Патент ссср 200799

 

О П И C А Н И Е 200799

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

3..висимс е от авт. свидетельства №вЂ”

Кл, 42е, 34

Заявлсно 05.Х.1965 (¹ 1029660/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15ХН1.1967. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 4.Х.1967

МПК 6 011

УДК 681.128.63(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Г. Г. Иордан, Н. М. Курносов, А, И. Троегубов и Б. А; Левинсон

Научно-исследовательский институт теплоэнергетйчажо/т д приборостроения

Заявитель

ЕМКОСТНЫЙ УРОВНЕМЕР НЕЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ СРЕД

С КОМПЕНСАЦИЕЙ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ

Известен емкостной уровнемер неэлектропроводчых сред с компенсацией влияния изменения диэлектрической проницаемости измеряемоч среды, содержащий компенсационный преобразователь емкости в переменное напряже1тие, состоящий из измерительной и компенсационной частей емкостного датчика, балластной емкости и трансформаторов опорного и компенсационного напряжений, соединенный с генератором высокой частоты и охваченный через усилитель обратной связью по переменному току.

Однако применение указанного уровнемера для измерения уровня жидкостей с изменяющейся в широких пределах диэлектрической проницаемостью, имеющих низкое удельное электрическое сопротивление, не нашло распространения из-за низкой точности и стабильности прибора.

В предложенном уровнемере для повышения точности и стабильности измерения уровня ь цечь обратной связи последовательно с усилителем включены фазовый детектор и пресбразователь постоянного напряжения в переменное, питаемые от указанного генератора. Кроме того, для увеличения надежности схемы и упрощения наладки прибора компенсационный преобразователь емкости в переменное напряжение выполнен из трех заземленных цепочек, составленных, соответственно, из последовательно соединенных измерительной части емкостного датчика и вторичной обмотки опорного трансформатора, компенсационной части емкостного датчика и

5 вторичной обмотки компенсационного трансформатора и балластной емкости и двух других вторичных обмоток опорного и компенсационного трансформаторов так, что вторые электроды указанных конденсаторов соедине10 ны вместе и подключены ко входу усилителя.

На чертеже приведена схема описываемого уровнемера.

Уровнемер состоит из генератора 1 высокой частоты, преобразователя 2 емкости цепи

15 обратной связи, детектора 8 и измерительного прибора 4. Генератор 1 питает опорный трансформатор 5, фазовый детектор б, и преобразователь 7 постоянного напряжения в переменное. Преобразователь 2 содержит опор20 ный 5 и компенсационный 8 трансформаторы, емкости измерительной 9 и компенсационной

10 частей емкостного датчика уровня и балластную емкость 11. Цепь обратной связи включает в себя усилитель 12, фазовый детек2 тор б и преобразователь 7.

Вторичные обмотки опорного и компенсационного трансформаторов соединены последовательно с емкостями измерительной и компенсационной частей датчика и балластной

30 емкостью таким образом, что образуют три

200799 цепо IKH, причем одни электроды конденсаторов соединены вместе и подключены на вход усилителя 12.

Схема работает следующим образом.

При изменении уровня компенсационный преобразователь разбалансируется и на входе усилителя появляется сигнал, который после усиления и преобразования в цепи обратной связи подается на обмотку 18 компенсационного трансформатора в такой фазе, что приводиг сигнал на входе усилителя к малой величине, определяемой статизмом системы.

Сигнал на обмотке 18 обратной связи является мерой уровня измеряемой жидкости. Параметры цепочек выбраны такими, что при постоянном уровне и изменении диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости изменение токов соответствующих цепочек приводит к тому, что напряжение на входе усилителя, а следовательно, и величина сигнала обратной связи, подаваемого на обмотку

18 и пропорционального величине уровня жидкости, не изменяется, т. е. результаты измерения не зависят от величины диэлектрической проницаемости. При изменении же уровня жидкости токи цепочек изменяются таким образом, что напряжение на входе усилителя и, соответственно, на обмотке 18 изменяются также пропорционально уровню, Наличие в цепи обратной связи фазового детектора, представляющего собой инерционное звено, позволяет замкнутой системе работать устойчиво даже при значительных коэффициентах усиления системы, которые необходимы для обеспечения высокой точности измерения при измерении уровня жидкостей с изменяющейся в широких пределах диэлектрической проницаемостью, При измерении уровня жидкостей с малым удельным электрическим сопротивлением изменение сопротивлений утечки, параллельных емкостям измерительной и компенсационной частей датчика, приводит к появлению в сигнале компенсационного преобразователя квадратурной составляющей напряжение. Благодаря применению фазового детектора, подавляющего квадратурную составляющую, ошибка измерения уровня за счет

5 малого активного сопротивления датчика незначительна, Предмет изобретения

10 1. Емкостной уровнемер неэлектропроводных сред с компенсацией влияния изменения диэлектрической проницаемости измеряемой среды, содержащий компенсационный преобразователь емкости в переменное напряже15 ние, состоящий из измерительной и компенсационной частей емкостного датчика, балластной емкости и трансформаторов опорного и компенсационного напряжений, соединенный с генератором высокой частоты и охваченный

20 через усилитель обратной связью по переменному току, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности измерения уровня, в цепь обратной связи последовательно с усилителем включены фазовый де25 тсктор и преобразователь постоянного напряжения в переменное, питаемые от указанного генератора.

2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности схемы и

"0 упрощения наладки прибора, компенсационный преобразователь емкости в переменное напряжение выполнен из трех заземленных цепочек, составленных, соответственно, из госледовательно соединенных измерительной 35 части емкостного датчика и вторичной обмотки опорного трансформатора, компенсационной части емкостпого датчика и вторичной обмотки компенсационного трансформатора, балластной емкости и двух других вторичных (О обмоток опорного и компенсационного трансформаторов так, что вторые электроды указанных конденсаторов соединены вместе и подключены ко входу усилителя.

200799

Составитель В. П. Тимофеев

Техред Т. П. Курилко Корректоры; В. В. Крылова и С. А. Большакова

Редактор Н. С. Коган

Типографи, пр. Сапунова, 2

Заказ 3!05 7 Гираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по дел в изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр, СеГова, д. 4