Сигнализатор

 

Изобретение позволяет повысить чувствйтгельность и точность определения положения границы раздела веществ, уровня вещества в емкости. Оно может найти применение в различных.отраслях промышленности и на транспорте (на тракторах), в частности для определения положения границы раздела нефть-вода. Сущность изобретения состоит в том, что чувствительный элемент на конце отрезка коаксиальной линии дополнительно содержит спиральный проводник вдоль внутреннего проводника, выступающего за пределы длины отрезка линии. Спиральный проводник на одном конце разомкнут, а другим концом подсоединен к концу наружного проводника отрезка коаксиальной линии. Внутренний проводник чувствительного элемента может быть выполнен в виде группы стержней, электрически короткозамкнутых между собой на одном из концов. Чувствительный элемент может иметь плоскую конструкцию, плоскость которой расположена горизонтально . 1 з.п. ф-лы, 5 ил, СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 F 23/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4902178/10 (22) 21.12.90 (46) 07.04.93. Бюл. Рв 13 (?6) В.С.Минаев, А.С.Совлуков и А.Е.Сырцев (56) Авторское свидетельство СССР

hL 281846, кл. G 01 F 23/28, 1969.

Lanker КЛ. Radio-wave lnterface detector

measures low concentrations of oil in water, сойтго!з Lumping. — Oil and Gas Journal, 1984, vol. 82, М 5, рр, 150-152. (54) СИГНАЛИЗАТОР (57) Изобретение позволяет повысить чувствительность и точность определения положеНия границы раздела веществ, уровня вещества в емкости. Оно может найти применение в различных отраслях промышленноСти и на транспорте (на тракторах), .в

Изобретение относится к измеритель- . ной технике и может быть использовано для выСокоточной сигнализации уровня и поло жения границы раздела различных веществ в емкостях, в частности границ раздела воздух — жидкость, жидкость — жидкость (например, вода-нефть), счета штучных изделий, например на конвейере, определения наличия обьекта в зоне контроля и т,п.

Целью изобретения является повышеwe чувствительности.

На фиг. 1 изображен отрезок длинной линии с чувствительным элементом; на фиг.

2 — схема сигнализатора; на фиг. 3 — амплитудно-частотная характеристика сигнализатора при изменении положения границы раздела; на фиг. 4.— пример выполнения чувствительного элемента, у которого внутренний проводник выполнен в виде группы

ÄÄ5UÄÄ 1808120 АЗ частности для определения положения границы раздела нефть-вода. Сущность изобретения состоит в том, что чувствительный элемент на конце отрезка коаксиальной линии дополнительно содержит спиральный проводник вдоль внутреннего проводника, выступающего за пределы длины отрезка линии. Спиральный проводник на одном конце разомкнут, а другим концом подсоединен к концу наружного проводника отрезка коаксиальной линии. Внутренний проводник чувствительного элемента может быть выполнен в виде группы стержней, электрически короткозамкнутых между собой на одном иэ концов. Чувствительный элемент может иметь плоскую конструкцию, плоскость которой расположена горизонтально. 1 з,п. ф-лы, 5 ил, стержней; на фиг. 5 — пример применения сигнализатора для счета штучных изделий на конвейере.

Здесь введены обозначения: 1 — коаксиальная длинная линия; 2 — чувствительный элемент; 3 — внутренний проводник коаксиальной линии; 4 — выступающая часть внутреннего проводника; 5 — спиральный проводник; 6 — наружный проводник коаксиальной линии; 7 — высокочастотный генератор; 8 — регистратор; 9 — емкость с контролируемыми веществами; 10 и 11— контролируемые вещества; 12 —; 13— конвейер.

Сигнализатор содержит отрезок коаксиальной длинной линии 1,.внутренний проводник 3 которой имеет выступающий заторец линии участок 4, содержит также спиральный проводник 5. Этот спиральный .

1808120 проводник одним концом подсоединен к торцу наружного проводника б коаксиальной линии, а на другом конце разомкнут.

Проводники 4 и 5 образуют чувствительный элемент, взаимодействующий с контролируемыми ° веществами, которые могут заполнять пространство между этими проводниками. С другого торца к отрезку длинной линии подсодинены высокочастотный генератор 7 и регистратор 8. 10

Сигнализатор работает следующим образом.

