Сверхрегенеративный уровнемер

Изобретение относится к области бесконтактного измерения уровня различных физических сред и может быть применено в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Сущность: сверхрегенеративный уровнемер содержит передающую часть, включающую в себя чувствительный элемент, выполненный в виде передающей антенны, и сверхрегенеративный детектор-преобразователь. При этом чувствительный элемент подключен к выходу индуктивно-емкостного колебательного контура, являющегося составной частью сверхрегенеративного детектора-преобразователя, другой составной частью которого является модулятор затухания контура, подсоединенный к колебательному контуру. Кроме того, сверхрегенеративный уровнемер содержит приемную часть, содержащую приемную антенну, подключенную ко входу преобразователя принимаемого высокочастотного сигнала, с выхода которого получают информационный сигнал в виде непрерывной последовательности длительностей импульсов, соответствующий уровню измеряемой среды. В результате этого может осуществляться непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую может вызвать изменение электрических параметров антенны, при этом измеряемая среда может быть агрессивной или сыпучей. Технический результат: повышение точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к бесконтактным средствам измерения уровня различных физических сред и может быть применено в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Известен сигнализатор уровня, содержащий автогенератор, в колебательный контур которого включен емкостный датчик, основанный на явлении срыва колебаний автогенератора при подходе среды к датчику (Авторское свидетельство СССР №360558, кл. G01F 23/26, 1972).

Устройство обладает дискретностью измерения уровня, и, следовательно, имеет ограниченную область применения. Использование в качестве чувствительного элемента емкостного датчика предопределяет малую ширину зоны чувствительности.

Известно также автогенераторное реле уровня воды, содержащее автогенератор гармонических колебаний с параллельным индуктивно-емкостным контуром, соединенным с кондуктометрическим чувствительным элементом в виде металлического штыря, расположенного в резервуаре и погруженного в контролируемую среду (Авторское свидетельство СССР №1401287, кл. G01F 23/28, 1988). Один вывод кондуктометрического чувствительного элемента подсоединен к обкладке конденсатора, а второй через воду - к стенке резервуара, электрически соединенной с общей шиной устройства. Выход автогенератора через буферный каскад подсоединен ко входам двух реле, включенных параллельно и настроенных на различные частоты срабатывания, которые подключены ко входу исполнительного органа.

Действие устройства основано на измерении электрических параметров цепи колебательного контура автогенератора, а именно, активного сопротивления последовательной цепи штырь - корпус резервуара, в зависимости от уровня измеряемой воды. Изменение уровня в резервуаре преобразуется в изменение выходной частоты автогенератора.

Однако область применения известного уровнемера ограничена непосредственным контактом чувствительного элемента с измеряемой средой. Применение чувствительного элемента, состоящего из металлического штыря, погруженного в контролируемую среду, и токопроводящего корпуса резервуара, делает устройство непригодным для измерения уровня сыпучих материалов.

Наиболее близким по совокупности признаков является сверхрегенеративный измеритель уровня, состоящий из сверхрегенеративного детектора-преобразователя, к индуктивно-емкостному колебательному контуру которого подключен чувствительный элемент, выполненный в виде передающей антенны (Патент РФ №2324905, кл.6 G01F 23/28, 2008). При приближении измеряемой среды к антенне, расположенной параллельно поверхности измеряемой среды и представляющей собой электрический линейный излучатель, происходит непрерывное изменение активной составляющей сопротивления антенны, приводящее к непрерывному изменению частоты автосуперизации сверхрегенеративного детектора-преобразователя. Изменение частоты напрямую зависит от расстояния между антенной и измеряемой средой. По частоте судят об уровне измеряемой среды. Последовательность импульсов с переменной частотой может подаваться в качестве непрерывного информационного параметра на вход автоматизированной системы управления технологическими процессами, или, в упрощенном варианте, на вход частотомера для визуального наблюдения за непрерывно измеряемым уровнем различных физических сред.

В качестве недостатка сверхрегенеративного измерителя уровня можно указать то, что изменение электрических параметров антенны при определенных условиях может вызвать некоторую неустойчивость в работе, которая приведет к случайному отклонению частоты колебаний, что отрицательно скажется на точности измерений.

