Датчик уровня жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

° . Ф 1

1

/ й.- .". (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3005.79 (21) 2773294/18-10 с присоединением заявки Нов (51)М. Кл з

G 01 F 23/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— !

Опубликовано 15рбя1.. Бюллетень N9 22 (53) УДК681. 128. 82 (088. 8) Дата опубликования описания 1506.81 (Ю,К. Тараненко и В.И Снегур; (72) Авторы изобретения

Днепропетровский химико-технолог ючесций институт им. ф,3. .ДэержинскоГЬ " (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Иэ обретение от носится к технике измерения уровня и может найти применение в устройствах для измерения уровня жидкостей с изменяющейся плотностью и температурой в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен частотный датчик уровня, содержащий трубчатый резонатор, сообщающийся с основной емкостью, систему возбуждения и съема колебаний резонатора, усилитель и измеритель частоты f11.

Недостатком известного устройства является, ограниченное использование 1з ввиду невозможности измерения уровня под любым давлением или разряжением.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик уровня жидкости, содержащий резонатор, выполненный в видеста сдвоенного камертона, основание которого сообщается с контролируеььтм сосудом, систему возбуждения и съема колебаний резанатора, усилитель и из.меритель частоты. Указанный датчик обладает высокими точностными показателями при работе в условиях постоянства давления контролируемой среды и плотности этой среды в реэонатоpe(2 ). ЗО

Однако в условиях иэменякщихся плотностей, давлений и температур контролируемых сред этот датчик характеризуется значительной погрешностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет компенсации изменения параметров контролируемой среды.

Указанная цель .достигается тем, что последовательно с резонатором установлен второй сдвоенный камертон с системой возбуждения колебаний и усилителем, сообщаицийся с основныме резонатором через общее основание, а через второе основание сообщающийся с контролируемым сосудом в нижней его части, причем ветви второго камертона расположены в горизонтальной плоскости, а выходы систем возбуждения колебаний обоих камертонов включены-в дифференциальную схему и подключены к измерителю частоты, На чертеже схематически представлено.устройство.

Сосуд 1, в котором находится контролируемая жидкость, сообщается с вертикально расположенным камертоном 2, в верхней части через его основание 3, а в нижней части емкости - через

838382 последовательно соединенный с резонатором камертон 4 ° Вертикально расположенный сдвоенный камертон снабжен системой возбуждения колебаний 5 и съема колебаний 6, включенных в цепь усилителя 7 положительной обратной связи. Горизонтально распо5 ложенный сдвоенный камертон снабжен системами возбуждения 8 и съема 9 колебаний, включенных в цепь усилителя 10 обратной положительной связи.

Выходы усилителей положительной обратной связи включены на вход блока 11 выделения разности частот, выход этого блока через низкочастотный фильтр 12 подключен к частото- 15 меру, проградуированному в единицах контролируемого уровня.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При заполнении основной емкости Щ контролируемой жидкостью уровень в этой емкости и уровень в ветвях камертона 2 выравнивается. Ветви камертона 2 возбуждаются с помощью возбудителя 5, сигнал на который поступает от приемника 6 колебаний, усиленным в усилителе 7.

В случае контроля уровня жидкости с переменной плотностью частота колебаний камертона 2 функционально связана с плотностью и уровнем запол- З няющей его ветви жидкости. Одновременно с этим с помощью возбудителя 8 колебаний приводятся в режим автоколебаний ветви камертона 4, при этом сигнал на возбудитель 8 поступает от приемника 9 колебаний и усиливается в усилителе 10, Так как ветви камертона 4 расположены горизонтально, то при минимально возможном уровне жидкости в основ- ф) ной емкости 1 ветви камертона 4 полностью заполнены, поэтому частота колебаний этих ветвей зависит только от плотности контролируемой жидкости. При изменении плотности контролируемой жидкости в емкости 1 происходит изменение частоты колебаний камертонов, так как частоты колебаний камертонов 2 и 4 вычитаются в смесителе 11 частот, то изменение плотности контролируемой среды не вызывает изменения выходного сигнала в виде разности частот, которые яыделяются в смесителе 12 и регистрируется частотомером, проградуированном в единицах измеряемого уровня. Причем, при изменении уровня жидкости в камертоне 2 происходит изменение частоты колебаний только этого камертона в случае, если плотность контролируемой среды постоянна, тогда разность частот камертонов

2 и 4 линейно зависит от контролируемого уровня. Компенсация изменения частоты колебаний основного резонатора при изменении давлений контролируемой среды, а также ее температуры и температуры окружакщей среды происходит аналогично.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность: измерения уровня среды в условиях изменяющейся ее температуры, давления и плотности.

ФОрмула изобретения

Датчик уровня жидкости, содержащий резонатор, выполненный в виде сдвоенного камертона, основание которого сообщено с контролируемым сосудом, систему возбуждения и съема колебаний резонатора, усилитель и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет компенсации изменения параметров контролируемой среды, последовательно с резонатором установлен BTQpoA сдвоенный камертон с системой возбуждения колебаний и у силит елем, сообщающий ся с ос н овным резонатором через общее основание, а через второе основание сообщающийся с контролируемым сосудом в нижней его части, причем ветви второго камертона расположены в горизонтальной плоскости, а выходы систем возбуждения колебаний обоих камертонов включены в дифференциальную схему и подключены к измерителю частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кудрявцев В.В. Прецизионные частотные преобразователи автоматизированных систем контроля и управления. М., "Энергия", 1974, с. 61.

2. Авторское свидетельство СССР В 648843, кл. G 01 F 23/28, 1977. (прототип).

838382

Составитель Л.Стогова

Техред Т.Маточка Корректор В Синицкая

Редактор A.Долинич

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

Заказ 4406/5 7 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5