Устройство для измерения количества вещества в емкости

(51) М. Кл. С 01 Р 28/28 с присоединен 11 ец заявки-Государственный комитет Совета Мини;трав СССР ао де 1 аи иаооретений и открытий(4 э) Дата опубликования описания 2 О 5 6(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институтсельскохсзя 1 Ственного и специальногэ применения гражданской авиации(34) УРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ВЕК.1,ЕСТВА Б ЕМКОСТИ вещества в емкэст 11, .Остоящее из 20 Изоэоеение относится к измерительчой технике и предназначено для кэптрэля количества вещества при пээизвольнэм лэложени: е э в емкэси. Известно устройство для измерения коли генератора синхрэнизиру 1 ощих .1:,Нч;.ьсэв,гес .Отора пилообразного напря;: ения, генератэа качающеся "1 астоть., из,у чателя и 1 риемиика акуст 1 гческих кэ ебан 1 п"., усилителя 10 нзной ч,.стэты, синхровОто детектора, дифферегптирующей пепи преобразователя времен"эгэ интервала в напряжение, э расу ющими КЧНап ВЬ 1 ЕЛСНИЯ ОЕЗОН-СНЭЙ ЧаСтотЫ В Прэдэ,".ьиом направлении емкости вторпчногэ 15 ,1; ибэра и сточника питания,".днако оно применимо дл; контроля количества вещества только при стационарном егэ .1 эпэакении и не обеспечивае высокой точ 1;,си и помехоустойчивости измеренийпри сложной форме поверхности вещества и 1 роизвэльном егэ распол . внии в емкости (С УГЛаМИ ОтКОСЭВ, ВО ВЗВЕЩЕННЭМ СОСТОЯ- нии и др,) 11 не работоспособно пои измене чип ори=нтации е:лкэс ги расположении вещэства вдоль нее в связи с зависимостьючастоты свободных колебаний воздуха нетолько от занимаемого им объема, ио и от положения вещества в емкости,Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивость измерений при произвольно изменяющемся положении вещества в емкости, установленной, напоимер, на движущемся объекте, пэдвержечнэм вибра циям и ударным перегрузкам. Эта цель достигается тем, чтэ в устройство введен канал селекции резонансной частоты объема воздуха в поперечном направлении емкости, и взаимно коррелируемой с резонансной частотой воздуха в продольном направлении емкости, аналогичный основному каналу, состоящего из приемника акустических колебаний, усилителя низкой частоты, синхронногэ детектора, соединенного с генератором качающейся частоть". дифференцирующей цепи, преобразователя временного ийтервала в напряжение, соединенного с генератором синхронизируюших импульсов, при этом преобразователи временного интервала в напряжение обих каналовсоединены со втори .ым прибором :эрезсумматор, а между приемником акустических колебаний и усилителями низких частот обоих каналов включены поло"овые 5фильтры,На фиг. 1 изображена блок-схема устройства с одним каналом; на фиг, 2 - блоксхема с несколькими каналами селекции.Устройство содержит задающий генера Отор, состоящий из генератора синхронизирующих импульсов 1, генератора пилообразного напряжения 2, генератора качающейсячастоты 3, излучателя акустических колебаний 4, установленного на емкости 5 для бвеществ; канал селекции резонансных частотобъема воздуха в продольном направленииемкости (КС 1), состоягций из приемникаакустических колебаний 6, полосовог фильтра 7, усилителя низкой частоты 8, синхронного детектора 9, дифференцируюшей цепи10, преобразователя временного интервалав напряжение 1 1; канал селекции резонансных частот объема воздуха в поперечномнаправлении емкости (КС 1), состоящий изприемника акустических колебаний 6, полосового фильтра 12, усилителя низких частот 13, синхронного детектора 14, дифференцируюшей цепи 15, преобразователя временного интервала в напряжение 16; сумматор 17 и вторичный прибор 18. Приэтом синхронные детекторы 9 и 14 соединены с генератором качающейся частоты 3,а преобразователи временного интервала в3напряжение 11 и 16 соединены с генератором синхронизируюших импульсов 1.В задающем генераторе генератор синхронизиру ющих импульсов 1 формирует и вырабатывает короткие импульсы (с периодом повторе 40ния Т) и запускает генератор пилообразного напряжения 2, Одновременно импульсы подают на преобразователи 11 и 16.Линейно изменяющееся напряжение с генератора 2 подают на генератор качающейся45частоты 3. Поступающие с него электричеекие колебания качающейся частоты преобразуются излучателем 4 в акустическиеколебания качающейся частоты, которыераспространяются в свободном от контролируемогэ вещества простэанстве емкости 5.При этом при совпадении частот генерируемых и собственных колебаний воздуха, заполняющего свободный от контролируемоговещества объем емкости, возникает резонанс частот в продольном () и поперечном ( г ) направлениях емкости.попер.