Инвариантный резонансный уровнемер

Союз Советских Социалистических Республик)М, Кле 601 Р 2 исоединением заявки-асударственный намитетСааета Министрав СССРпа делам изааретенийи аткрытий(43) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 04.013 53) УДК 681.128.82) Заявител Ордена Ленина институт проблем управления 4) ИНВАРИАНТНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМЕР Изобретение относится к области измерения уровня диэлектрических сред.Известны резонансные уровнемеры, содержащие частотно-модулированный генератор высокой частоты, датчик в виде отрезка однородной длинной линии, пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колебательный контур, погруженный в измеряемую среду, опорный колебательный контур, установленный над измеряемым уровнем и подключенный к выходу генератора высокой часто. ты, формирующее устройство, два тритгера, два ключа, фильтр и усилитель постоянного тока. Однако отмечается низкая точность измерения и сложность построения уровнемера.Известен также инвариантный двухканальный датчик резонансного уровнемера, содержащий два внешних цилиндрических электрода и два внутренних электрода, расположенных коаксиально внешним электродам и образующих два однородных отрезка длинной линии, при этом один внутренний электрод соединен снизу с внешним электродом и подключен разомкнутым концом через соединительные емкости ко вторичной аппаратуре, а другой внутренний электрод соединен непосредственно с короткозамкнутым удлиняющим кабелем и там же через соединительные емкости подключен ко вто. ричной аппаратуре. Однако этот датчик не обеспечивает полной инвариантности выходной характеристики датчика по отношению к изменению диэлектрической проницаемости измеряемой среду.В предлагаемом датчике уровнемер дополни. тельно снабжен вторым генератором электромагнитных колебаний с диапазоном частот, отличным от диапазона частот первого генератора, при этом конец отрезка длинной линии, к которому подключен первый генератор, через разделительную емкость подключен также ко второму генератору колебаний.На фиг. 1 схематически изображен инвариантный резонансный уровнемер: на фиг, 2 - кривые зависимости инвариантного преобразования частот 1 пЧ Н от уровня среды для двух значений диэлектрической приницаемости среды,Уровнемер состоит из чувствительного элемента 1 в виде отрезка длинной линии, двух генераторов электромагнитных колебаний 2 и Звторичной аппаратуры 4 и разделительных емкостей 5 - 8.Уровнемер работает следующим образом.Для измерения уровня чувствительный элемент частично помещают в среду. Подавая электромаг553472 лН 5173 ЕН г 12) 20 ни тные колебания от генераторов 2 и 3 через разделительные емкости 5 и 6 к чувствительному эле. менту 1, возбуждают в нем два собственных электромагнитных поля. Информация о резонансных частотах этих полей передается также через емкости 7, 8 к вторичной аппаратуре, где она преобразуется по определенному алгоритму. Пусть в линии возбуждается основная гармоника п = 1 и гармоника с номером п 2 = 9. Выходная характеристика датчика на основной гармонике с достаточной точностью может быть описана выраже - 12= 1+(Е - 1)1 Н - т - - 5 гпН).1 (М) о для п 2 = 9 выходная характеристика имеет вид9 -РЧ = = Г 1+(Е)Н 309 где Н - нормированное значение уровня 1 ИЕ /О,1/),причем Н = О соответствует пустому, а Н = 1 - заполненному датчику; 1, 1 д - собственные частоты датчика при значении уровня Н;1 о, Ход - собственные частоты пустого датчика; Я - диэлектрическая проницаемость контролируемой среды. Преобразуя уравнение (1), получим выражение для Е и представим его в уравнение (2) . Окончательно имеем 5 Преобразуя частотные характеристики по правилу (3), получим величину тЧ Н, однозначно связанную со значением Н.На фиг. 2 представлены выходные характеристики 1 пЧ Н для двух значений Е = 2,25 и 9,00 10 (кривые 9 и 10), Из графиков видно, что в указанном диапазоне изменения диэлектрической проницаемости контролируемой среды обеспечивается инвариантность к Я выходной характеристики с ошибкой не более +1,5%. формула изобретения Инвариантный резонансньгй уровнемер, содержаший датчик, выполненный в виде отрезка коак.сиальной однородной длинной линии, один конец которого коротко замкнут, а другой через раздели тельные емкости подключен к генератору электро.магнитных колебаний и вторичной аппаратуре, о т.ли чаю щий ся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, он дополнительно снабжен вторым генератором электромагнитных 30 колебаний с диапазоном частот, отличным от диана.зона частот первого генератора, при этом конец отрезка длинной линии, к которому подключен первый генератор, через разделительную емкость подключен также ко второму генератору колеба- ЗЬ ний.553472 1 н Составитель А АфонинТехред С. Беда Корректор И. Гоксич Редактор О.филиппова Заказ 185/38 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 907 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5