Устройство для измерения уровня вещества

 

Изобретение может быть использовано для измерения расстояния до отражающей поверхности жидкого металла. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. Резонатор образован волноводом 1, оба конца 2 и 3 которого открыты и устаноЬлены перпендикулярно контролируемой поверхности материала 4. Распространяющиеся по волноводу 1 электромагнитные волны после отражения от поверхности материала 4 интерферируют с волнами , возбуждаемыми генератором 5 переменной частоты. Изменение уровня материала 4 вызывает изменение количества импульсов, регистрируемых детектором 6. Регистратор 9 фиксирует число резонансных импульсов на выходе детектора 6, дающее информацию о конс тролируемом уровне. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (SD4 G 01 F 23 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЦХ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3935647/24-10 (22) 31.07.85 (46) 15.06.87. Бюл, Ф 22 (71) Институт проблем управления (автоматики и телемеханики) (72) В.А.Викторов и А.С.Совлуков, (53) 68 1. 128.083 .2: 681. 128.82(088 . 8) (56) Баташев А.Н. Об измерении уровня жидкости с помощью миллиметровых и сантиметровых волн. Труды НИИТТеплэприбор,1962, Ф 4, с. 54-59.,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение может быть использовано для измерения расстояния до отражающей поверхности жидкого металла.

80» 1125 А1

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства, Резонатор образован волноводом 1, оба конца 2 и

3 которого открыты и установлены -перпендикулярно контролируемой поверхности материала 4 ° Распространяющиеся по волноводу 1 электромагнитные волны после отражения от поверхности материала 4 интерферируют с волнами, возбуждаемыми генератором 5 переменной частоты. Изменение уровня материала 4 вызывает изменение количества импульсов, регистрируемых детектором 6. Регистратор 9 фиксирует число резонансных импульсов на выходе детектора 6, дающее информацию о кон- а тролируемом уровне. 1 ил.

1317285 2 выходе детектора Ь резонансных импульсов равно

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения уровня или расстояния до отражающей поверхности, например жидкого металла.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

На чертеже изображен пример реализации устройства в СВЧ-диапазоне.

Устройство состоит из измерительного волновода 1, концы которого 2 и 3 погружены в контролируемый отражающий материал 4, Генератор пере.менной частоты 5 и детектор 6 связаны с волноводом 1 при помощи элементов связи 7 и 8. Выход детектора 6 соединен с регистратором 9, представляющим собой счетно-решающее устройство.

Устройство работает следующим образом.

Электромагнитные волны, распространяясь по волноводу 1, после отражения .от поверхности контролируемого материала 4 интерферируют с волнами, возбуждаемыми генератором 5.

Условие возникновения стоячей волны в резонаторе, образованном волноводом 1, ограниченным поверхностью контролируемого материала 4, записывается в следующем виде:

2(1-2z) fz 2(1-2z) f <

V V

2 (1-2z) (f —.f, ) V

2l(f -(,) 2(1-2z)(f -fq)

4е(Е э ) (2) U (22() 4(fi й, )

dz V

2 (1-2z)+(g, + (g,=27((n, n=1 2,..., (1) где P =2))/)(=29((/V — фазовая постоянная; 9 — длина волны; f — частота r енератора, V — фазовая скорость волны в волноводе, (и (Р— изменения фа-. зы при отражении волны от концов резонатора, 1 — полная длина волновода, z — глубина погружения волновода в контролируемый материал.

Приняв в выражении (1) Ч), = (122 = )(, что принципиально не влияет на общность. получаемых результатов, имеем:

iP(1-2z) 2((п, откуда

2(1-2z)f

n =

ВНИИПИ Заказ 24 12/36 Тираж 693

Подписное

Произв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При девиации частоты генератора от f, до fz число регистрируемых на

При изменении уровня от нулевого значения до -z соответствующее изменение регистрируемых детектором числа импульсов равно

Продифференцировав выражение (2) IIo

z получаем чувствительность устройства

25 что вдвое превышает чувствительность, устройства-прототипа.

Число резонансных импульсов на выходе детектора фиксируется регистратором 9 и преобразуется в значение уровня.

Изобретение может быть реализовано как в СВЧ-диапазоне, так и в

35 оптическом и в ультразвуковом.диапазонах волн.

Формула и з обретения

Устройство для измерения уровня вещества, содержащее источник колебаний переменной частоты, связанный с резонатором, один конец которого открыт и установлен перпендикуляр45 но контролируемой поверхности, а также детектор, связанный с резонатором, и регистратор, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, второй конец резонатора также открыт и установлен перпендикулярно контролируемой поверхности.