Способ измерения количества вещества в металлической емкости

 

Применение предлагаемый способ относится к измерительной технике и может быть использован для определения количества (объема) вещества при его произвольном распределении внутри бака, например , в условиях невесомости Сущность изобретения заключается в том что в бакерезонаторе возбуждают электромагнитные колебания при девиации частоты одновременно не менее чем в двух поддиапазонах, являющихся частями исходного фиксированного диапазона частот. Устройство для осуществления способа содержит в своем составе не менее двух генераторов частотно-модулированных колебаний, соединенных с объемным резонатором

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4888675/10 (22) 10.12.90 (46) 23,10.92, Бюл, ¹ 39 (71) Институт проблем управления (72) В.А.Викторов и А.С.Совлуков (56) Патент США ¹ 3540275, кл. 6 01 F 23/28, 1968. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

ВЕЩЕСТВА В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ (57) Применение: предлагаемый способ относится к измерительной технике и может быть использован для определения колиИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения объемов металлических полостей произвольной формы. количества (объема. массы) содержащихся B таких полостях веществ, занимающих произвольное положение в обьеме бака. B том числе имеющих многосвязную конфигурацию. Области применения данных технических решений включает, в частности, измерения в условиях невесомости и на транспортных средствах, когда нет четкой горизонтальной границы раздела сред, т.е. когда задачу измерения количества нельзя свести к задаче измерения уровня вещества в баке.

Предлагаемый способ может быть реализован в применением электромагнитных волн BC- и СВЧ-диапазонов частот.

Известны способы измерения количества вещества, содержащегося в какой-либо емкости. и реализующие их свойства. заключающиеся в рассмотрении этой емкости как объемного резонатора и измерении его собственной (резонансной) частоты элект„„Я „„1770765 А1 чества (объема) вещества при его произвольном распределении внутри бака, например, в условиях невесомости. Сущность изобретения заключается в том. что в бакерезонаторе возбуждают электромагнитные колебания при девиации частоты одновременно не менее чем в двух поддиапазонах, являющихся частями исходного фиксированного диапазона частот. Устройство для осуществления способа содержит в своем составе не менее двух генераторов частотно-модулированных колебаний, соединенных с объемным резонатором. ромагнитных колебаний, Tar, можно определить объемы полостей баков-резонаторов, уровень веществ, частично заполняющих полости бака. Однако, при изменении геометрии баков, произвольности расположения в них контролируемых веществ эти способы и устройства могут оказаться неприменимы, т.е, имеет место большая погрешность измерения, обусловленная неопределенностью расположения контролируемого вещества, произвольностью формы бака. Эти известные способы и устройства могут быть неприменимы при изменении контролируемого параметра (количества) в широких пределах. приводящего к появлению (возбуждению) иных, пзследующих, типов колебаний, кроме рабочего ти-, па колебаний.

Наиболее близкими llo технической сущности к предлагаемым способу и устройству являются способ и реализующее его устройство, описанные в j1) и принятые в качестве прототипов. Способ-прототип заключается в том, что в металлическом баке, (/) (: !

1 ъ Ql

1770765 рассматриваемом в качестве объемного ре- тельно не менее одного генератора частотзонатора, возбуждают электромагнитные но-модулироанных колебаний, подключенколебания при девиации их частоты в фик- ного к объемному резонатору. сированных пределах (f<,fz), при которых в Эти отличительные признаки обуславбаке имеют место резонансные явления. 5 ливают новые свойства предлагаемых споОпределяя число возбуждаемых в реэонато- соба и устройства, а именно: ре последовательно и типов колебаний {ре- возможность подсчета общего числа резонансов) при девиации частоты, можно по гистрируемых импульсов за более короткое величине этого числа судить о количестве время; (объеме, массе) произвольно распределен- 10 возможность применения генераторов ного в обьеме бака-резонатора вещества, в с малым диапазоном частотной модуляции:. частности жидкости, При этом результат из- возможность девиации частоты в подмерения не зависит(с допустимой погреш- диапазонах одновременно как в направленостью) от расположения жидкости в баке. нии возрастания, так и убывания частоты;

