Устройство измерения уровня жидкости

 

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано в атомной энергетике для измерения уровня радиоактивных жидких отходов в баках. Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности измерений. Электрические колебания синусоидальной формы поступают с генератора 8 на индуктор 7, магнитное поле которого приводит в колебание механическую систему, состоящую из струны 2 и световолокна 4. Колебания струны вызывают изменение фазы светового потока. Сигнал, попадающий на фотодетектор 6, преобразуется в электрический сигнал, являющийся функцией амплитуды и частоты колебаний струны. Вычислительный блок 13 выделяет сигнал об амплитуде колебаний струны и осуществляет регулировку частоты генератора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 F 23/00

ГОСУДАРСТВЕН-Нэ!И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТГНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4347714/24-10 (22) 14.11,87, (46) 23,08,91. Бюл,¹31 (71)Киевский институт автоматики им.XXV съезда КПСС (72) И.И.Мамай, Ю.И.Мамай, B.Ã.Ñoëoaüeå и Н,В.Нестеренко (53) 681.128.82 (088.8) (56) Патент США М 2472249, кл. 73 — 290, 1945. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано в атомной энергетике для измерения уровня радиоактивных жидких

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости в открытых и закрытых емкостях и может быть использовано в атомной энергетике для измерения уровня радиоактивных жидких отходов в баках, расположенных в необслуживаемых помещениях, также в химической и нефтегазовой промышленности, Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности измерения.

На фиг.1 представлена функциональноструктурная схема устройства; на фиг,2— конструкция чувствительного элемента в увеличенном масштабе.

Устройство содержит контролируемую емкость 1, внутри которой расположена металлическая ферромагнитная струна 2, натянутая с помощью механизма натяжения 3

„„Я3 „„1672226 А1 отходов в баках. Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности измерений. Электрические колебания синусоидальной формы поступают с генератора 8 на индуктор 7, магнитное поле которого приводит в колебание механическую систему, состоящую из струны 2 и световолокона 4. Колебания струны вызывают изменение фазы светового потока. Сигнал, попадающий на фотодетектор 6, преобразуется в электрический сигнал, являющийся функцией амплитуды и частоты колебаний струны, Вычислительный блок 13 выделяет сигнал об амплитуде колебаний струны и осуществляет регулировку частоты генератора. 2 ил.

Струна содержит продольный канал, в котором помещено оптическое световолокно 4, взаимодействующее одним концом с источником светового излучения, например, лазером, а другим — с фотодет ктором 6. В качестве фотодетектора используют фотодиод с малой апертурой. Для возбуждения колебаний струны применяют электромагнитный индуктор 7, питаемый от генератора

8. Полупрозрачное зеркало 9 расщепляет световой луч источника на две части, одна из которых поступает в оптическое волокно, а другая через зеркало 10 — непосредственно на фотодетектор. Оптические линзы 11 и

12 служат для согласования входного и выходного концов световолокна с источником и потребителем световой энергии. Электрический сигнал с фотодетектора поступает например, на вычислительный блок микро1672226

ЭВМ 13, соединенный с блоком отображения 14. В качестве блока отображения может быть показывающий иаи регистрирующий прибор, цифровой индикатор или дисплей. Приборы 5, 6, 9, 10, 11 и 12 объединены в единый оптический блок.

Устройство работает следующим образом. Электрические колебания синусоидальной формы поступают с перестраиваемого генератора 9 на индуктор 7. Магнитное поле индуктора приводит в колебание механическую систему, состоящую из стальной струны 2 и световолокна 4, При отсутствии жидкости в контролируемой емкости 1 максимальная амплитуда колебаний в механической системе присутствует в том случае, когда частота вынужденных колебаний соответствует собственной резонансной частоте механической колебательной системы, Когерентное оптическое излучение источника 5, например полупроводникового или гелий-неонового лазера, попадает на полупрозрачное зеркало 9, которое делит излучаемый поток на две части, Одна часть является опорным пучком, который непосредственно подается на полупрозрачное зеркало 10, а другая часть, являющаяся измерительным пучком, через оптический фокусирующий прибор 11, световолокно 4 и прибор 12 также попадает на зеркало 10. Колебания струны вызывают изменение фазы светового потока измерительного пучка. Оба пучка, совмещенные на зеркале 10, интерферируют между собой и в результате полученный общий пучок, попадающий на фотодетектор 6, преобразуется в электрический сигнал. Сигнал фотодетектора несет информацию об амплитуде и частоте колебаний струны (при постоянной вязкости контролируемой жидкости). Вычислительный блок 13 выделяет сигнал об амплитуде колебаний струны и по максимуму амплитуды осуществляет регулировку частоты генератора по принципу автоматической следящей системы. При

5 отсутствии жидкости в контролируемой емкости и пренебрежении сопротивлением воздуха максимальная амплитуда колебаний струны соответствует ее собственной резонансной частоте. При наличии жидко10 сти частота, соответствующая максимальной амплитуде колебаний, определяется декрементом затухания системы. Коэффициент пропорциональности шкалы экспериментально определяется при

15 калибровочных измерениях путем механического измерения уровня в емкости 1 и определения соответствующей ему частоты генератора 8. Данные калибровочных измерений заносятся в память электронного вы20 числительного блока 13. Сравнивая реальную частоту генератора 8 с данными в памяти, блок 13 выделяет сигнал об уровне жидкости и передает его на блок отображения 14.

25 Формула изобретения

Устройство измерения уровня жидкости, содержащее струну, закрепленную в резервуаре по высоте измеряемого уровня, генератор синусоидальных колебаний. элек30 тромагнитный индуктор, подключенный к выходу генератора, и блок индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности измерения, струна выполнена с продольным

35 каналом, в который вмонтировано оптическое световолокно, соединенное одним концом с источником когерентного светоизлучения, а другим — с фотодетектором, который соединен с регулирующим

40 входом генератора через вычислительный блок, соединенный с блоком индикации, 1б72226 юг. 1 г.2

Составитель Т.Сергеева

Редактор Е.Полионова, Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 2830 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 1О1