Устройство для измерения уровня вещества

союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 695140 Р 23 2 51)5 ЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ ВТОРСКОУУ ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем управления(56) Финкельштейн М,И, Основы радиолокации, М.: Радио и связь, 1983, с.111-124.Викторов В,А., Лункин Б.В Совлуков А.С. Высокочастотный метод измерения не- электрических величин, М.: Наука, 1978, с.150-154.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ВЕЩЕСТВА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения уровня различных веществ, Цель изобретения - повыше- ние точности измерений. Контролируемое вещество 1 зондируют волнами, модулированными по частоте, принимаемые отраженные волны вследствие их временной задержки при прямом и обратном распространении имеют в любой момент времени частоту, отличную от частоты зондирующих волн. Здесь имеет место многократное последовательное прохождение волнами прямого и обратного пути, что дает возможность многократно повысить точность измерения. Излученные генератором 2 частотно-модулированные волны через на- правленный ответвитель 3 поступают на передающую антенну 41, излученные ею волны принимаются приемной антенной 51, которая соединена с передающей антенной 4 Эта антенна направляет принятые антенной 51 волны в сторону контролируемого вещества 1. Операция приема-излучения повторяется многократно, для чего схема содержит 1 ч передающих и й приемных антенн. Волна с последней приемной антенны подается на смеситель 6, на дру.ой вход которого подается опорный сигнал с генератора и далее на регистратор. 2 ил.40 где Ем = 1/Т - частота модуляции;к = 1 и к = 2, соответственно, для несимметричной и симметричной частотной модуляции; 45Тм - период модуля ции;с - фазовая скорость волн.Здесь имеет место многократное последовательное прохождение волнами прямого (до обьекта) и обратного пути, в 50 результате чего они проходят эффективное расстояние 2 эф = К 2, где Й соответствует чйслу зондирований объекта (поверхностиконтролируемого вещества). Такое эффективное удаление этой поверхности от ан тенн фактически дает возможность многократно повысить точность измерения, Фиксированная величина погрешности М определения уровня есть Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано длябесконтактного измерения уровня различных веществ, может быть применено дляизмерения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургическогопроизводства, уровня жидких и сыпучих веществ независимо от их электрофизическихпараметров,Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг,1 (а,б) приведены графики временной зависимости частоты т(т) зондирующей и принимаемой волн, на фиг,2 - схемаустройства, 15Устройство содержит контролируемоевещество 1, генератор 2 частотно-модулированных колебаний, направленный ответвитель 3, передающие антенны 41,424 ы,приемные антенны 51,5,. 5 и, смеситель б 20частот, регистратор 7,Устройство работает следующим образом,Контролируемое вещество 1 зондируютволнами (электрсмагнитными, акустическими), модулированными по частоте по несимметричному (фиг.1,а) или симметричному(фиг,1,б) пилообразному закону в пределахдиапазона ее девиации. Л 1 = 1 рт, Принимаемые отраженные волны вследствие их 30временой задержки при прямом и обрат-.ном распространении имеют в любой момент времени т частоту, отличную от частотызондирующих волн (см. фиг.1,а,б, пунктирные линии), Отличие (разнссть) этих частот 35- частота биений 6 - выражается следующей формулой(г) что в К раз меньше, чем в случае однократного зондирования.Источником частотнс-модулированныхволн является генератор частотно-модулированных колебаний 2, соединенный черезосновное плечо направленного ответвителя3 с передаощей антенной 4 т. Излученныеею волны принимаются приемной антенной5 т, которая соединена с передающей антенной 41. Эта антенна вновь направляет при- .нятые антенной 5 т волны в сторонуконтролируемой поверхности 1. Операцияприема-излучения повторяется многократно, для чего схема содержит М песедающихи Й приемных антенн, причем первая передающая антенна 4 т подсоединена (через направленный ответвитель) к генератору 3, апоследняя приемная антенна 5 н подключена к одному из двух входов смесителя частотб, на другой вход которого через боковоеплечо направленного ответвителя 3 подается опорный сигнал с генератора 2. Промежуточные приемные антенны и соответствующие каждой из них передающие антенны попарно соединены друг с другом: 5 ти 4 з, 52 и 4 з,5 и-т и 4 и; в результате происходит переизлучение принимаемых волн вкаждой паре соединенных между собой ан.тенн. Это приводит к суммарной временнойзадержке 1 з, зависящеи как от измеряемойго расстояния (уровня) 2. так и от числа Язондирований: тз =ч 1 з, где тз = 22/С -йвремя задержки при однократном зондировании,При проведении измерений долженбыть обеспечен прием отраженных волнтолько соответствующей приемной антенной, Это может быть достигнуто при применении антенн с узкой диаграммойнаправленности или (и) при возможностипри исключающем взаимовлияние расположении антенн над поверхностью контролируемого вешества,Реализация устройства може быть осуществлена с применением электромагнитных волн различных диапазонов частот(СВЧ, оптического диапазонов), акустических волн и соответствующих этим волнац идиапазонам частот функциональных элементов схемы,Формула изобретенияУстройство для измерения уровня вещества, содержащее генератор частотномодулированных колебаний, направленныйответвитель, передающую и приемную ан.тенны, смеситель частот и регистратор, при1695140 У о 1 тгфиг. 1,Р Составитель Л.Васильковедактор А,Долинич Техред М.Моргентал Корректор С.Черн каз 4155 Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 1 чем выход генератора подсоединен через основное плечо направленного отверстия ответвителя к передающей антенне, а через боковое плечо к первому входу смесителячастот к выходу которого подключен регист ратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит дополнительно не менее одной пары передающей и соответствющей ей приемной антенны, причем приемная антенна предыдущей пары соединена с передающей антенной последующей пары, а последняя приемная антенна подключена к второму входу смесителя частот.