Резонансный уровнемер

 

.ë4 (и) 573722

Союз Советскмя

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (6l) Дополните. ьиое. к авт. саид-ву (22} Заявлено 16.04. 76 (21) 2 348744110 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликоваио25.09.773юллетеиь № 35 (5!) М. Кл.

2 01 Г 23/28 т асуда ВТВВИНИЯ NOWTOT

Ввата Матти ССЕВ аа делам азабратаааЯ а аткрыткЯ (53) УДК 681.128. ,083.2 {088.8) (45) Дата опубликования описания18.10.77

P. 3. Гумиров и Н. H. Силкин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплоэнергетического приборостроении (71) Заявитель

{54) РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерению уровня диэлектрических сред и может быть использовано в нефтеперерабатываюшей, пишевой, химической и других отраслях промышленности, б

Известны резонансные уровнемеры, в которых для повышения точности измерения при изменении диэлектрической проницаемоо ти среды применяется коррекция с помошью высокочастотного контура (1). Однако схема та уровнемера позволяет вводить коррекцию только в небольшом диапазоне изменения диэлектрической проницаемости.

Наиболее близким к предложенному является резонансный уровнемер, содержаший первичный преобразователь, частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колебательный контур, три формируюших устройства, два триггера, gp два ключа, суммируюшее устройство и делительное устройство (21.

Однако известный уровнемер имеет недостаточную точность при измерении уровня сред с непостоянными значениями диалект 5

2 рической цроницаемости во всем диапазоне измерений.

Цель изобретения - повышение точности йзмерения.

Эта цель достигается тем, что резонансный уровнемер снабжен дополнительным пер вичным преобразователем, соединенным с выходом частотно-модулированного генератора высокой частоты и входом одного из формируюших устройств, дополнительным суммируюшим устройством, соединенным с выходом другого ключа, двумя множитель ными устройствами, каждое из которых вклкь чено между делительным устройством и оА ним из сумматоров, и источником смешения, соединенным с вторыми входами суммируюших устройств, причем другие входы мно жительных устройств соединены с выходом ключа другого измерительного канала.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого резонансного уровнемера.

Уровнемер содержит первичный преобразователь 1, представляюший собой отрезок электрической длинной линии, замкнутой на конце; дополнительный первичный преобразо573722

3 ватель 2 - отрезок электрической длинной линии, разомкнутой на конце (высота и. волновое сопротивление первичных преобраэова телей одинаковы); генера:op высокой частоты Э; генератор пилообразного напряжения

4; генератор запуска 5; опорный контур 6; формирующие устройства 7, 8 и 9; триггеры 10 и 11; ключи 12 и 13; суммирующее устройство 1 4 дополнительное суммирую, шее устройство 15; источник смешения 16; множительные устройства 17 и 18; целительное устройство 19.

Первичные преобразователи 1 и 2 воэ» буждаются от генератора высокой частоты

3р модулированного по частоте с пОмошью генератора пилообразного напряжения 4, ко торый запускается генератором запуска 5.

Опорный колебательный контур 6 настроен так, что его резонансная частота равна начальной резочансной частоте незаполненных первичных преобразователей 1 и 2.

При совпадепии частоты генератора 3 с ре эонансными частотами опорного колебатель ного контура 6 и первичных преобраэовате лей 1 и 2 на выходах последних выделяю - 2 „ ся видеоимнульсы, соо ветствуюшне по форме их амплитудно- юстотяым характеристикам, Видеоимпульсц после преобразования всоответствуюших формирователях 7, 8 и

9 пОступают яа цепи управления триггеров 3Q

10 и 11,в результате чего на выходах

9TKli триггеров выделяются прямоугольные импульсы напряжения. Причем длительность импульсов Hs выходе триггера 1 0 пропор»

I циональна разности между резонансными,ц частотами контура 6 и первичного преобра эователя 1, а длительность импульсов на выходе триггера 11 ардпорциональна разности между резонансными частотами опор ного контура 6 и первичного цреобразова lO тели 2.

Характеристики первичных преобразователей 1 и 2 с достаточно хорошим приближением могут быть описаны выражениями

r-f

1 (<) 4

, Т Р:ТГ, ГВ

2 ° (2)

1 + (-)) ( где и f резонансные частоты первичных

2 преобразователей 1 и 2 для текущего зна- 50 чения уровни л ; начальная резонансная частота о первичных преобразователей 1 и 2;

P. - диэлектрическая проницаемость среды; 55

9 gg2(è)- фун var.vomule or seam

1 ны уровня h, вид которых определяется волновыми сопротивлениями и граничными условиями.

Таким образом, импульсы на выходах 60 триггеров 10 и 11, а также ключей 12 и

13, служащих для формирования этих импульсов, несут информацию Об измеряемом уровне, о диэлектрической проницаемости среды и виде частотных характеристик первичных преобразователей 1 и 2.

Решая совместно уравнения (1) и (2), при небольшом относительном изменении частот Й Т, когда

Е получают выражение, однозначно определяющее значение уровня среды

«о. «) 4

И,-,), в кОтОрОМ исключена эависимОсть от Q .

Величины, пропорциональные резонансным частотам первичных преобразователей 1 и

2 для текущего значения уровня, получают, производя сложение суммирующими устрой ствами 14 и 15 выходных сигналов ключей

12 и 13 и источника смешения 16, выход ной сигнал которого пропорционален начальным резонансным частотам первичных цреоб. разователей.

Палее множительные устройства 17 и

18 производят перемножение выходных car палов соответствующих суммирующих устройств и ключей другого канала. Выходы множительных устройств соединены с входом делительного устройства 19. Выходной сигнал делительного устройства равен z-х у

V=(z „)„ (4) где Р - выходной са"нал целительного устройства, являющийся выходным сигналом уровнемера; y y -величины,,пропорциональные резонансным частотам первичных преобразовате лей 1 и 2 для текущего значения уровни;

Е - величина, пропорциональная начальной резонансной частоте первичных преобразователей 1 и 2.

Таким образом, согласно выражению (3), выходной сигнал уровнемера не зависит от измерений диэлектрической проницаемости среды что позволяет с большей точностью измерять уровень рдэлектрических сред с произвольным законом распределения значений диэлектрической проницаемости по высоте.

Формула изобретения

Резонанснъ|й уровнемер, содержащий пер вичный преобразователь, частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, генератор

573722

Составитель Т, Иноземцева

Техред H. Андрейчук Корректор. А. Власенко

Редактор Т, Иванова

Заказ 3752/33 Тираж 907 П одписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 запуска, опорный колебательный контур, три формирукепих устройства, два триггера, два ключа, суммирующее устройство и делительное устройство, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности изме- рениа, он снабжен дополнительным первичным преобразователем, соединенным с выходом частотно модулированного генератора высокой частоты и входом одного из формирукщих устройств, дополнительным суммирующим устройством,. соединенным с выходом другого ключа, двумя множительными устройствами, каждое из которых включено б между делительным устройством и одним из сумматоров, и источником смешения, соединенным с вторыми входами суммируюших устройств, причем другие входы множительных устройств соединены с выходом ключа другого измерительного канала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Викторов В. А. "Резонансный метод измерения уровня, М„Энергия, 1969, с. 1 04.

2. Авторское свидетельство СССР

14 411307, кл, G 01 F 23 24, 1.971.