С помощью генератора 7 в отрезке линии возбуждают электромагнитные колеба ния, Эти колебания могут быть возбуждены как на одной из собственных (резонансных) частот отрезка линии, так и в заданной полосе его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), которые определяются параметрами чувствительного элемента — 20 нагрузочного реактивного сопротивления отрезка линии.

В зависимости от способа возбуждения колебаний регистратор 8 фиксирует либо заданное изменение резонансной частоты 25 (от начального значения f> до конечного значения Я либо изменение амплитуды А колебаний от AMBR до некоторого порогового значения, например, 0,05Амакс (фиг. 3).

Чувствительный элемент 2 при этом 30 представляет собой реактивную нагрузку отрезка линии, являясь замедляющей системой с резонансными свойствами. Благодаря данной конструкции чувствительного элемента сни>кается влияние емкости кабе- 35 ля и обеспечивается концентрация энергии электромагнитного поля как между проводником 4 и спиральным проводником 5, так и вблизи последнего; Как следствие, возрастает (не менее чем на порядок) чув- 40 ствительность к электрзфизическим параметрам вещества в точке контроля и их изменениям в процессе перемещения границы раздела веществ. Момент нахождения границы раздела веществ в точке контроля 45 фиксируется регистратором 8.

На фиг, 2 приведена схема сигнализатора. Проводники 4 и 5 чувствительного элемента расположены в емкости 9 с контролируемыми веществами 10 и 11, по- 50 ложение границы раздела (или уровень вещества) которых следует фиксировать.

Наличие границы раздела (уровня) в контролируемой точке определяют с помощью регистратора 8 по изменению значения величины выходного параметра, которым мо>кет являться резонансная частота отрезка линии, амплитуда детектируемых колебаний.

На фиг. 3 приведены АЧХ сигнализатора для двух граничных значений контролируемых параметров (А или f), соответствующих одному или другому положению объекта относительно зоны (точки) сигнализации, в частности границы раздела веществ воздух-жидкость.

Резонансному импульсу 1 соответствует взаимодействие чувствительного элемента с веществом, имеющим меньшее значение диэлектрической проницаемости а (например, с воздухом), а резонансному импульсу 2, 2" — большее значение е (например, со светлыми (частота fz ) и темными (частота fz") нефтепродуктами). Фиг, 3 показывает, что возможно производить непрерывные измерения малых значений уровня при вертикальном расположении чувствительного элемента. Существенное отличие АЧХ для разных веществ свидетельствует о надежной фиксации момента нахождения границы раздела в точке контроля, Для повышения разрешающей способ ности устройства спирали (а также, как ва риант, и стержню) его чувствительного элемента может быть придана форма пло ской конструкции, Ее плоскость располага ется при этом в емкости с контролируемыми веществами горизонтально, соответствуя плоскости раздела веществ. Точность сигнализации определяется здесь толщиной плоского чувствительного элемента (она может быть около 1 мм).

На фиг. 4 изображен плоский чувствительный элемент 2, у которого внутренний проводник 4 выполнен в аиде группы стержней. Эти стержни на одном из концов короткозамкнуты между собой. Это позволяет более равномерно распределить энергию электромагнитного поля вдоль спирального проводника в плоскости сигнализации.

Применение сигнализатора для счета штучных изделий 12 на конвейере l3 показано на фиг. 5. Здесь выбором диаметра и шага спирального проводника 5 можно регулировать чувствительность сигнализатара в заданном, в частности в осевом направлении. В зоне контроля может быть расположен только чувствительный элемент, размещаемый, в частности, как показано, над конвейером 13.

Сигнализатор может быть применен в промышленности, на транспорте для высокоточной сигнализации заданного уровня вещества и положения границы раздела ве.ществ с различными физическими параметрами, счета изделий на конвейере и т,п.

1808120

Ф о р мул а и зоб ретен и я

1, Сигнализатор, содержащий отрезок коаксиальной длинной линии с внутренним проводником, выступающим за его торец, 5 соединенные с этим отрезком.высокочастотный генератор и регистратор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, выступающая часть внутреннего проводника расположена вдоль до- 10 полнительного спирального проводника, при этом один из концов спирального проводника подсоединен к торцу отрезка коаксиальной длинной ли нии.

2. Сигналиэатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что выступающая часть внутреннего проводника выполнена в виде стержней, электрически короткоэамкнутых между собой со стороны отрезка коаксиальной длинной линии..

1808120

Фиг.5

Составитель А.Савлуков

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Кулакова

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

Заказ 1400 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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