Емкостной уровнемер

 

О и и с ФЁтги е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик >662815

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.02.77 (21) 2453154/18-10 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 F 23/26

Госудврствеииый комитет

СССР оо делам иэооретений и открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (53) УДК681.128..63 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. М. Курносов, Г. 3. Солганик и А. И. Троегубов

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (71) заявитель (54) ЕМКОСТНОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня различных жидкостей.

Известен емкостной уровнемер, содержащий измерительный и компенсационный емкостные датчики, операционный усилитель, преобразователь емкости в напряжение и генератор тактовых импульсов (1).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является емкостной уровнемер, содержащий измерительный и компенсационный датчики, тактовый генератор, преобразователь «емкость-время», с подключенным к нему измерительным датчиком, устройство постоянной задержки, включенные через последовательно соединенные схему НŠ— И и детектор среднего значения на вход дифференциального усилителя (2).

Однако устройство обладает низкой точностью измерения уровня сред с малыми величинами диэлектрической проницаемости при значительном изменении их электрофизических характеристик в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — увеличение точности измерения сред с малой величиной диэлектрической проницаемости.

Это достигается тем, что емкостной уровнемер снабжен преобразователем «емкостьнапряжение-время», подключенным к компенсационному датчику, и преобразователем

«напряжение-время», выходы которых через последовательно соединенные дополнительные схему НŠ— И и детектор подключены к инвертирующему входу усилителя, а выход усилителя соединен с управляющими входами преобразователей «емкость-напряжениевремя» и «напряжение-время».

На чертеже представлена функциональная схема емкостного уровнемера:

Устройство включает в себя тактовый генератор 1, преобразователь «емкость-время»

2 с подключенной к нему измерительной частью датчика 2а, устройство 3 постоянной задержки, преобразователь «емкость-напря2О жение-время» 4 с компенсационой частью датчика 4а, преобразователь «напряжениевремя» 5, схемы НŠ— И 6 и 7, детекторы 8 и 9 среднего значения и операционный усилитель 10 с двумя входами.

662815

Формула изобретения

Выход генератора 1 подключен к запускающим входам преобразователей «емкостьвремя» 2, «емкость-напряжение-время» 4, «напряжение-время» 5 и устройства 3 постоянной задержки. Одним из входов устройства НŠ— И 6 связан с выходом преобразователя «емкость-время» 2, а второй— с выходом устройства 3 постоянной задержки. Выход схемы НŠ— И связан с входом детектора среднего значения 8, выход которого подключен на один из входов операционного усилителя 10. Выходы преобразователей 4 и 5 связаны с двумя входами схемы

НŠ— И 7. Вход этой схемы связан с детектором среднего значения 9, выход которого связан с вторым входом операционного усилителя 10. Выход усилителя 10 соединен с управляющими входами преобразователей 4 и 5.

Устройство работаеч следующим образом.

Преобразователь 2 преобразует емкость измерительной части в длительность временного интервала, который на схеме НŠ— И

6 сравнивается с длительностью временного интервала устройства 3 постоянной задержки. Детектор среднего значения 8 преобразует длительность импульса на выходе схемы НŠ— И 6 в пропорциональное напряжение постоянного тока. Длительность временного интервала преобразователя 4 определяется величиной емкости компенсационной части датчика 4а, которая расположена ниже измерительной части 2а и потому зависит лишь от величины диэлектрической проницаемости среды и от величины выходного напряжения уровнемера. Длительность временного интервала преобразователя 5 определяется величиной выходного напряжения уровнемера. Устройства 7 и 9 работают аналогично схемам НŠ— И 6 и детектору среднего значения 8 соответственно. В начальный момент, т. е. при отсутствии жидкости в измерительной части датчика длительность временного интервала преобразователя 2 равна длительности временного интервала устройства 3 постоянной задержки.

Соответственно равны нулю длительность разностного импульса на выходе схемы

НŠ— И 6 и напряжение на выходе детектора 8. Напряжение на выходе уровнемера равно нулю, а следовательно равны нулю длительности временных интервалов преобразователей 4 и 5. При увеличении уровня растет емкость измерительной части датчика

15 о

2$ зо

2а и длительность временного интервала преобразователя 2. Появляется разностный импульс на выходе схемы НŠ— И 6. Этот импульс детектором 8 преобразуется в напряжение постоянного тока и подается на вход усилителя 10, так что на его выходе появляется напряжение, с ростом которого увеличивается длительность временных интервалов преобразователей 4 и 5. Но скорость нарастания длительности преобразователя 4 в Я1с(диэлектрическая проницаемость измеряемой среды) раз опережает скорость нарастания длительности временного интервала преобразователя 5, так что на выходе схемы НŠ— И 7 появляется разностный импульс, который детектором 9 преобразуется в постоянное напряжение и подается на второй (уравновешивающий) вход усилителя

10, стремясь по величине сравняться с напряжением на первом входе. Напряжение на входе усилителя 10 линейно зависит от величины уровня и не зависит от величины диэлектрической проницаемости жидкости.

Емкостной уровнемер, содержащий измерительный и компенсационный датчики, тактовый генератор, преобразователь «емкость-время», подключенный к измерительному датчику, и устройство постоянной задержки, включенные через последовательно соединенные схему HE — И и детектор среднего значения на вход дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения сред с малой величиной диэлектрической проницаемости, он снабжен преобразователем «емкость-напряжение-время», подключенным к компенсационному датчику, и преобразователем «напряжение-время», выходы которых через последовательно соединенные дополнительные схему НŠ— И и детектор подключены к инвертирующему входу усилителя, а выход усилителя соединен с управляющими входами преобразователей «емкость-напряжение-время» и «напряжение-время».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 435459, кл. G 01 F 23/26, 1972.

2. Труды института, НИИТеплоприбор, М 79, 1972, с. 35 — 37.

662815

Редактор Л. Шмелькин

Заказ 2684/44

Составитель Т. Иноземцева

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж 865 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П к Патенть, r. Ужгород, ул. Проектная, 4