Инвариантный резонансный уровнемер

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕУЕЛЬС1ВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.02.74 (21) 1999325/)0 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень ¹ )3 (45) Дата опубликования описания 04.07.77 (51) М. Кл G 01 F 23/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изооретений и открытий (53) УДК 681.128.82 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. A. Викторов, Б. В. Лункии и Н. И. Новиков (71) Заявитель

Ордена Ленина институт проблем управления (54) ИНВАРИАНТНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к области измерения уровня диэлектрических сред.

Известны резонансные уровнемеры, содержащие частотно-модулированный генератор высокой частоты, датчик в виде отрезка однородной длинной линии, пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колебательный контур, погруженный в измеряемую среду, опорный колебательный контур, установленный над измеряемым уровнем и подключенный к выходу генератора высокой частоты, формирующее устройство, два тритгера, два ключа, фильтр и усилитель постоянного тока. Однако отмечается низкая точность измерения и сложность построения уровнемера.

Известен также инвариантный двухканальный датчик резонансного уровнемера, содержащий два внешних цилиндрических электрода и два внутренних электрода, расположенных коаксиально внешним электродам и образующих два однородных отрезка длинной линии, при этом один внутренний электрод соединен снизу с внешним электродом и подключен разомкнутым концом через соединительные емкости ко вторичной аппаратуре, а другой внутренний электрод соединен непосредственно с короткозамкнутым удлиняющим кабелем и там же через соединительные емкости подключен ко вторичной аппаратуре. Однако этот датчик не обеспечивает полной инвариантности выходной характеристики датчика по отношению к изменению диэлектрической проницаемости измеряемой среду.

В предлагаемом датчике уровнемер дополнительно снабжен вторым генератором электромагнитных колебаний с диапазоном частот, отличным от диапазона частот первого генератора, при

10 этом конец отрезка длинной линии, к которому подключен первый генератор, через разделительную емкость подключен также ко второму генератору колебаний.

На фиг. 1 схематически изображен инвариант15 ный резонансный уровнемер, на фиг. 2 — кривые зависимости инвариантного преобразования частот

in V Н от уровня среды для двух значений диэлектрической приницаемости среды.

Уровнемер состоит из чувствительного элемента 1 в виде отрезка длинной линии, двух генераторов электромагнитных колебаний 2 и З„вторичной аппаратуры 4 и разделительных емкостей 5 — 8.

Уровнемер работает следующим образом.

Для измерения уровня чувствительный элемент частично помещают в среду. Подавая электромаг553472

H — 517) T(H 1Г (2) 20 нитные колебания от генераторов 2 и 3 через разделительные емкости 5 и 6 к чувствительному элементу 1, возбуждают в нем два собственных электромагнитных поля. Информация о резонансных частотах этих полей передается также через емкости 7, 8 к вторичной аппаратуре, где она преобразуется по определенному алгоритму.

Пусть в линии возбуждается основная гармоника п = 1 и гармоника с номером п2 = 9. Выходная характеристика датчика на основной гармонике с достаточной точностью может быть описана выражедля n2 = 9 выходная характеристика имеет вид

9 - 112

О9 где Н вЂ” нормированное значение уровня (НЕ /О,1/), причем Н = О соответствует пустому, а Н = 1 — заполненному датчику;

f1 fq — собственные частоты датчика при значении уровня Н;

fp y, f p 9 собственные частоты пустого датчика;

Я вЂ” диэлектрическая проницаемость контролируемой среды. Преобразуя уравнение (1), получим выражение для Е и представим его в уравнение (2) .

Окончательно имеем

5 Преобразуя частотные характеристики по правилу (3), получим величину тЧ Н, однозначно связанную со значением Н.

На фиг. 2 представлены выходные характеристики inV Н для двух значений Е = 2,25 и 9,00

10 (кривые 9 и 10) . Из графиков видно, что в указанном диапазоне изменения диэлектрической проницаемости контролируемой среды обеспечивается инвариантность к Я выходной характеристики с ошибкой не более +1,5%.

Формула изобретения

Инвариантный резонансньгй уровнемер, содержаший датчик, выполненный в виде отрезка коаксиальной однородной длинной линии, один конец которого коротко замкнут, а другой через раздели25 тельные емкости подключен к генератору электромагнитных колебаний и вторичной аппаратуре, о тли ч а ю ши и ся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, он дополнительно снабжен вторым генератором электромагнитных

30 колебаний с диапазоном частот, отличным от диапазона частот первого генератора, при этом конец отрезка длинной линии, к которому подключен первый генератор, через разделительную емкость подключен также ко второму генератору колеба35 ний.

553472

/Н

Составитель A Фонин

Техред С. Беда

Корректор И. Гоксич

Редактор О.Филиппова

Заказ 185/38

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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