Эти резонансные частоты так взаимосвязаны, что при произвольном изменении положения вещества в емкости одна из них уменьшается, а другая - увеличивается.Возбуждаемые в емкости ак "тические колебания совместно с помехами улавливаются приемником акустических колебаний 6, установленным на входе каналов селекции где Чвещ, - объем, занимаемый веществом в емкости; объем емкости; емк,возд. измеряемый объем воздуха в емкости с веществом;коэффициент взаимной корреляции резонансных частот, для чего шкалуприбора тарируют в единицах объема. При измерении количества вещества в единицах веса его определяют в соответствии с формулой- ( Ч - Ч ),веш. емк. в,. зг.,КС 1 и Ковзаимно к ррелируемых резонансных частот в продольном и соответственно в поперечном направлениях емкости и преобразуются в электрическое напряжение. Полосовыми фильтрами 7 и 12 производят частотное разделение сигналов резонансных частот, Сигналы с усилителей низкой частоты 8 и 13 посгупают на из верительные входы синхроннх детекторов 9 и 14, на другие входы которых по каналам опорного напряжения с генератора 3 поступают колебания качающейся частоты, При совпадении поступающих измеряемых с налов пэ частоте и фазе с опорным напряжением на выходах синхронных детекторов 9 и 14 формируются элект рические импульсы, отфи,пьтрованные от помех, Эти импульсы ф"рмируются дифференцируюшими цепями 10 и 15 в короткие импульсы и направляются на измеритепьные входпреобразователей 1 1 и 16, на другие входы которых поступили .апускаюшие импульсы от генератора 1. В пр образователях 11 и 16 временные интервалы;т запуска колебаний ка;ающейся частоты до выделения дифференцированных импульсов преобразуются в электрические напряжения и подаются на сумматор 17, на выходе которого получают интегральный сигнал, пропорциональный объему воздуха в емкости. Этот сигнал измеряюг вторичным прибором 18 и определяют объем вещества в емкости в соответствии с функциональными зависивеш. емк, возд.Ч = (. г,К ),возд, пр, попер,где С - ве. вещества в емкости; Вещ- удельный вес вещества,а шкалу прибора тарируь:" в единицах веса,При этом для введения учета коэффициен 5гв пропорциональности в. вторичном приборе, являющемся в данном случае вычислителем, устанавливают, например, делителинапряжения.10Для улучшения селекции сигналов от помех приемники акустических колебаний применены направленного действия с избирательными частотными характеристиками, а между попосовыми фильтрами и узкополосными усилителями низкой частоты включают ограничители уровня сигнала в канале селекции резонансной частоты в продольном направлении емкости - по минимуму, в поперечном направлении - по максимуму - нормализатора гармоник, Последние исключают прохождение гармоник в смежные каналы при большом диапазоне изменения частот и взаимном их перекрытии вследствие различной добротности емкости как резонатора р в разных направлениях. Для повышения точности и помехоустойчивости измерения количества вещества при произвольном положении его в емкостисложной геометрической формы (см. фиг.2) в устройство введен ряд каналов селекции соответствующих числу взаимно коррелируемых спектральных составляющих, со 35 единенных со вторичным приборок черезсумматор,формула изобретения1. Устройство для измерения количества вещества в емкости, содержащее задающий генератор, состоящий из генератора синхрониэируюших импульсов, генератора пилообразного напряжения, генератора качающейся частоты и излучателя акустических колебаний, канала селекции резонансной частоты объема воздуха в продольном направлении емкости, состоящий из приемника акустических колебаний, усилителя низких частот, синхронного детектора, дифференцирующей цепи, преобразователя в 1менного интервала в напряжение, источник питания и вторичный прибор, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости измерения количества вещества при произвольном положении его в емкости, оно снабжено вторичным каналом селекции в поперечном направлении, аналогичном основному каналу при этом преобразователи временного интервала в напряжение обоих каналов соединены со вторичным прибором через сумматор, в приемники - с усилителями низкой частоты через полосовые фильтры.2. Устройство по и, 1, о т и и ч й ющ е е с я тем, что в него введено ряд каналов селекции, соответствующих числу взаимно коррелируемых составляющих резонансной частоты.507781 т 1 ятакто 11 в ов язв. и 1"одписи аказ 59ираде 864тета Совета Мииистров СС ий и открвтийушская наб., 4 ИИПИ "осуда веииого ком.,ам изобрете . а, 113035, Р по М наи, 4 Р ент , жгорору" Филь, .; 1 ПП " оставител в И,фомичевд ХаРанвнио Корр кторЛ Котова