Патент ссср 411307

 

1 Рсе

) " ..., .„ „ 1 . ., .Кп

О П ИСА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

4ИЗО7

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства ¹

М. Кл. б Olf 23/24

Заявлено 05.К1971 (№ 1657574/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Государственный номитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 22Л .1974

УДК 681.128.083.2 (088.8) Авторы изобретения

И. В. Пятибратов, В. А. Викторов, И. П. Митяшин, А. С. Ульянов, М. Г. Филиппова, E. М. Тогатов, С. И. Рябцев и В. А. Майоров

Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплоэнергетического приборостроения

Заявитель

РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике.

Известные резонансные уровнемеры, содержащие частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, запускаемый генератором запуска, опорный колебательный контур, корректирующий контур, погруженный в измеряемую среду, три формирующих устройства, два ключа, фильтр низкой частоты, усилитель постоянного тока, не обеспечивают достаточной точности измерения из-за влияния погрешностей частотно-модулированного генератора высокой частоты, генератора пилообразного напряжения, генератора запуска и выходных ключей, а также из-за возможности компенсации изменения диэлектрической проницаемости среды лишь в сравнительно узком диапазоне.

С целью повышения точности, предлагаемый резонансный уровнемер дополнительно снабжен ключом, суммирующим устройством, делительным устройством, вход которого соединен с выходом дополнительного и выходом суммирующего устройства, а выход соединен со входом усилителя постоянного тока, причем вход дополнительного ключа подключен к выходу триггера, а входы суммирующего устройства подключены к выходам основных ключей и фильтра.

На чертеже показана блок-схема резонансного уровнемера.

Уровнемер содержит датчик 1, представляющий собой четвертьволновый отрезок длинной линии, частотно-модулированный генератор высокой частоты 2, генератор пилообразного напряжения 3, генератор запуска 4, корректирующий контур 5, погруженный в измеряемую среду, опорный контур 6, формирующие

10 устройства 7, 8, 9, триггеры 10, 11 ключи 12, 13, 14, фильтр 15, суммирующее устройство 16, делительное устройство 17, усилитель постоянного тока 18 для выдачи унифицированного сигнала.

15 Четвертьволновый датчик 1 возбуждается от генератора высокой частоты 2, модулированного по частоте с помощью генератора пилообразного напряжения 3, который запускается от генератора запуска 4. Передним фрон20 том импульсов с генератора запуска 4, триггеры 10, 11, приводятся в исходное состояние.

В исходном состоянии ключи 12, 13, 14, управляемые этим триггерами, закрыты. Частота генератора 2, модулированного по частоте

25 с помощью генератора пилообразного напряжения 3, перекрывает резонансные частоты порожнего и заполненного измеряемой средой датчика. На резонансную частоту пустого датчика 1 настроен опорный колебательный кон30 тур 6. Корректирующий контур 5, служащий

411307

60 для компенсации ошибки от изменения диэлектрической проницаемости среды и погружаемый в измеряемую среду, также настроен на резонансную частоту порожнего датчика.

При совпадении частоты генератора 2 с резонайсными частотами опорного колебательного контура 6, корректирующего контура 5 и датчика 1 на выходах последних выделяется видеоимпульсы, соответствующие по форме их резонансным характеристика 1. Импульсы с опорного контура 6, после формирования в устройстве 7, поступают на триггеры 10, 11 и опрокидывают их, открывая ключи 12, 13, 14, в результате чего на их выходах появляется постоянное напряжение. Импульсы с датчика

1 и корректирующего контура 5 после фомирования в соответствующих устройствах Я, 9 соответственно приводят триггеры 10 и 11 в исходное состояние, закрывая ключи 12, 13, 14, в результате чего напряжение на их выходах исчезает.

Поскольку частота генератора 2 изменяется периодически, синхронно с генератором запуска 4, то на выходах основных ключей 12, 13 и дополнительного ключа 14 периодически появляются импульсы постоянного напряжения.

Длительность импульсов на выходе дополнительного ключа 14 определяется разностью резонансных частот датчика 1 и опорного контура 6 и зависит от величины измеряемого уровня, изменения диэлектрической проницаемости среды, нестабильностей генератора запуска 4, генератора пилообразного напряжения 3 и частотно-модулированного генератора 2. Импульсы с выхода дополнительного ключа 14 преобразуются в уровень постоянного напряжения, пропорциональной длительности импульсов на входе делительного устройства 17, при этом относительное изменение выходного сигнала ключа 14 зависит от измеряемого уровня, изменения диэлектрической проницаемости среды, нестабильностей генератора запуска 4, генератора пилообразного напряжения 3, частотно-модулированного генератора 2. Длительность импульсов па выходе ключа 12 определяется разностью резонансных частот опорного контура 6 и корректирующего контура 5 и зависит от изменения диэлектрической проницаемости среды, нестабильностей генератора запуска 4, генератора пилообразного напряжения 3, частотно-модулированного генератора 2.

Фильтр 15 предназначен для сглаживания выходных импульсов ключа 12.

Постоянное напряжение с выхода фильтра

15, пропорциональное длительности выходных импульсов ключа 12 поступает на питание ключа 13. Амплитуда выходных импульсов ключа 13 определяется уровнем постоянного напряжения с выхода фильтра 15. Длитель5

35 ность выходных импульсов ключа 13 определяется разностью частот датчика 1 и опорного контура 6 и зависит от измеряемого уровня, изменения диэлектрической проницаемости среды, нестабильностей генератора запуска 4, генератора пилообразного напряжения 3, частотно-модулированного генератора 2.

Импульсы с выхода основных ключей 12, 13 преобразуются в постоянное напряжение иа входе суммирующего устройства 16. В суммирующем устройстве 16 происходит сложение выходных сигналов основных ключей 12, 13 и выходного сигнала фильтра 15. В результате выходной сигнал суммирующего устройства зависит от измеряемого уровня, изменения диэлектрической проницаемости среды, нестабильностей генератора запуска 4, генератора пилообразного напряжения 3, частотно-модулированного генератора 2, причем относительное изменение выходного сигнала суммирующего устройства 16 от влияния вышеперечисленных факторов равно по величине относительному изменению выходного сигнала дополнительного ключа 14 от влияния тех же ф а кторов.

При делении выходного сигнала дополнительного ключа 14 на выходной сигнал суммирующего устройства в делительном устройстве 17 происходит непрерывная автоматическая компенсация влияния изменения диэлектрической проницаемости среды, влияния нестабильностей частотно-модулированного генератора 2, генератора пилообразного напряжения

3, генератора запуска 4 на точность измерения уровня, вследствие равенства относительного изменения сигналов с выхода дополнительного ключа 14 и с выхода суммирующего устройства 16.

Предмет изобретения

Резонансный уровнемер, содержащий частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, запускаемый генератором запуска, опорный колебательный контур, корректирующий контур, погруженный в измеряемую среду, три формирующих устройства, два ключа, фильтр и усилитель постоянного тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно снабжен ключом, суммирующим устройством, делительным устройством, вход которого соединен с выходом дополнительного ключа и выходом суммирующего устройства, а выход соединен со входом усилителя постоянного тока, причем вход дополнительного ключа подключен к выходу триггера, а входы суммирующего устройства подключены к выходам основных ключей и фильтра.

411307

Составитель Н. Варнек

Техред Е. Борисова

Редактор М. Андреева

Корректор Л. Орлова

Заказ 1171 18 Изд. М 1156 Тираж 760 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2