Способ контроля уровня электропроводящих сред

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ СРЕД, при котором в контролируемую среду погружают закороченный, с одного конца волновод, возбуждают в нем электромагнитные колебания основного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения , возбуждают электромагнитные колебаия более, чем на двух резонансных частотах, и по величине, обратно пропорциональной интервалу времени между двумя крайними из любых трех следующих друг за другом резонансных импульсов, судят об уровне электропроводящих сред. (Л с: оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1040341 д(я) б 01 Г 23/28

P. с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р

4:ь

О

СО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3357106/18-10 (22) 19. 11.81 (46) 07.09.83. Бюл. № 33 (72) Б. В. Лункин и Г. Г. Алексанян (71) Ордена Ленина институт проблем управления (53) 681.128.083.2 (088.8) (56) 1. Панасейкин Ю. В., Степайян P. Г.

Радиоволноводные уровнемеры. Изд. «Це мент», 1971, № 10, с. 5 — 11.

2..Баташев А. Н. Об измерении уровня жидкости с помошью миллиметровых и сантиметровых радиоволн. Труды института

НИИТеплоприбор, 1962, № 4, с. 54 — 58 (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЯИХ СРЕД, при котором в контролируемую среду погружают

Закороченный, с одного конца волновод, возбуждают в нем электромагнитные колебания основного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, возбуждают электромагнитные колебаия более, чем на двух резонансных частотах, и по величине, обратно пропорциональной интервалу времени между двумя крайними из любых трех следующих друг за другом резонансных импульсов, судят об уровне электропроводящих сред.

1040341

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля уровня электропроводящих сред в различных емкостях, в частности для измерения уровня жидкого металла в роторных кристаллизаторах литейно-прокатного агрегата цветных и черных металлов, где для передачи и приема электромагнитных волн представляется возможным использовать в качестве волновода канавку роторного кристаллизатора.

Для измерения уровня электропроводящих сред применяются сверхвысокочастотные (СВЧ) уровнемеры, в которых используется принцип зондирования СВЧ-сигналом поверхности контролируемой среды через газовую фазу над средой, и при этом об уровне среды судят по значению интервала времени между моментом посылки зондирующего и моментом приема отраженного от поверхности радиосигналов, или по амплитуде (фазе) стоячей волны, 20 образующейся в пространстве между антенной излучателя и поверхностью контролируемой среды (1) .

Недостатками таких уровнемеров являются невысокая точность, сложность кон25 струкции и зависимость результата от начального положения уровня, т. е. необходимость установки перед началом процесса измерения значения выходного сигнала, соответствующее данному положению уровня в емкости. 30

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в соответствии с которым определяется число полуволн интерференционной картины, образованной в волноводной приемо-передающей линии (линии связи), погруженной в контролируемую 35 среду перпендикулярно ее поверхности (2).

Недостатком известного способа является невысокая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения при одновременном упрощении аппаратурной реализации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля уровня электропроводящих сред, при котором в контролируемую среду погружают закороченный с одного конца волновод, возбуждают элект- 45 ромагнитные колебания более, чем на двух резонансных частотах, и по величине, обратно пропорциональной интервалу времени между двумя крайними из любых трех следующих друг за другом резонансных импульсов, судят об уровне электропроводящих сред.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы; на фиг. 3 — предлагаемый датчик, установленный на роторном кристаллизаторе; на . фиг. 4 — экспериментальная кривая (сплошная линия) зависимости длины резонатора от интервала времени между двумя крайними из любых трех следующих друг за другом резонансных импульсов.

Характеристика снята при сечении волновода ахв = 10Х 23 мм, изменение частоты

9,8 МГц от несущей, генератор типа

ГЛ ПД-2.

Примером реализации способа является устройство контроля уровня электропроводящих сред, состоящее из датчика и вторичного преобразователя. Датчик содержит (фиг. 1) направляющий ответвитель 1, к которому подсоединены СВЧ-генератор 2 изменяющейся частоты, детекторная головка с детектором 3 и линия связи в виде прямоугольного волновода 4. Вторичный преобразователь содержит генератор 5 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), устройство 6 запуска ГЛИН и установки нуля триггеров, формирователя

7 импульсов, триггеров 8 и 9, интегратора

10 и индикатора 11.

Прибор работает следующим образом.

Модулированные пилообразным напряжением СВЧ колебания от генератора 2 через направленный ответвитель 1 и линию

4 связи, погруженную в контролируемую среду, излучаются в ее сторону. Волноводный резонатор образуется короткозамыкающим поршнем детекторной головки, основной ветвью направленного ответвителя и поверхностью контролируемой среды.

На детекторе 3 образуются резонансые импульсы, которые подаются на счетный вход первого триггера 8, работающего от переднего фронта импульса в режиме деления частоты. Выход триггера 8 соединен с входом второго триггера 9. Оба триггера устанавливаются в нулевое состояние при запуске ГЛИН 5. Резонансный импульс fð 1 приводит триггеры 8 и 9 в единичное состояние (фиг. 2). Импульс f приводит триггер 8 в нулевое состояние Импульс приводит триггер 8 в единичное, а триггер

9 в нулевое состояние. Время нахождения триггера 9 в единичном состоянии равняется (— t, и обратно пропорционально длине резонатора, которой определяется уровень среды.

1040341

Фиг.5

1040341

Составитель Т, Иноземцева

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ 6918 45 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж,— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4