генератора 2 включен варикап (на фиг. 3 не показан).

Излучение СВЧ энергии происходит через щель 33, закрытую радиопрозрачным материалом. С помощью СВЧ-диода 34 сигнал с пассивного резонатора

29 передается на исполнительное устройство 7.

Таким образом, введение в сигнализатор уровня последовательно соединенных амплитудного ограничителя, пикового детектора и варикапа, включенных между СВЧ-диодом и генератором

СВЧ, обеспечивает увеличение надежности, точности контроля уровня веществ, склонных к налипанию.

Жир

igg y

1053573

ТехредН.Бонкало Корректор А. Ференц

Редактор О. Кузнецова

Тираж 705 Подписное

Заказ 2331/3

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4