Резонансный уровнемер

(1 ц 649958 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з6 01 Г 23/2 соединением заяв Государственный комит СССР(45) Дата опубликования описания 28,02.7 53) УДК 681.128.083(54) РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМ т достаточлияния не- роницаемое Х(Н, е), Х(Н, е 1) величины, пропорциональные выходному сигналу 1-го канала двухканального датчика, при крайнихзначениях е и е 1 ди. Изобретение относится к области измерения уровня жидких сред с помощью резонансных устройств и может быть использовано в нефтехимической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.Известен резонансный уровнемер, содержащий первичный преобразователь, частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колебательный контур, корректирующий контур, формирующие устройства, два триггера, два ключа, суммирующее устройство, фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока, дополнитсльпый усилитель, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, выход - с входом одного из ключей, а выходы обоих ключей через сумматор и фильтр нижних частот соединены с входом усилитсля постоянного тока 1).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является резонансный уровнемер, содержащий датчик, частотно- модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колсбательный контур, корректирующий контур, три формирующих устройства, два триггера, два ключа, фильтр и усилитель постоянного тока, дополнительный ключ, суммирующее устройство, делительное устройство, вход которого соединен с выходом дополнительного ключа и выходом суммирующего устройства, а выход - с входом усилителя постоянного тока, причем вход дополнительного ключа подключен к выходу триггера, а входы суммирующего устройства подключены к выходам основных ключей и фильтра 23,10 Этот уровнемер не обеспсчиваеной точности измерения из-за впостоянства диэлектрической пстп контролируемой среды.Цель изобретения - повышение точностиизмерения уровня диэлектрических сред.Поставленная цель достигается тем, чтов резонансный уровнемер дополнительно введен функциональный усилитель с коэффициентом передачи, изменяющимся с изменением уровня контролируемой среды по законуХ(Н,.:,) )(Н-,) - Х(Н,:.,) )(Н,:.,)10 15 20 25 30 35 40 15 50 6065 апазона изменениядиэлектрической проницаемости контролируемой среды соответственно;У(Н, в), У(Н, в) - величины, пропорциональные выходномусигналу 2-го каналадвухканального датчика, при крайнихзначениях в и е диапазона изменениядиэлектрической проницаемости контролируемой среды, соответственно;К(Н) - величина коэффициента передачи функционального усилителя, изменяющаясяс изменением уровняконтролируемой среды;Н - текущее значениеуровня,вход которого соединен с выходом делительного устройства, а выход в с входомсуммирующего устройства.Уровнемер содержит двухканальный датчик, каналы 1 и 2 которого представляютсобой отрезки электрической длинной линии, равные по высоте, причем резонансныечастоты каналов пустого датчика равнымежду собой, частотно-модулированный генератор 3 высокой частоты, генератор 4 пилообразного напряжения, генератор 5 запуска, опорный контур б, формирующиеустройства 7, 8, 9, триггеры 10, 11, ключи12, 13, суммирующее устройство 14, функциональный усилитель 15 с переменным коэффициентом передачи, делительное устройство 16, усилитель 17 постоянного токадля выдачи унифицированного сигнала.Каналы 1, 2 двухканального датчика возбуждаются от генератора 3 высокой частоты, модулированного по частоте с помощьюгенератора 4 пилообразного напряжения,который запускается генератором 5 запуска.Опорный колебательный контур б настроен таким образом, что его резонансная частота равна резонансным частотам пустыхканалов 1, 2 двухканального датчика, Присовпадении частоты генератора 3 с резонансными частотами опорного колебательного контура 6 и каналов 1, 2 двухканального датчика на выходах последних выделяются видеоимпульсы, соответствующие поформе их амплитудно-частотным характеристикам. Видеоимпульсы после преобразования в соответствующих формирователях 7,8, 9 приобретают прямоугольную форму ипоступают на цепи управления триггерами10, 11. В результате этого на выходах триггеров выделяются прямоугольные импульсынапряжения, длительность которых пропорцпональна разнице между резонансными частотами опорного контура б и каналов 1, 2 двухканального датчика, причем длительность импульсов на выходе триггера 10 пропорциональна разнице между резонансными частотами опорного контура 6 и канала 1 двухканального датчика, а длительность импульсов на выходе триггера 11 пропорциональна разнице между резонансными частотами опорного контура б и канала 2. Разность же резонансных частот опорного контура 6 и каналов 1, 2 двухканального датчика определяется высотой измеряемого уровня среды, значением диэлектрической проницаемости среды и видом выходных (частотных) характеристик каналов 1, 2 двухканального датчика.