Устройство измерения уровня жидкости

(5)5 6 01 Е 23/00 ГОСУДАРСТВЕН.НэЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТГНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано в атомной энергетике дляизмерения уровня радиоактивных жидких Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости е открытых и закрытых емкостях и может быть использовано в атомной энергетике для измерения уровня радиоактивных жидких отходов в баках, расположенных в необслуживаемых помещениях, также в химической и нефтегазовой промышленности,Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности измерения.На фиг,1 представлена функционально- структурная схема устройства; на фиг,2 - конструкция чувствительного элемента в увеличенном масштабе,Устройство содержит контролируемую емкость 1, внутри которой расположена металлическая ферромагнитная струна 2, натянутая с помощью механизма натяжения 3.,Ж 1672226 А 1 отходов в баках. Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности измерений. Электрические колебания синусоидальной формы поступают с генератора 8 на индуктор 7, магнитное поле которого приводит в колебание механическую систему, состоящую из струны 2 и световолокона 4, Колебания струны вызывают изменение фазы светового потока, Сигнал, попадающий на фотодетектор 6, преобразуется в электрический сигнал, являющийся функцией амплитуды и частоты колебаний струны, Вычислительный блок 13 выделяет сигнал об амплитуде колебаний струны и осуществляет регулировку частоты генератора. 2 ил,Струна содержит продольный канал, в котором помещено оптическое световолокно 4, взаимодействующее одним концом с источником светового излучения, например, лазером, а другим - с фотодетктором 6. В качестве фотодетектора используют фото- диод с малой апертурой, Для возбуждения колебаний струны применяют электромагнитный индуктор 7, питаемый от генератора 8. Полупрозрачное зеркало 9 расщепляет световой луч источника на две части, одна из которых поступает в оптическое волокно, а другая через зеркало 10 - непосредственно на фотодетектор. Оптические линзы 11 и 12 служат для согласования входного и выходного концов сеетоволокна с источником и потребителем световой энергии. Электрический сигнал с фотодетектора поступает например, на вычислительный блок микро 1672226ЭВМ 13, соединенный с блоком отображения 14. В качестве блока отображения может быть показывающий иди регистрирующий прибор, цифровой индикатор или дисплей. Приборы 5, 6, 9, 10, 11 и 12 объединены в единый оптический блок.Устройство работает следующим образом. Электрические колебания синусоидальной формы поступают с перестраиваемого генератора 9 на индуктор 7. Магнитное поле индуктора приводит в колебание механическую систему, состоящую из стальной струны 2 и световолокна 4, При отсутствии жидкости в контролируемой емкости 1 максимальная амплитуда колебаний в механической системе присутствует в том случае, когда частота вынужденных колебаний соответствует собственной резонансной частоте механической колебательной системы, Когерентное оптическое излучение источника 5, например полупроводникового или гелий-неонового лазера, попадает на полупрозрачное зеркало 9, которое делит излучаемый поток на две части, Одна часть является опорным пучком, который непосредственно подается на полупрозрачное зеркало 10, а другая часть, являющаяся измерительным пучком, через оптический фокусирующий прибор 11, световолокно 4 и прибор 12 также попадает на зеркало 10. Колебания струны вызывают изменение фазы светового потока измерительного пучка. Оба пучка, совмещенные на зеркале 10, интерферируют между собой и в результате полученный общий пучок, попадающий на фотоДетектор 6, преобразуется в электрический сигнал. Сигнал фотодетектора несет информацию об амплитуде и частоте колебаний струны (при постоянной вязкости контролируемой жидкости). Вычислительный блок 13 выделяет сигнал об амплитуде колебаний струны и по максимуму амплитуды осуществляет регулировку частоты генератора по принципу автоматической следящей системы. При 5 отсутствии жидкости в контролируемой емкости и пренебрежении сопротивлением воздуха максимальная амплитуда колебаний струны соответствует ее собственной резонансной частоте. При наличии жидко сти частота, соответствующая максимальной амплитуде колебаний, определяется декрементом затухания системы. Коэффициент пропорциональности шкалы экспериментально определяется при 15 калибровочных измерениях путем механического измерения уровня в емкости 1 и определения соответствующей ему частоты генератора 8. Данные калибровочных измерений заносятся в память электронного вы числительного блока 13, Сравниваяреальную частоту генератора 8 с данными в памяти, блок 13 выделяет сигнал об уровне жидкости и передает его на блок отображения 14.25 Формула изобретенияУстройство измерения уровня жидкости, содержащее струну, закрепленную в резервуаре по высоте измеряемого уровня, генератор синусоидальных колебаний, элек тромагнитный индуктор, подключенный квыходу генератора, и блок индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности измерения, струна выполнена с продольным 35 каналом, в который вмонтировано оптическое световолокно, соединенное одним концом с источником когерентного светоизлучения, а другим - с фотодетектором, который соединен с регулирующим 40 входом генератора через вычислительныйблок, соединенный с блоком индикации,1 б 72226г.2Составитель Т,Сергеева Редактор Е.Полионова, Техред М.Моргентал Корректор С,Шев каэ 2 ВЗО Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб 4/5оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина