Способ для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, и устройства (варианты) для его осуществления

 

Использование: в измерительной технике, в частности в системах охранной сигнализации. Сущность изобретения: способ для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, включает возбуждение в объеме автоколебаний с помощью генератора накачки энергии и фиксацию изменения энергии автоколебаний. Особенность способа состоит в том, что поддерживают линейный режим работы генератора накачки энергии, по параметрам переходного процесса режима работы генератора накачки энергии оценивают и фиксируют наряду с изменением энергии автоколебаний также и изменение их частоты. Устройство для реализации способа содержит последовательно включенные приемник давления, усилитель и преобразователь мощность-давление, а также подключенные к выходу усилителя последовательно связанные выпрямитель, фильтр и пороговое устройство. Усилитель охвачен цепью обратной связи и выполнен регулируемым. Согласно первому варианту, вход порогового устройства подключен к выходу фильтра через конденсатор. Согласно второму варианту, выход усилителя связан с входом порогового устройства через последовательно связанные преобразователь частота-напряжение и конденсатор. 3 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сигнализации, в том числе тревожной, в технологических процессах, робототехнике, в системах охраны и других областях науки и техники.

Известен способ для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, включающий возбуждение в объеме автоколебаний с помощью генератора накачки энергии и фиксацию изменения энергии автоколебаний при изменении состояния объема, а также устройство для его осуществления, содержащее последовательно включенные приемник давления, усилитель и преобразователь мощность-давление, связанный через упругую среду с приемником давления, а также подключенные к выходу усилителя последовательно связанные выпрямитель, фильтр и пороговое устройство [1].

Недостатком известного технического решения является низкая чувствительность.

Техническая цель изобретения состоит в повышении чувствительности способа и реализующих его устройств.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе поддерживают линейный режим работы генератора накачки энергии, по параметрам переходного процесса режима работы генератора накачки энергии оценивают и фиксируют наряду с изменением энергии автоколебаний также и изменение их частоты, а об изменении состояния объема судят по факту изменения хотя бы одного из параметров автоколебаний: их энергии и/или частоты. При этом в известном устройстве, согласно изобретению, усилитель выполнен регулируемым, между его выходом и вторым входом подключена введенная цепь обратной связи, а вход порогового устройства подключен к выходу фильтра через введенный конденсатор.

Согласно другому варианту, выход усилителя связан с входом порогового устройства через введенные последовательно связанные преобразователь частота-напряжение и конденсатор.

Приведенные особенности реализации способа и устройств обеспечивают им новые свойства, в частности существенно большую чувствительность, т.к. автоколебания поддерживаются у порога их возникновения - в "мягком" режиме генерации и поэтому фиксируются "тонкие" особенности их изменения, приводящие к переходным процессам в генераторе накачки из-за вызывающих эти изменения соответствующих изменений состояния объема. Экспериментально подтверждено скачкообразное изменение параметров автоколебаний при медленных изменениях состояния объема.

На фиг. 1 представлена схема первого устройства; на фиг. 2 то же, второго.

Каждое из устройств содержит приемники давления (ПД), например микрофоны 1, усилитель (У) 2, преобразователь мощность-давление (ПМД) 3 (например, громкоговоритель), цепь обратной связи (ЦОС) 4, конденсатор 5, пороговое устройство (ПУ) 6 (например, компаратор напряжения или тока). Первое устройство (фиг. 1) дополнительно снабжено выпрямителем 7 и фильтром 8, а второе фиг. 2) - преобразователем частота-напряжение 9.

Осуществление способа рассмотрим на примере работы первого устройства(фиг. 1). После включения устройства акустические автоколебания в контролируемом объеме возбуждаются с помощью связанных в контур ПД1,У2, ПМД 3, образующих автогенератор. ПД1 и ПМД 3 связаны через упругую среду (например, воздух) контролируемого объема. Условия возникновения автоколебаний (баланс фаз и баланс амплитуд) обеспечиваются автоматически. В процессе достижения устойчивых автоколебаний заряжается конденсатор 5 и срабатывает компаратор 6. При изменении состояния контролируемого объема нарушается баланс фаз и/или амплитуд, при этом имеет место переходной процесс изменения амплитуды и/или частоты автоколебаний автогенератора до новых установившихся значений. При этом на выходах выпрямителя 7 и соответственно фильтра 8 изменяется напряжение, происходит перезаряд конденсатора 5 и срабатывание компаратора 6.

Второе устройство (фиг. 2) работает аналогично, с той лишь разницей, что с помощью преобразователя частота-напряжение 9 обрабатывается переходной процесс по частоте автоколебаний.

Оба устройства могут быть объединены с помощью выходного логического элемента ИЛИ.

Источники информации: 1. DE, патент Германии 4219678, МПК 6 G 01 D 1/18, 1994.

Формула изобретения

1. Способ для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, включающий возбуждение в объеме автоколебаний с помощью генератора накачки энергии и фиксацию изменения энергии автоколебаний при изменении состояний объема, отличающийся тем, что поддерживают линейный режим работы генератора накачки энергии, по параметрам переходного процесса режима работы генератора накачки энергии оценивают и фиксируют наряду с изменением энергии автоколебаний также и изменение их частоты, а об изменении состояния объема судят по факту изменения хотя бы одного из параметров автоколебаний: их энергии и/или частоты.

2. Устройство для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, содержащее последовательно включенный приемник давления, усилитель и преобразователь мощность давление, связанный через упругую среду с приемником давления, а также подключенные к выходу усилителя последовательно связанные выпрямитель, фильтр и пороговое устройство, отличающееся тем, что в нем усилитель выполнен регулируемым, между его выходом и вторым входом подключена введенная цепь обратной связи, а вход порогового устройства подключен к выходу фильтра через введенный конденсатор.

3. Устройство для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, содержащее последовательно включенные приемник давления, усилитель и преобразователь мощность давление, связанный через упругую среду с приемником давления, а также пороговое устройство, отличающееся тем, что в нем усилитель выполнен регулируемым, между его выходом и вторым входом подключена введенная цепь обратной связи, а выход усилителя связан с входом порогового устройства через введенные последовательно связанные преобразователь частота напряжение и конденсатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2