Таким образом, выделяющиеся на выходе триггеров импульсы напряжения несут информацию об измеряемом уровне и значении диэлектрической проницаемости среды. Ключи 12, 13 выполняют функцию усилителей мощности этих импульсов и стабилизаторов их амплитуды; импульсы на выходах этих ключей полностью сохраняют информацию, заложенную в импульсах на выходах соответствующих триггеров 10, 11.В узлах 14, 15, 16 осуществляется функциональная обработка выходных импульсов ключей 12, 13, в результате чего достигается снижение погрешности измерения, обусловленной изменениями диэлектрической проницаемости, в десятки раз. Действительно, в суммирующем устройстве 14 происходит сложение выходных сигналов ключа 12 и функционально.о усилителя 15, коэффициент передачи которого зависит от выходного сигнала делительного устройства 16. Величина выходного сигнала делитель- ного устройства 16, в котором происходит деление выходных сигналов суммирующего устройства 14 и ключа 13,А(О) =="), (2)У (Н, я) - К(Н)где А (Н) - величина выходного сигнала делительного устройства, пропорциональная величине выходного сигнала уровнемера;Х(Н,в) - величина выходного сигналаключа 12, пропорциональная величине выходного сигнала 1-го канала двухканального датчика;У(Н, в) - величина выходного сигналаключа 13, пропорциональная величине выходного сигнала 2-го канала двухканального датчика;е - диэлектрическая проницаемостьконтролируемой среды.Закон изменения коэффициента передачи функционального усилителя с изменением уровня, определяемый равенством (1), находится из условия равенства значений вы 649958ходного сигнала уровнемера, определяемого выражением (2) при крайних значениях е, и е диапазона изменения диэлектрической проницаемости контролируемой среды.Изменяя коэффициент передачи функцио нального усилителя в соответствии с равенством (1), можно добиться инвариантности показаний уровнемера к крайним значениям в и в 1 диапазона изменения диэлектрической проницаемости и снижения погрешно сти, вызванной вариациями диэлектрической проницаемости внутри диапазона ее изменения в 1 - е, в десятки раз. Так, например, для диапазона диэлектрической проницаемости 1,2 - 1,6, охватывающем 15 криогенные жидкости, погрешность, обусловленная ее изменениями в пределах указанного диапазона, не превышает 0,5%, что в 90 раз меньше ее нескомпенсированного значения. 20Формула изобретени яРезонансный уровнемер, содержащий датчик, выполненный в виде двух отрезков 25 длинных линий, частотно-модулированный генератор высокой частоты, генератор пилообразного напряжения, генератор запуска, опорный колебательный контур, три формирующих устройства, два триггера, два клю- ЗО ча, суммирующее устройство, делительное устройство и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня диэлектрических сред, он снабжен функцио нальным усилителем с коэффициентом передачи, изменяющимся с изменением уровня контролируемой среды по законуХ(Н,-,) У(Н,) Х(Н) У(Н) 40 где К(Н) - величина коэффициента передачи функционального усилителя, изменяющаяся с изменением уровня контролируемой среды;Х(Н, е), Х(Н, е 1) - величины, пропорциональные выходному сигналу 1-го канала двухканального датчика, при крайних значениях е и в 1 диапазона изменения диэлектрической проницаемости контролируемой среды, соответственно;У(Н, е), У(Н, е,) - величины, пропорциональные выходному сигналу 2-го канала двухканального датчика, при крайних значениях ег и е 1 диапазона изменения диэлектрической проницаемости контролируемой среды, соответственно;Н - текущее значениеуровня,вход которого соединен с выходом дели- тельного устройства, а выход - с входом суммирующего устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 3 ЧЪ 463868, кл. 6 01 Г 23/28, 1975,2. Авторское свидетельство СССР М 411307, кл. 6 01 Г 23/28, 1974.649958 Составитель Т. Иноземцеваедактор Т. Рыбалова Техред Н. Строганова Корректор А. Степанов ипография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2717/9 Изд.161 НПО Государственного комитета СССР по 113035, Москва, )К, РаушТираж 8 б 5 Подписное елам изобретений и открытий ая наб., д, 4/5