Способ измерения количества вещества в металлической емкости

.Совлуков0275,НИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛИЧЕСКОЙ ЕМКО- лагаемый способ отой технике и может определения коли(57) Применение: пред носится к измеритель быть использован дл ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения объемов металлических полостей произвольной формы. количества (объема, массы) содержащихся в таких полостях веществ, занимающих произвольное положение в обьеме бака, в том числе имеющих многосвязную конфигурацию. Области применения данных технических решений включает, в частности, измерения в условиях невесомости и на транспортных средствах, когда нет четкой горизонтальной границы раздела сред, т.е. когда задачу измерения количества нельзя свести к задаче измерения уровня вещества в баке.Предлагаемый способ может быть реализован в применением электромагнитных волн ВС- и СВЧ-диапазонов частот.Известны способы измерения количества вещества, содержащегося в какой-либо емкости, и реализующие их свойства, заключающиеся в рассмотрении этой емкости как объемного резонатора и измерении его собственной (резонансной) частоты электчества (объема) вещества при его произвольном распределении внутри бака, например, в условиях невесомости. Сущность изобретения заключается в том. что в баке- резонаторе возбуждают электромагнитные колебания при девиации частоты одновременно не менее чем в двух поддиапазонах, являющихся частями исходного фиксированного диапазона частот. Устройство для осуществления способа содержит в своем составе не менее двух генераторов частотно-модулированных колебаний, соединенных с объемным резонатором. ромагнитных колебаний, Так можно опреде- ( лить объемы полостей баков-резонаторов, уровень веществ, частично заполняющих полости бака, Однако, при изменении геометрии баков, произвольности расположения в них контролируемых веществ эти способы и устройства могут оказаться неприменимы, т.е, имеет место большая по 1 грешность измерения, обусловленная С 3 неопределенностью расположения контра- с лируемого вещества, произвольностью фор-мы бака. Эти известные способы и1- - устройства могут быть неприменимы при изменении контролируемого параметра (количества) в широких пределах, приводящего фф к появлению (возбуждению) иных, последующих, типов колебаний, кроме рабочего ти-, па колебаний.Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым способу и устройству являются способ и реализующее его устройство, описанные в (1 и принятые в качестве прототипов, Способ-прототип заключается в том, что в металлическом баке, 17707655 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рассматриваемом в качестве объемного резонатора, возбуждают электромагнитные колебания при девиации их частоты в фиксированных пределах (т 1 Л 2), при которых в баке имеют место резонансные явления. Определяя число возбуждаемых в резонаторе последовательно и типов колебаний (резонансов) при девиации частоты, можно по величине этого числа судить о количестве (объеме, массе) произвольно распределенного в обьеме бака-резонатора вещества, в частности жидкости, При этом результат измерения не зависит (с допустимой погрешностью) от расположения жидкости в баке. Устройство-прототип содержит объемный резонатор, к которому подсоединены генератор модулированных по частоте электромагнитный колебаний и последовательно соединенные детектор и регистратор числа резонансных импульсов.Эти способ и реализующее его устройство не обладают, однако, высоким быстродействием и сложны в осуществлении, Ограниченное быстродействие зависит от периода девиации частоты генератора (порядка 100 мс), что в реальных условиях, характеризуемых динамикой вещества в баке, не является приемлемым и приводит к появлению погрешности измерения,Целью изобретения является повышение быстродействия,.Поставленная цель в предлагаемом способе измерения количества вещества в металлическом баке, при котором возбуждают электромагнитные колебания в служащем обьемным резонатором баке при девиации частоты этих колебаний в фиксированном диапазоне и регистрируют число возбуждаемых типов колебаний, достигается тем, что возбуждение колебаний осуществляют при девиации частоты одновременно не менее чем в двух поддиапазонах, являющихся частями указанного фиксированного диапазона частот.В данном способе девиацию частоты в поддиапазонах можно осуществлять в направлении возрастания и убывания частоты.Достижение поставленной цели осуществляется совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретения,Существенными отличительными признаками в этой совокупности являются, вопервых, возбуждение колебаний в баке в поддипазонах частоты, являющийся частями исходного фиксированного диапазона, во-вторых, возбуждение этих колебаний в баке одновременно по мере девиации частоты в указанных поддиапазонэх, в третьих, содержание в схеме устройства дополнительно не менее одного генератора частотно-модулироанных колебаний, подключенного к обьемному резонатору.Эти отличительные признаки обуславливают новые свойства предлагаемых способа и устройства, а именно:возможность подсчета общего числа регистрируемых импульсов за более короткоевремя;возможность применения генераторовс малым диапазоном частотной модуляции;возможность девиации частоты в поддиапазонах одновременно как в направлении возрастания, так и убывания частоты;обеспечение высокой точности измерения при динамике контролируемого вещества в полости бака, а также при изменении впроцессе измерения объем.а металлического бака.Перечисленные свойства обеспечиваютположительный эффект, сформулированный в цели изобретения. Авторам не известны технические решения, содержащиетакую же совокупность отличительных признаков и проявляющие при этом те же свойства, что и предлагаемые техническиерешения, т.е, предлагаемые способ и устройство по мнению автора, соответствуюткритике "существенные отличия,Сущность предлагаемого техническогорешения состоит в.следующем.Согласно предлагаемому способу исходный диапазон дивиации частотыделятна меньшие поддиапазоны. Для возбужде-ния колебаний в этих поддиапазонах существуют на практике малогабаоитные,компактные и недорогие генераторы частотно-модулированных колебанийЕсли в способе-прототипе частота колебаний изменяется со временем монотонно,то при этом по мере девиации частоты врезонаторе последовательно возбуждаютсяколебаний на разных типах с присущей этому способу амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ). Спектр возбуждаемыхколебаний в резонаторе сгущается по меревозрастания частоты. Число возбуждаемыхв диапазоне частот колебаний (резонэнсныхимпульсов), несет информацию о количестве вещества в баке независимо от его расположения в нем или об объеме полого бакапеременной конфигурации,В предлагаемом способе возбуждениеколебаний в баке осуществляют в поддиапазонах одновременно, Этим достигается существенное повышение быстродеиствия (вдва и более раз), 8 отличие от способа-прототипа регистрация детактируемых типовколебаний (резонансных импульсов) происходит не монотонно по мере возрастанияЗаказ 3733 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 частоты, а в соответствии с графиком временной зависимости частоты в поддиапазонах, При этом частотную модуляцию в поддиапазонах можно осуществлять как в одном направлении, так и в разных направлениях, Последовательность возбуждаемых в баке-резонаторе типов колебаний определяется на стадии синтеза измерительных устройств, в том числе и при проведении предварительныхэкспериментов с испытуемым баком,формула изобретения Способ измерения количества вещества в металлической емкости, при котором возбуждают в емкости электромагнитные колебания, осуществляют частотную модуляцию в фиксированном диапазоне частот и определяют число резонансных импульсов, 5 по которому судят о количестве вещества,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, при частотной модуляции разбивают фиксированный диапазон не менее, чем на два 10 поддиапазона, а частотную модуляциюво всех поддиапазонах осуществляют одновременно.