Устройство для измерения количества вещества в емкости

 

() 507783

С<."!Îç Советских

С<с«,иалистыческии

Республик и АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

; <б!) „"х7полнитедьное K авт. св!1д-ву

1

g2I таявлено 22,1<0.73 (2j) 1964466/118-10

2 (51) М. Кл. G 01Р 23 28 с присоединен11ем заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Мини;трав СССР оо де11аи< изооретений и открытий (23) Приорктет— (43) Опубликовано 25,03. 76 Б1ол<летень № 11 (4О) Дата опубликования описания2 О5.76 (53) УДК 681.128.82 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А, Милов и В. A. Лаптев (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохсзя ствекного и специального применения гражданской авиации (34) "<..!ÐOÉÑTÂO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

ВЕЩЕСТВА Б ЕМКОСТИ вещества в B лкос7.и, .Остоящее из

Изооое- е11ие относится к пзмерительчой техн лке и предназначено для коптроля ко IH»

ЧЕС-. Ва ВЕЩЕСТВа ПРИ ПООИЗВОЛЬНОМ ЛОЛОжЕни:< е! в емкос си. ! звестно устройство д;1я измерения коли- 5

ГЕНЕРатОРа СИНХРОНИЗИРУ1ОШИХ !:v IIÓ;..;BBÂ, гепс . Тора п1лосбразного напрял ен1я, генеI1B Qющейся част о7 ь:, 1<з. Q H7 еля

11р< .емлина акустических ко <ебан1п " ., усилителя 10 ни<з1.ой ч -<стоты, синхрон11О1. детектора, дифферегптирующей пепи преобразователя времен<.о.--., интервала в напряжение, о расующими

К ЯI-:аЛ DI

"днако оно применимо .,".; контроля количестна вещества только при стационарном

BI o IIo1< 01кепии H HB обеспе "IMBGB, высокой то11;,с1и и помехоустойчивости измерений

i-ои с. 1ожной форме поверхности ве<цества и

1,ðîHBâBëüíî I <=-ã,<. распол >.-:BHHH B eмкости (С УГЛаМИ ОТКОСОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯнии и др.) и не работоспособно пр11 изменечип op!!=:нтации е:лкос гi" распо тожении вещества вдоль нее в связи с зависимостью частоты свободных колебаний воздуха не только от занимаемого IIiv объема, I D u от положения вещества в емкости.

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивость измерений при произвольно изл1еняюшемся положении вещества в емкости, установленной, например, на движущемся объекте, подвержечном вибра дням и ударным перегрузкам.

Эта цель достигается тем, что в устройство введен канал селекции резонансной частоты объема воздуха в поперечном направлении емкости, и взаимно коррелируемой с резонансной частотой воздуха в продольном направлении емкости, аналогичный основному каналу, состоящего из приемника акустических колебаний, усилителя низкой частоты, синхронного детектора, соединенного с генератором качающейся частоты дифференцируюшей цепи, преобразователя временного ийтервала в напряжение, соединенного с генератором синхронизирующих импульсов, при этом преобразователи времен507781 ного интервала в напряжение об»их каналов соединены с0 втори IM приб=ром:эрез сумматор, а между и; „емником акустических колебаний и усилителями низких частот обоих каналов включены поло-овые 5 фильтры.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства с одним каналом; на фиг, 2 - блоксхема с несколькими каналами селекции.

Устройство содержит задаюший генера- 10 тор, состоящий из генератора синхронизируюших импульсов 1, генератора пилообразного напряжения 2, генератора качающейся частоты 3, излучателя акустических колебаний 4., установленного на емкости 5 для !б вешеств; канал селекции резонансных частот объема воздуха в продольном направлении емкости (KCI}, состоягций из приемника акустических колебаний 6, полосового фильтра 7, усилителя низкой частоты 8, синхрон- 20 ного детектора 9, дифференцируюшей цепи

10, преобразователя временного интервала в напряжение 1 1; канал селекции резонансных частот объема воздуха в поперечном направлении емкости (KCII), состояший из приемника акустических колебаний 6, полосового фильтра 12, усилите я низких частот 1 3, синхронно-D детектора 14, дифференцирующей цепи 3 5, преобразователя временного интервала в напряжение 16; сумматор 17 и вторичный прибор 18. При этом синхронньге детекторы 9 и 14 соединены с генератором качаюшейся частоты 3, а преобразователи временног о интервала в

35 напряжение 11 и 16 соединены с генератором синхронизируюших импульсов 1.

В задающем генераторе генератор синхронизиру юших импульсов 1 формирует и вырабатывает короткие импульсы (c периодом повторе40 ния Т) и запускает генератор пилообразного напряжения 2 . Одновременно импульсы подают на преобразователи 11 и 16.

Линейно изменяюшееся напряжение с генератора 2 подают на генератор качаюшейся

45 частоты 3. Поступаюшие с него электрические колебани качаюшейся частоты преобразуются излучателем 4 в акустические колебания качающейся частоты, которые распространяются в свободном от контролируемого вещества пространстве емкости 5.