Устройство-прототип содержит объемный 15 обеспечение высокой точности измеререзонатор, к которому подсоединены гене- ния при динамике контролируемого вещестратор модулированных по частоте электро- ва в полости бака, а также при изменении в магнитный колебаний и последовательно процессе измерения объем-а металлическосоединенные детектор и регистратор числа го бака. резонансных импульсов. 20 Перечисленные свойства обеспечивают

Эти способ и реализующее его устрой- положительный эффект, сформулированство не обладают, однако, высоким быстро- ный в цели изобретения. Авторам не известдействием и сложны в осуществлении, ны технические решения, содержащие

Ограниченное быстродействие зависит от такую же совокупность отличительных припериода девиации частоты генератора (no- 25 знаков и проявляющие при этом те же свойрядка 100 мс), что в реальных условиях, ха- ства, что и предлагаемые технические рактеризуемыхдинамикойвеществавбаке, решения, т.е, предлагаемые способ и устнеявляется приемлемымиприводиткпояв- ройство по мнению автора, соответствуют лению погрешности измерения. критике "существенные отличия, Целью изобретения является повыше- 30 Сущность предлагаемого технического ние быстродействия.. решения состоит в.следующем.

Поставленная цель в предлагаемом Согласно предлагаемому способу исспособе измерения количества вещества в ходный диапазон дивиации частоты делят металлическом баке, при котором воэбуж- на меньшие поддиапазоны. Для воэбух<де- дают электромагнитные колебания в служа- 35 ния колебаний в этих поддиапазонах сущещем объемным резонатором баке при ствуют на практике малогабаоитные, девиации частоты этих колебаний в фикси- компактные и недорогие генераторы частотрованном диапазоне и регистрируют число но-модулированных колебаний.. возбуждаемых типов колебаний, дости- Если в способе-прототипе частота колегается тем, что возбуждение колебаний 40 баний изменяется со временем монотонно, осуществляют при девиации частоты одно- то при этом по мере девиации частоты в временно не менее чем в двух поддиапазо- резонаторе последовательно возбуждаются нах, являющихся частями указанного колебаний на разных типах с присущей этофиксированного диапазона частот. му способу амплитудно-частотной характеВ данном способе девиацию частоты в 45 ристикой (АЧХ). Спектр возбуждаемых поддиапазонах можно осуществлять в на- колебаний в резонаторе сгущается по мере правлении возрастания и убывания часто- возрастания частоты. Число возбуждаемых ты. в диапазоне частот колебаний (реэонансных

Достижение поставленной цели осуще- импульсов), несет информацию о количестствляется совокупностью признаков, изло- 50 ве вещества в баке независимо от его расженных sформуле изобретения,,положения в нем или об объеме полого бака

Существенными отличительными при- переменной конфигурации, знаками в этой совокупности являются, во- В предлагаемом способе возбуждение первых, возбуждение колебаний в баке в колебаний в баке осуществляют в поддиапаподдипазонах частоты, являющийся частя- 55 зонах одновременно. Этим достигается суми исходного фиксированного диапазона. щественное повышение быстродеиствия (в во-вторых, возбуждение этих колебаний в два и более раз). В отличие от способа-пробаке одновременно по мере девиации час- тотипа регистрация детактируемых типов тоты в указанных поддиапазонах, в третьих, колебаний (резонансных импульсов) происсодержание в схеме устройства дополни- ходит не монотонно по мере возрастания

1770765

Составитель А.Совлуков

Редактор М.Кузнецова Техред M,Моргентал Корректор А.Ворович

Заказ 3733 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 частоты, а в соответствии с графиком временной зависимости частоты в поддиапазонах. При этом частотную модуляцию в поддиапазонах можно осуществлять как в одном направлении, так и в разных направлениях, Последовательность возбуждаемых в баке-резонаторе типов колебаний определяется на стадии синтеза измерительных устройств, в том числе и при проведении предварительныхэкспериментов с испытуемым баком.

Формула изобретения

Способ измерения количества вещества в металлической емкости, при котором возбуждают в емкости электромагнитные колебания, осуществляют частотную модуляцию в фиксированном диапазоне частот и определяют число резонансных импульсов, 5 по которому судят о количестве вещества, отличающийся тем, что. с целью повышения быстродействия, при частотной модуляции разбивают фиксированный диапазон не менее, чем на два

10 поддиапазона, а частотную модуляцию во всех поддиапазонах осуществляют одновременно.