Сигнализатор уровня заполнения жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для сигнализации уровня заполнения различных резервуаров криоген ной.жидкостью (КЖ), обладающей малой величиной диэлектрической проницаемости . Цель изобретения повьшение точности уровня заполнения резервуара КЖ по массе. Во время заполнения уровня по массе КЖ автогенератор 1переходит в режим прерывистой rerte- рации. На селективный приемник-частотомер 5 через антенны 23 и 29 поступают импульсы прерывистой генерации , которые после фильтра 30, усилителя 31 и фильтра 32 низкой частоты подаются на регистратор 33., сигнализирующий о моменте заполнения резервуара жидкостью. При температуре криогенной жидкости ниже, чем соответствующая уровню заполнения по массе, сигнал на выходе интегратора 3 способствует ускорению перехода в режим прерывистой генерации, осуществляя коррекцию уровня записи, а при температуре вьше - осуществляется коррекция уровня заполнения, который будет ближе соответствовать уровню заполнения по массе. Точность .коррекции зависит также от вида функционального преобразования. 2ил. 1чЭ (:о срие.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

А1 (19) (11) (50 4 6 01 F 23/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Гу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3898741/24-10 (22) 22.05.85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) Э.И. Арш, В.Н. Бурахин, В.П. Канунников, В.Н. Покатаев и А.К. Флоров (53) 681.128.63 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1185101, кл. G 01 F 23/26, 1984. (54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам для сигнализации уровня запол— кения различных резервуаров криогенной.жидкостью (КЖ), обладающей малой величиной диэлектрической проницаемости. Цель изобретения — повьппение точности уровня заполнения резервуара КЖ по массе. Во время заполнения уровня по массе КЖ автогенератор

1 переходит в режим прерывистой гейерации. На селективный приемник-частотомер 5 через антенны 23 и 29 поступают импульсы прерывистой генерации, которые после фильтра 30, усилителя 31 и фильтра 32 низкой частоты подаются на регистратор 33,, сигнализирующий о моменте заполнения резервуара жидкостью. При температуре криогенной жидкости ниже, чем соответствующая уровню заполнения по массе, сигнал на выходе интегратора 3 способствует ускорению перехода в режим прерывистой генерации, осуществляя коррекцию уровня записи, а при температуре вьппе — осуществляется коррекция уровня заполнения, который будет ближе соответствовать уровню заполнения по массе. Точность .коррекции зависит также от вида функционального преобразования.

2 ил.

12900

55

1 Изобретение относится к устройствам для сигнализации уровня заполнения различных резервуаров криогенной жидкостью, обладающей малой величиной диэлектрической проницаемости и может быть использовано для сигнализации уровня заполнения резервуара По заданной массе.

Цель изобретения — повышение точности уровня заполнения резервуара 10 криогенной жидкостью по массе.

На фиг. 1 приведена блок-схема сигнализатора уровня заполнения; на фиг. 2 — электрическая схема с детализацией отдельных блоков. 15

Сигнализатор уровня заполнения содержит автогенератор 1, блок 2 датчиков температуры криогенной жидкости, интегратор 3, функциональный преобразователь 4 и селективный при- 0 емник-частотомер 5. Автогенератор содержит колебательный контур 6, состоящий из IC-цепи 7, емкостного датI чика 8 с положительным ТКЕ и термо25 резистора 9 с положительным ТКС, цепь фиксированного смещения 10, нелинейный элемент 11, элемент связи

12, цепь автосмещения 13, состоящую из цепи 14 включения варикапа, состоящей из катушки индуктивности 15, конденсатора 16 и варикапа 17, емкостного датчика 18, емкостного датчика 19 с отрицательным ТКЕ, умножителя. емкости 20, терморезистора 21 с отрицательным ТКС и RC-цепи 22 и 35 передающую антенну 23.

Цепь фиксированного смещения (фиг.2) состоит из резисторов 24 и

25. Умножитель емкости 20 состоит из операционного усилителя 26 и ре- 40 зисторов 27 и 28.

Селективный приемник-частотомер содержит приемную антенну 29, узко" полосный фильтр 30, усилитель 31, фильтр низких частот 32 и регистратор 33.

Датчики температуры криогенной жидкости (блок 2) устанавливаются внутри резервуара через равные интервалы по высоте. Датчики 8, 9, l8, 19 и 21 устанавливаются в резервуаре на необходимом для контроля уровне заполнения и подключены к колебательному контуру и к цепи автосмещения автогенератора. Параллельно соединенные емкостные датчики 18 и 19 с отрицательным ТКЕ .включены между общей шиной устрой79 2 ства и входом умножителя емкости 20, выход которогр подключен к RC-цепи

22. Передающая антенна через конденсатор подключена к коллектору транзистора автогенератора.