При этом при совпадении частот генериру-емых и собственных колебаний воздуха, заполняющего свободный от контролируемого вешества объем емкости, возникает резо- 55 нанс частот в продольном () и попепр. речном (г ) направлениях емкости. попер.

Эти резонансные частоты так взаимосвязаны, что при произвольном изменении поло- 00 жения вещества в емкости оана из них уменьшается, а другая — уве.пичивается.

Возбуждаемые в емкости а»" тические колебания совместно с помехами улавливаются приемником акустических колебаний 6, установленным на входе каналов селекции где Ч веш, — объем, занимаемый вешеством в емкости; объем емкости; емк, возд. измеряемый объем воздуха в емкости с вешеством; коэффициент взаимной корреляции резонансных частот, для чего шкалу прибора тарируют в единицах объема.

При измерении количества вещества в единицах веса его определяют в соответствии с формулой — / (Ч вЂ” Ч ), веш. емк. в,. зг., КС1 и КС?1взаимно к >релируемых резонансных частот в продольном и соответственно в поперечном направлениях емкости и преобразуются в электрическое напряжение. Полосовыми фильтрами 7 и 12 производят частотное разделение сигналов резонансных частот, Сигналы с усилителей низкой частоты 8 и 13 посгупают на из ерительные входы синхронн::х детекторов 9 и 14, на другие входы которых по каналам опорного напряжения с генератора 3 поступают колебания качаюгцейся частоты. При совпадении поступающих измеряемых с> -налов по частоте и фазе с опорным напряжением на выходах синхронных детекторов 9 и 14 формируются элект рические импульсы, отфильтрованные от помех, Эти импульсы формируются дифференцируюшими цепями 10 и 15 в короткие импульсы и направляются на измеритепьные вход преобразователей 11 и 16, на другие входы которых поступили ..-апускаюшие импульсы от генератора 1. В пр образователях 11 и 16 временные интервалы т запуска колебаний ка:;аюшейся частоты до выделения дифференцированных импульсов преобразуются в электрические напряжения и подаются на сумматор 17, на выходе которого получают интегральный сигнал, пропорциональный объему воздуха в еглкости.

Этот сигнал измеряюг вторичным прибором

18 и определяют объем вешества в емкости в соответствии с функциональными зависимостями. Ч = Ч веш. емк. возд.

Ч = 1(3 . г,К ), возд, пр. попер, 507781 где Q — ве вещества в емкости; в ш. — удельный вес вещества, а шкалу прибора тарируь:" в единицах веса, При этом для введения учета коэффициен5 га пропорциональности i -. вторичном приборе, являющемся в данном случае вычислителем, устанавливают, например, делители напряжения.

Для улучшения селекции сигналов от помех приемники акустических колебаний применены направленного действия с избирательными частотными характеристиками, а между полосовыми фильтрами и узкополосными усилителями низкой частоты включают ограничители уровня сигнала в канале селекции резонансной частоты в продольном направлении емкости — по минимуму, в поперечном направлении — по максимуму — нормализатора гармоник. Последние исключают прохождение гармоник в смежные каналы при большом диапазоне изменения частот и взаимном их перекрытии вследствие различной добротности емкости как резонатора в разных направлениях.

Для повышения точности и помехоустойчивости измерения количества вещества при произвольном положении его в емкости < сложной геометрической формы (см. фиг.2) в устройство введен ряд каналов селекции, соответствующих числу взаимно коррелируемых сп ктральных составляющих, со35 единенных со вторичным приборо через сумматор.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения количества вещества в емкости, содержащее задающий генератор, состоящий из генератора синхронизирующих импульсов, генератора пилообразного напряжения, генератора качающейся частоты и излучателя акустических колебаний, канала селекции резонансной частоты объема воздуха в продольном направлении емкости, состоящий из приемника акустических колебаний, усилителя низких частот, синхронного детектора, дифференцирующей цепи, преобразователя в менного интервала в напряжение, источник питания и вторичный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости измерения количества вещества при произвольном положении его в емкости, 0НО снабжено вторичным каналом селекции в поперечном направлении, аналогичном основному каналу при этом преобразователи временного интервала в напряжение обоих каналов соединены со вторичным прибором через сумматор, а приемники — с усилителями низкой частоты через полосовые фильтры.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч и ющ е е с я тем, что в него введено ряд каналов селекции, соответствующих числу взаимно коррелируемых составляющих резонансной частоты.

507781

Составител и g фомичев гехоед 3. араненко Корр ктор

Д.1Котова редактор ..Ьванова т изб. и 1 о

- раки 864

Подписное

Заказ 59УЗ

ЦНИИПИ Росударствеииого комитета Совета Министров СССР по ..ам изобретений и открсятнй

Мос, а, 113035, Раушская наб., 4

Фили.л.; !1ÏÏ "Патент", r. Ужгород, у.". Г1роектнан, 4