Предлагаемое изобретение предназначено для решения задачи повышения точности бесконтактного непрерывного измерения уровня различных физических сред, включая агрессивные и сыпучие, радиоволновым методом, с исключением возможности снижения точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую может вызвать изменение электрических параметров антенны, и при его осуществлении достигается непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую может вызвать изменение электрических параметров антенны, при этом измеряемая среда может быть агрессивной или сыпучей.

Задача решается тем, что в известном сверхрегенеративном измерителе уровня, содержащем передающую часть, включающую в себя чувствительный элемент, выполненный в виде передающей антенны, и сверхрегенеративный детектор-преобразователь, причем чувствительный элемент подключен к выходу индуктивно-емкостного колебательного контура, являющегося составной частью сверхрегенеративного детектора-преобразователя, отличительными признаками является то, что он снабжен модулятором затухания контура и приемной частью, содержащей приемную антенну и преобразователь принимаемого высокочастотного сигнала, который может определять длительность импульсов, причем модулятор затухания контура является составной частью сверхрегенеративного детектора-преобразователя и подсоединен к индуктивно-емкостному колебательному контуру, а приемная антенна подключена ко входу преобразователя принимаемого высокочастотного сигнала, с выхода которого получают информационный сигнал в виде непрерывной последовательности длительностей импульсов, соответствующий уровню измеряемой среды, в результате чего может осуществляться непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую при определенных условиях может вызвать изменение электрических параметров антенны, при этом измеряемая среда может быть агрессивной или сыпучей.

Получаемый при осуществлении изобретения технический результат, а именно, непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую может вызвать изменение электрических параметров антенны, при этом измеряемая среда может быть агрессивной или сыпучей, достигается за счет того, что непрерывное измерение уровня производится набором элементов, включающим в себя передающую антенну в качестве чувствительного элемента, подключенную к выходу индуктивно-емкостного колебательного контура, и подсоединенный к колебательному контуру модулятор затухания контура, причем индуктивно-емкостный колебательный контур и модулятор затухания являются составными частями сверхрегенеративного детектора-преобразователя, а также приемную антенну, подключенную к входу преобразователя принимаемого высокочастотного сигнала, который может определять длительность импульсов, и с выхода которого получают информационный сигнал, в котором информативной является не частота, а длительность импульсов, следующих непрерывной последовательностью.

На чертеже изображена структурная схема сверхрегенеративного уровнемера. Сверхрегенеративный уровнемер состоит из передающей части 1, содержащей чувствительный элемент в виде передающей антенны 2 и сверхрегенеративный детектор-преобразователь 3, составными частями которого являются индуктивно-емкостный колебательный контур 4 и модулятор затухания контура 5, и приемной части 6, включающей в себя приемную антенну 7 и преобразователь принимаемого высокочастотного сигнала 8, с выхода которого получают непрерывный информационный сигнал, соответствующий текущему уровню измеряемой среды.

Устройство работает следующим образом. До заполнения зоны действия уровнемера измеряемой средой активное сопротивление чувствительного элемента (передающей антенны) 2 соответствует некоторому начальному значению по сопротивлению антенны. При приближении измеряемой среды к антенне 2, расположенной параллельно поверхности измеряемой среды и представляющей собой электрический линейный излучатель, происходит непрерывное изменение активной составляющей сопротивления антенны, приводящее к изменению затухания контура. Последнее влияет на длительность вспышек на индуктивно-емкостном колебательном контуре 4 и, соответственно, длительность импульсов широтно-импульсно-модулированного сигнала, который передается дистанционно с передающей антенны 2, подключенной к колебательному контуру 4, входящему наряду с модулятором затуханий контура 5 в состав сверхрегенеративного детектора-преобразователя 3 передающей части 1, на приемную антенну 7, содержащуюся в приемной части 6, откуда поступает на вход преобразователя принимаемого высокочастотного сигнала 8, с выхода которого после преобразования в нем (определения длительности импульсов) получают сигнал, где информативной является длительность импульсов, следующих непрерывной последовательностью. По длительности импульсов судят об уровне измеряемой среды. Полученный таким образом непрерывный сигнал может подаваться в качестве информационного параметра на вход автоматизированной системы управления технологическими процессами, или, в упрощенном варианте, на вход прибора для визуального наблюдения за непрерывно измеряемым уровнем различных физических сред.

