Устройство для измерения уровня вещества

ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУ БЛИК 778543 А 1 19) (1) 23/2(51)5 6 ЕНИ ПИСА СССР987.ЗМЕР ЕНИЯ ия уровня век области изможет быть стройство.ледующим об о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИГЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Институт проблем управ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯУРОВНЯ ВЕЩЕСТВА(57) Применение: для измерещества, Устройство относитсмерительной техники и Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного или контактного измерения уровня веществ, содержащихся в емкостях, а также для бесконтактного измерения (локации) расстояний до различных объектов,Известно устройство, содержащее волноводный резонатор, оба торца которого открыты и установлены перпендикулярно контролируемой поверхности.Его недостатком является невысокая точность измерения, обусловленная зондированием разных областей вещества в емкости, которые могут иметь разные физические, в частности электрофизические,параметры (вследствие наличия градиента температуры и др.). разную удаленность вследствие неровности поверхности вещества и т.п.Целью изобретения является повышение точности измерения.На фиг. 1-3 показано уУстройство работает с ра. Зондирование контролируемого вещества 1 производят одним торцом волноводиспользовано для высокоточного определения уровня различных веществ в содержащих их емкостях. Сущность изобретения заключается в том, что стоячие волны в волноводном резонаторе, которыми с обоих его торцов зондируют вещество, на участке зондирования совмещают, Устройство содержит трехплечий циркулятор, одним плечом подсоединенный к одному из торцов волноводного резонатора, два. других плеча его замкнуты накоротко или соединены между собой волноводом. 3 ил. ного резонатора, который (торец) служит одновременно отражателем для обеих встречных волн, образующих в результате интерференции стоячую волну. Торцы резонатора совмещены, что позволяет зондировать одну и ту же область поверхности контролируемого вещества; здесь, по существу, организован резонатор с одним единственным торцом, К одному торцу волновода 2 с другим открытым торцом подсоединен одним из плеч трехплечий циркулятор 3. Два других плеча циркулятора замкнуты накоротко каждый из них (фиг. 1,а) СО или соединены между собой волноводом 9 (Л (фиг: 1,б). При бесконтактном зондировании В здесь к открытому торцу волновода 2 подсо- (д) единена приемо-передающая антенна 8. При контактном зондировании используют в схеме устройства волновод 2, который раз- в мещен в емкости с контролируемым веществом и погружается в него по мере заполнения емкости (фиг. 2).С помощью антенны 8 (фиг, 1) или волновода 2 (фиг, 2) зондируют вещество 1 и при этом отраженная волна поступает по волноводу 2 в трехплечий циркулятор 3 идалее распространяется в направлении, укаэанном стрелкой, На фиг, 1,а показано, что эта волна поступает сначала в коротко- замкнутое плечо 6 циркулятора, отражается от короткозамыкателя, затем поСтупает через циркулятор 3 в другое его короткозамкнутое плечо 7, вновь отражается от короткозамыкателя в этом плече и приходит по циркулятору вновь в волновод 2, В схеме на фиг, 1,б волна проходит между двумя плечами циркулятора по волноводу 9, соединяющему эти плечи. На участке зондирования между поверхностью вещества 1 и волноводом 2 образуется стоячая волна, а на других участках траектории волны в резонаторе она распространяется в направлении, задаваемом циркулятором 3,В качестве информативного параметра могут быть использованы различные колебательные характеристики образуемого здесь резонатора: собственная частота колебаний основного или высших типов, число типов колебаний, возбуждаемых в фиксированном диапазоне частот и др.Для возбуждения в резонаторе колебаний и измерения его выбранной в качестве информативного параметра колебательной характеристики предназначен блок 5, который подсоединен к резонатору с помощью одного или двух элементов связи 4 (на фиг.1 и фиг. 2 показан один элемент связи 4), Блок 5 может содержать раздельные блоки для генерации колебаний и измерения колебательной характеристики. На фиг. 1 и 2 показаны конкретные точки подсоединенияэлемента связи 4 к резонатору(на фиг. 1,а -к волноводу 2, на фиг, 1,б - к волноводу 9,на фиг. 2 - к волноводу 2), В общем же случае5 элемент или элементы возбуждения и съемаколебаний могут располагаться в произвольных областях конструкции резонатора.Место их расположения влияет на величинусвязи и амплитуду снимаемых сигналов.10 Введение в схему устройства волновода9 (фиг, 1,б), соединяющего два плеча циркулятора, дает возможность регулироватьэлектрическую длину резонатора и, тем самым, расстояние между спектральными со 15 ставляющими его частотного спектра. Этодает также возможность располагать элементы связи на этом волноводе, что можетбыть удобным на практике,Устройство может быть реализовано с20 применением электромагнитных и акустических волн различных диапазонов частот исоответствующей им элементной базы.Формула изобретенияУстройство для измерения уровня ве 25 щества, содержащее резонатор, один торецкоторого открыт, и подсоединенный к немублок возбуждения колебаний и измеренияколебательной характеристики, от л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения30 точности, в него введен трехплечий циркулятор, подсоединенный одним плечом к второму торцу резонатора. при этом два другихплеча циркулятора замкнуты накороткомежду собой или по отдельности,35г,Ю Корректор В.Петраш дактор аз 4183 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Составител Техред М.М Совлукентал