Сигнализатор уровня заполнения криогенной жидкости работает следующим образом.

До заполнения ближней зоны емкостного датчика 8 с положительным

ТКЕ, терморезистора 9 с положительным ТКС, емкостных датчиков 18 и

19 с отрицательным ТКЕ и терморезистора 21 с отрицательным ТКС автогенератор 1; работающий в режиме непрерывных колебаний, настраивается таким образом, чтобы его рабочая точка находилась на квазилинейном участке статической характеристики в области больших значений эквивалентного сопротивления R. При этом постоянная времени колебательного контура 6 значительно больше постоянной времени цепи автосмещения 13, т.е. 0K », что обеспечивает режим непрерывной генерации.

Появление в зоне датчиков автогенератора 1 криогенной жидкости, средняя температура которой соответствует заданному уровню заполнения по массе, приводит к уменьшению емкости датчика 8 с положительным ТКЕ и к уменьшению сопротивления термо- резистора 9 с положительным ТКС, что приводит к уменьшению постоянной времени с„ колебательного контура. Одновременно увеличение, емкости датчика 18 при заполнении зоны его электромагнитного поля криогенной жидкостью, обладающей диэлектрическими свойствами, а также увеличение емкости датчика 19 с отрицательным

ТКЕ и увеличение сопротивления терморезистора 21 с отрицательным ТКС, а также умножение емкости датчикОв

18 и 19 с помощью умножителя емкости 20 (умножитель емкости на операционном усилителе 284 УД1А имеет величину линейного умножения порядка 25) приводит к резкому и значительному увеличению постоянной времени цепи автосмещения. Поэтому во время заполнения уровня криогенной жидкостью постоянная времени 7 цепи автосмещения становится значительно больше постоянной времени а колебательного контура (с ), и автогенератор резко переходит в

290079 рителя средней температуры криогенной жидкости 2 и 3, то частота прерывистой генерации позволяет оценить точность коррекции уровня заполнения криогенной жидкости по массе.

Этот параметр может быть взят в качестве основного для точной настройки сигнализатора уровня заполнения

1 криогенной жидкости по массе при

f0 заранее заданных свойствах криогенной жидкости.

3 1 режим прерывистой генерации. На селективный приемник-частотомер 5 через антенны 23 и 29 поступают импульсы прерывистой генерации, кото- . рые после узкополосного фильтра 30, усилителя 31 и фильтра низкой частоты 32 подаются на регистратор 33, сигнализирующий момент заполнения уровня жидкости.

Если температура криогенной жидкости вышее, чем соответствующая заданному уровню по массе, то сигнал на выходе интегратора 3 увеличивается и через функциональный преобразователь 4 воздействует на варикап 17 таким образом, чтобы уменьшить емкость на входе умножителя емкости 20. Это препятствует увели чению постоянной времени цепи автосмещения и задерживает момент перехода автогенератора в режим прерывистой генерации на некоторое время. Таким путем осуществляется коррекция уровня заполнения, который ближе соответствует уровню заполнения по массе.

Если температура криогенной жидкости ниже, чем соответствующая уровню заполнения по массе, то сигнал на выходе интегратора 3 способствует ускорению перехода в режим прерывистой генерации, осуществляя коррекцию уровня заполнения.

Точность коррекции зависит от вида функционального преобразования, который уточняется экспериментально.

Так как величина соотношения сс » Ск зависит от термодатчиков 8, 9, 19 и 21, а также от сигнала измеФормула изобретения

Сигналиэатор уровня заполнения жидкости, содержащий автогенератор, состоящий из колебательного контура, в качестве элементов которого включены емкостный датчик и терморезистор, корректирующие элементы в виде цепей автосмещения, образованных двумя другими емкостными датчиками, умножитель и терморезистор, передающую антенну, селективный приемникчастотомер, состоящий из приемной антенны, узкополосного фильтра, усилителя, фильтра низкой частоты и регистратора, о т л и ч.а ю щ и йс я -:òåì, что, с целью уменьшения погрешности при контроле криогенной жидкости, в него дополнительно введены блок датчиков температуры, интегратор, функциональный преобразователь и варикап, причем выходы блока датчиков температуры соединены со входами интегратора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с катодом варикапа, а выход варикапа соединен с емкостным датчиком на входе умножителя.

1290079

@rue 2

Составитель Г. Туманян

Техрец Et.Олейник

Редактор T. Митейко

Корректор М. Шароши

Заказ 7888/35. Тираж 714

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4