В результате удается осуществить непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня различных физических сред, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую при определенных условиях может вызвать изменение электрических параметров антенны, с возможностью измерения агрессивных сред и сыпучих материалов.

Сверхрегенеративный уровнемер, содержащий передающую часть, включающую в себя чувствительный элемент, выполненный в виде передающей антенны, и сверхрегенеративный детектор-преобразователь, причем чувствительный элемент подключен к выходу индуктивно-емкостного колебательного контура, являющегося составной частью сверхрегенеративного детектора-преобразователя, отличающийся тем, что он снабжен модулятором затухания контура и приемной частью, содержащей приемную антенну и преобразователь принимаемого высокочастотного сигнала, который может определять длительность импульсов, причем модулятор затухания контура является составной частью сверхрегенеративного детектора-преобразователя и подсоединен к индуктивно-емкостному колебательному контуру, а приемная антенна подключена к входу преобразователя принимаемого высокочастотного сигнала, с выхода которого получают информационный сигнал в виде непрерывной последовательности длительностей импульсов, соответствующий уровню измеряемой среды, в результате чего может осуществляться непрерывное дистанционное бесконтактное измерение уровня, инвариантное к снижению точности измерений из-за случайных отклонений частоты колебаний при некоторой неустойчивости в работе, которую может вызвать изменение электрических параметров антенны, при этом измеряемая среда может быть агрессивной или сыпучей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологиям измерения уровня с использованием параболической антенны для радара уровня. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться для измерения уровня жидких или сыпучих материалов, а также для измерения расстояния. .

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидких и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к устройству для определения и/или контроля, по меньшей мере, одного параметра процесса среды, содержащему, по меньшей мере, один сенсорный блок для регистрации параметра процесса, причем сенсорный блок вырабатывает измерительные сигналы, по меньшей мере, один электронный блок для управления сенсорным блоком, причем электронный блок содержит, по меньшей мере, один микропроцессор, и, по меньшей мере, один блок памяти, который связан с сенсорным блоком и в котором могут храниться управляющие данные, причем управляющие данные специфически относятся к сенсорному блоку и считываются электронным блоком.

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться для измерения уровня жидких или сыпучих материалов, а также для измерения расстояния. .

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидких и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к бесконтактным средствам измерения объема различных сред, включая агрессивные и сыпучие (грунт). .

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидких и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидких и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к ультразвуковым контрольно-измерительным устройствам и может быть использовано для контроля уровня жидкостей в резервуарах

Изобретение относится к электрическим методам контроля и может быть использовано для измерения массы сжиженных газов, включая криогенные жидкости, при любом их фазовом состоянии, а также для измерения положения границы раздела и диэлектрической проницаемости каждого слоя двухслойных сред

Изобретение относится к области бумажного производства и может быть использовано для отслеживания образования осадков в технологии бумажного производства

Изобретение относится к радиометрическому измерительному прибору с радиоактивным излучателем и детектором для регистрации образующейся в месте расположения детектора интенсивности излучения

Изобретение относится к средствам автоматизации контроля предельного уровня различных жидкостей и сыпучих материалов в промышленных и бытовых резервуарах

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для обнаружения жидкости или газа в зоне контроля

Изобретение относится к области ультразвуковой измерительной техники и предназначено для автоматического дистанционного измерения уровней жидкости различных типов в производственных и транспортных емкостях в нефтехимической, химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к гидрометеорологии, океанологии, океанографии и может быть использовано в синоптических предсказаниях, при строительстве береговых и портовых сооружений и мониторинге изменений водных границ океанских побережий

Изобретение относится к области бесконтактного измерения уровня различных физических сред и может быть применено в автоматизированных системах управления технологическими процессами

Наверх