Уровнемер

(51)5 6 01 М 22/00 ТЕ К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Викторов В.А., Лункин Б.В., СевлуковА, С. В ысокочастотн ые методы измерениянеэлектрических величин. М.: "Наука", 1978,с.154-160, 163-164,Авторское свидетельство СССРМг 1191745, кл, 6 01 Г 23/28, 1984.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции, увеличениечувствительности и расширение класса конИзобретение относится к измерительной технике и может быть применено для контроля уровня жидкости в емкостях.Целью изобретения является упрощение конструкции, увеличение чувствительности и расширение класса контролируемых жидкостей,На фиг.1 показана конструкция уровне- мера; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Нэ металлической плоскости 1 размещается короткозамкнутый отрезок 2 диэлектрического волновода с короткозамыкателем 3, согласованная нагрузка 4. На расстоянии 1.=, где Яь -пЯь2длина волны в диэлектрическом волноводе, от короткозамыкателя 3 по центру волновода установлен активный элемент 5, например диод Ганна, ЛПД и т.д. На расстоянии,Я 2 1663517 А 1 тролируемых жидкостеи. Для этого на металлической. плоскости 1 размещается короткозамкнутый отрезок 2 диэлектрического волновода с короткозамыкателем 3 и согласованной нагрузкой 4 на концах. На расстоянии 1 = и ь/2, где Яь - длина волны в отрезке 2, от короткозамыкателя 3 по центру волновода установлен источник СВЧ-колебаний. выполненный в виде активного элемента 5, например диода Ганна, ЛПД и т.д. На расстоянии 2 = и Яь/4 от активного элемента 5 расположен диэлектрический волновод б, предназначенный для размещения в контролируемую жидкость и выполненный гофрированным в виде чередующихся пазов и выступов с периодом гофра с = 1 ь/2 и длиной з, равной максимально возможной высоте уровня контролируемой жидкости, 2 ил. п 42 = от активного элемента 5 располо 4жен диэлектрический волновад б, предназначенный для размещения в контролируемую жидкость, выполненный гофрированным в виде чередующихся пазовЛь и выступов с периодом гофра с = - , длиной2 з, равной максимально возможной высоте уровня контролируемой жидкости.При генерировании электромагнитной волны элементом 5 она распространяется по диэлектрическому волноводу б, где происходит ее эффективное отражение от гофрированного участка в полосе частот, зависящей от величины глубины гофра, с центральной частотой, определяемой выражением Ль = 2 б (1). Таким образом диэлектрический волновод б является частотнозависимым отражателем и совместно с отрезком 2 и короткозамыкателем 3 образуетрезонатор с рабочей длиной волны, определяемой выражением 1).Параметры этого резонатора очень 5сильно зависят от параметров волновода 6,в частности от его длины. Следовательно, вданном уровнемере волновод 6 является одновременно резонансной системой для автодинного генератора с активным 10элементом 6, что приводит к значительномуувеличению чувствительности устройства.Для обработки автодинного сигнала,появляющегося при измерении параметровволновода 6, может быть использована любая схема выделения автодинного сигналав цепи питания активного элемента 5.Уровнемер работает следующим образом.Активный элемент 5 генерирует электромагнитную волну, которая распространяется по вол новоду 6, испытываеткумулятивное отражение от неоднородностей гофра и возвращается на активный элемент 5, тем самым обеспечивая 25положительную обратную связь в автодинном генераторе,Модуль коэффициента отражения отгофрированного участка волновода 6 на резонансной частоте при отсутствии жидкости 30в емкости близок к единице. При покрытиижидкостью части гофрированного волновода 6 та часть, которая оказалась покрытажидкостью, перестает быть волноведущей,и электромагнитная волна не распространяется по волноводу и, следовательно, не отражается от неоднородностей гофра, эизлучается в жидкость. Таким образом, сувеличением уровня жидкости уменьшаетсядлина волновода 6 и модуль коэффициента 40отражения от него уменьшается, а величинавыходного сигнала увеличивается. Измерением величины выходного сигнала определяется уровень жидкости в емкости,Величина модуля коэффициента отражения от волновода 6 при его фиксированной длине зависит от величины глубиныгофра. Величина глубины гофра выбираетсятакой, чтобы при отсутствии жидкости в емкости модуль коэффициента отражения был 50близок к единице.При измерении уровня жидкости в глубоких емкостях для сохранения линейной зависимости модуля коэффициента отражения от величины уровня жидкости и повышения чувствительности устройства величинаглубины гофрэ должна постоянно увеличиваться от нулевой до максимальной в направлении от верхнего конца волновода 6до согласованной нагрузки 4,Данный уровнемер позволяет существенно расширить применение уровнемеровна основе диэлектрических волноводов.Тэк как в уровнемере участок валновода6, находящийся в жидкости, не являетсяволноведущим, а для измерения уровняжидкости используется только та часть волновода 6, которая находится вне жидкости,уровнемер позволяет измерять уровеньвсех жидкостей у которых Е 2Е 1,где Е 2 - диэлектрическая проницаемостьжидкости; Е 1 - диэлектрическая проницаемость волновода 6, уровень жидкостей у коЕ 1торых Еггде К1, и зависит от поперечного сеченияволновода 6, уровень потерных жидкостейбез сужения динамического диапазона устройства,Формула изобретенияУровнемер. содержащий источник СВЧколебаний, выход которого соединен с одним концом диэлектрического волноводэ,предназначенного для размещения в контролируемой жидкости, о т л и ч а ю щ и й С ятем, что, с целью упрощения конструкции,увеличения чувствительности и расширениякласса контролируемых жидкостей, диэлектрический волновод выполнен гофрированным в виде пазов и выступов с периодомгофрэ д = - , где ь - длина волны в диэь2лектрическом волноводе, другой конец диэлектрического волновода соединен свведенной согласованной нагрузкой, источник СВЧ-колебаний выполнен в виде активного элемента, расположенного вкороткозамкнутом отрезке диэлектрическоЗЛьго волновода длиной и 4, при этом рас"тояние между активным элементом ип 4короткозамыкателем равно 11 =, гдеп=1,2,3,1663517 рректор В. Ги аказ 2262 Тираж 385 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 роизводственноСоставдактор Г, Мозжечкова Техред ль Е, АдамоМоргентал