Способ определения положения границы раздела двух сред

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСТВУ Соизз СоветскихСоциалистическихРеспублик) М. Кл.е 601 Р 23 киГосударственный комитет Соавта Министров СССР оо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 27.07.7 вторыобретен В, А. Викторов, А. И, Кияшев, Б. К. Полетаев, В. А. Рыбин,В. Я. Фатеев и В. А.Шаровинсиеггут проблем управления 71) Заявит СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГРАН РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД енн област имеет лируемои среды и огранич ую ь применения.Цель изобретения - повышение точности иэмере ния, устранение нелинейности зависимости измеряемо го временного параметра электрических колебаний от положения границы раздела контролируемых сред.Для этого по предлагаемому способу в качестве зондирующего сигнала используют электромаг. нитную волну, изменяют знак зондирующей волны на противоположный после каждого приема отраженной волны н измеряют длительность полу. периода полученных симметричных прямоугольных колебаний.На фиг. 1 приведены временнью диаграммы сигналов в чувствительном элементе при испольовании в качес фронта спектромпрепарата); навходе чувствител ного элеме обозна чени а чертежах иняты следуняци 1 - первая зондирующая эле (перепад напряжения положи тромагнитнательного энаволна, 3зондирующаанная после я волнака), 2 - пере отраженная электромагнитная ломленная волна, 4 - вторая отрицательного знака, посл приема Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для автоматического измерения положения границы раздела двух сред (в том .числе для измерения уровня жидких и сыпучих сред).Известен способ измерения уровня среды в сосуде, состоящий в посылке электрического импульса вдоль электромагнитной линии задержки, вертикально установленной в сосуде так, чтобы она частично была погружена в среду в сосуде (ука-занная среда вызывает изменение импеданса линии ниже уровня среды в сосуде), и приеме и виде. ленин отраженного импульса, появляющегося на верхнем конце линии задержки, вызванного отражением импульса, распространяющегося вниз по линии, благодаря изменению импенданса линии задержки ниже уровня в сосуде, а также посылке нового импульса вдоль линии задержки при каж. дом получении и вьщелении отраженного импульса,появляющегося на верхнем конце линии задержки, 2 и измерении частоты следования импульсов, которая является мерой уровня среды в сосуде 111.Этот способ характеризуется небольшой точ. постыл измерения, значительной нелинейностью зависимости выходного сигнала от уровня контро- я 5 тве зондирующего сигнала крутого агнитной волны электрического фиг, 2 - форма напряжения на3волны 2, 5 - вторая отраженная волна, 6 - втораяпереломленная волна, 7 - третья зондирующаяволна положительного знака, посланная послеприема волны 5.Необходимым условием получещя инфор.мации с положением границы раздела двуЪ Щед,является изменение волнового сопротивлениячувствительного элемента на границе раздела, т,е,различие электромагнитных параметров контро.лируемых сред.Пусть волновое сопротивление чувствительногоэлемента изменяется по закону, приведенному наверхнем графике фиг. 1, ВФ: где Ф, -волновое сопротивление первого участка, Юэволновое сопротивление второго участка. Электро. магнитную волну 1 положительного знака с крутымфронтом подают в момент времени т навходчувствительного элемента (со стороны участка,имеющего большее волновое сопротивление 9 Ч,).Прит )т)т входной участок линии начинаетозаряжаться, В момент т фронт волны 1 подходит кгранице. раздела двух сред и происходит перераспределение энергии волны, которое можнопредставить как расщепление зондирующей вол.ны 1 на отраженную 2 и преломленную 3,Так как В МЮ, коэффициент отраженияотрицателен и полярность отраженной волны 2противоположна зондирующей 1. Поэтому прит -т-т происходит частичный разряд входногоучастка линии. В момент т отраженная волна 2возвращается к входу, и в чувствительный элементпосылают новую зондирующую волну 4, уже отрицательного знака.При распространении этой волны линия ещебольше разряжается (1 ИИ ). В момент тэ часть3 2этой волны отражается от границы раздела с переменой знака и начинается частичный заряд входногоучастка линии Я И 1),В момент т,отраженная волна 5 возвращаетсяк входу, в чувствительный элемент посылают новую зондирующую волну положительной поляр.ности 7, .и -линия снова начинает заряжаться домаксимального уровня (1 й) . 4В интервале времени т т, 1 напряжение навходе линии равно максимальному значению, а при1 ) 1 т, - минимальному. Таким образом, навходе чувствительного элемента образуется после.довательность симметричных импульсов напряжения, по форме" близких- к прямоугольным=610а а + 2,прямо пропорциональны длине входного участкачувствительного элемента и используются в ка.честве меры положения границы разделения двухсред.1Формула изобретенияЯОСпособ определения положения границы раз.дела двух сред, при котором вдоль отрезка длинной линии, продольная ось которого пересекает границу раздела сред, посылают электрический эонди-рующий сигнал, принимают сигнал, отглаженный отнеоднородности, вызванной различием импедансов.частей указанного отрезка, заполненных контролируемыми средами, посылают очередной зонди.рующий сигнал после. каждого приема отраженного 8 О и измеряют временной параметр электрическихколебанйй, служащий мерой положения границы раздела контролируемых сред, о тл ича ющийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве зондирующего сигнала используют элект ромагнитную волну, изменяют знак зондирующейволны на противоположный после. каждого приема отраженной волны и измеряют длительность полупериода полученных симметричных прямоугольных колебаний.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1, Патент США Иф 3695107, кц, 73-290 от 11,08,72.45 Проектная,4 илиад ППП "Патент Тираж 44ИПИ Государственнопо делам нзо113035, Москва,го комитета Со бретений и от Ж - 35, Раушск