Емкостный компенсационный уровнемер

 

Изобретение относится к приборостроительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения у; ооья путем учета влияния свойств исследуемой среды на результат измерений. Уровнемер содержит емкостной чувствительный элемент 1, состоящий ис ичмерителсчсй и кои пенсационной частей 1 аи 1 5,р вязктич.шх преобразователя 2 и 3 емкости а напряжение две схемы 11 и 12 вычйтани синхронный выпрямитель 14 индикатор 15 к генератор 6 импульсов. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик

<я)з 6 01 ?3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663494/10 (22) 15.06,89 (46) 07,05,91, Бюл. |Ф.17 (71) Научно-производственное объединение

"Росавтоматстром" (72) С,И. Алексеев (53) 681 128.63(088,8) (56) Авторское свидетельства СССР

М 909580, кл, G 01 F 23/26, 1878. (54) ЕМКОСТНЪ|Й КОМПЕНСАЦИОННЫЙ

УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровня различных жидкостей.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет учета влияния свойств среды на результат измерения.

На чертеже изображена структурная схема уровнемера, Уравнемер содержит чувствительный элемент 1, включающий измерительный конденсатор 1а, соответствующий по длине диапазону измерения, и компенсационный конденсатор 1б, находящийся в погруженном состоянии в исследуемой среде ниже диапазона измерения, два преобразователя

2 и 3 емкости s напряжение с опорными конденсаторами 4 и 5, генератор 6 импульсов, два переменных резистора 7 и 8, два потенциометрических делителя 9 и 10 с коэффициентом деления, равным двум, два дифференциальных усилителя 11 и 12 со схемами вычитания, аналоговый перемножитель 13 напряжений, включенный по схеме деления напряжения на напряжение, синхронный выпрямитель 14 и индикатор

15, ., Ш,, 1647272 А1 (57) Изобретение относится к приборастра— ительнай технике. Цег ью изобретения является гавь;шение точности измерения уровня путем учета вли ния свойств исследуемой среды на .резул ь1ат измерений.

Уравнемер содержит емкостнай чуьствительный элемент 1, састаяший из измерительной и компенсационной частей 1 а и 1 б, два активных преобразователя 2 и 3 емкости в напряжение, две схемы 11 и 12 вычитания, синхронный выпрямитель 14, индикатор 15 v, генератор 6 импульсов. 1 ил.

Уровнемер работает следующим образом.

Амплитуда выходного напряжения преобразователей 2 и 3 емкость-напряжение к неинвертирующим входам которых через потенциаметрические делители 9 и 10 v, регуляторы 7 и 8 масштаба присоединен генератор 6 импульсов, к инвертирующим входам подключены соответственно измерительная 1а и компенсационная 1б части чувствительного элемента 1, емкости которых с соответствуюшими им измерительным С0х 4 и компенсационным Сок 5 опорными конденсаторами образуют делитель напряжения в цепи отрицательной обратной связи, определяется выражением

Vc (+" ) /6: (1)

Сох 2

V-, = (— + -| ) V<, (2) ок где Vz, уз — выходное напряжение соответственно измерительного 2 и компенсационного 3 преобразователей емкость — напряжение;

Кт, Кв — коэФфициенты передачи регулятора 7 и 8 масштаба;

Чв — напряжение импульсов генератора;

1647272

Чг = 2+(я — 1) — Чв.

К7 (5) ЧЗ = =2 (+ " ) Чб, Кз (6) 25

На один из входов схем 11 и 12 вычитания, имеющих коэффициенты передачи-соответственно К11и К12, поступают выходные напряжения Ч2(5) и Чз(6) преобразователей

2 и 3 емкость-напряжение, а на другой вход 30 — напряжение Че генератора 6 импульсов через соответствующие регуляторы 7 и 8 масштабы. Тогда на выходе схем 11 и 12 вычитания имеем

Ч11 — 2 . (Я вЂ” 1 ) — Ч6, (7)

Ч12 — р — (Я вЂ” 1 ) Ve (8)

На выходе перемножителя 13 напряжений включенного по схеме делителя, пол- 40 учаем напряжение Ч13, как частное от деления двух входных напряжений Ч«(7) и

Ч12 (8) 45 (9) К7 K«!

Ч13=К13К . К где К 13 — коэффициент передачи перемножителя 13 напряжений.

Сигнал v13 (9) с выхода перемножителя 50

13 напряжений подается на вход синхронного выпрямителя, После выпрямления на выходе блока 14 появляется постоянное напряжение Ч14, показываемое индикатором

15 и имеющее пропорциональную зависимость от измеряемого уровня в исследуемой среде.

Cx — емкость измерительного датчика

1а;

Ск — емкость компенсационного датчи, ка 1б.

Емкость измерительного датчика на ра- 5 бочей длине L определяется выражением

Сх — C» 1 +(ÿ — 1), !

1 (3) где С1х — начальная емкость измерительного датчика 1а и рабочей длины; 10 ! —.текущей уровень; е — диэлектрическая проницаемость жидкости.

Емкость компенсационного датчика определяется выражением 15

С! = е С1ь(4) где С1к- начальная емкость компенсацион-. ного датчика 1б.

Тогда, подставив (3) в (1) и (4) в (2), получаем при С1к = Co и С» = Сох

Ни = K<4 V13 = K14 К в —; — zUe(10)

К7 К«.

К8 12 где К14 — коэффициент пропорциональности.

Если отношения коэффициентов передачи каскадов равным единице, то получаем

Ч14 = !/L (11)

Следовательно, выходной сигнал заявляемого уровнемера определяется зависимостью от величины измеряемого уровня.

Формула изобретения

Емкостный компенсационный уровнемер, содержащий генератор, измерительный и компенсационный конденсаторы, о тлича ю щийся тем,что,с цельюповышения точности измерения уровня путем учета влияния характеристик жидкости, в него дополнительно введены два преобразователя емкости в напряжение, два переменных резистора, два потенциометрических делителя, два дифференциальных усилителя, перемножитель напряжения, синхронный выпрямитель и индикатор, при этом первая обкладка измерительного конденсатора соединена с первым входом первого преобразователя, первая обкладка компенсационного конденсатора соединена с первым входом второго преобразователя, вторые обкладки конденсаторов соединены с общей шиной, средняя точка первого потен циометрического делителя соединена с вторым входом первого преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен со средней точкой первого переменного резистора и первым выводом первого потенциометрического делителя, средняя точка второго потенциометрического делителя соединена с вторым входом второго преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго дифференциального усилителя, к второму входу которого присоединены первый вывод второго потенциометрического делителя и средний вывод второго переменного резистора, вход опорного сигнала синхронного выпрямителя и первые выводы переменных резисторов соединены с выходом генератора, вторые выводы потенциометрических делителей и переменных резисторов соединены с общей шиной, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом перемножителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя, а выход — с входом синхронного выпрямителя, выход которого соединен с индикатором.

1647272

-Сох

Составитель А. Кашаев

Редактор В. Данко Техред М. Моргентал Корректор Т; Щалец, Заказ 1389 Тираж 429 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина. 101