Вибрационный уровнемер жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти приме нение для дистанционного измерения уровня жидкости. Наиболее близким к изсбретению по технической сущности и достигаемому результату является частотный датчик уровня, содержащий резонатор выполненный в виде неупругой трубки закрепленной на упругом основании и сообщающейся с основной емкостью, систему возбуждения и съема колебаний трубки в вертикальной плоскости усилитель и частотомер f1. Недостатками уровнемера являются низкая чувствительность и ограничен ная номенклатура контролируемых сред, обусловленная уменьшением чувствительности при низких плотнос тях жидкостей. Это подтверждает вид функции преобразования уровнемера:где момент инерции жидкости; момент инерции трубки с укрепленными на ней деталями;площадь отверстия уровнеме ной трубки; жесткость упругой заделки при повороте трубки в плос кости колебаний; уровень жидкости в трубке. Дифференцируя (1) по h, получаем 2 -S ,(2) .-.-2 dri Девиация периода Т(Ь) не превыЪает 3/5%, поэтому, как следует из (2), абсолютная чувствительность прямо пропорциональна плотности. Цель изобретения - повьшение чув ствительности уровнемера. Поставленная цель достигается те что в вибрационном уровнемере жидкости, содержащем резонатор в виде трубки, сообщающейся с основной емкостью, систему возбуждения и съема колебаний резонатора в вертикальной плоскости, усилитель и частотомер, резонатор установлен концентрично в также сообщающемся с основной емкостью цилиндрическом корпусе и закре лен в нем у основания, причем расстояние между наружной поверхностью резонатора и цилиндрическим корпусом не превышает удвоенной амплитуды колебаний резонатора. Такое выполнение чувствительного элемента позволяет повысить чувствительность за счет дополнительной присоединенной массы жидкости, образующейся в кольцевом зазоре между резонатором и корпусом. Для трубчатого резонатора эта присоединенная масса максимальна при расстоянии между резонатором и корпусом, не большем удвоенной амплитуды колебаний, и равна: , M -f-sMD -- ) , (3) где D , сЛ - наружный и внутренний диаметры резонатора, соответственно ; V( - контролируемый уровень. На фиг. 1 изображен вибрационный уровнемер жидкости, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит резонатор 1., укрепленный в корпусе 2 у основания 3, в котором выполнены четыре отверстия 4. Расстояние между резонатором 1 и корпусом 2 выбирается не больше, чем удвоенная амплитуда колебаний. Внутренняя полость 5 резонатора и полость 6 между наружной поверхностью резонатора и корпусом частично, до уровня li, заполнены жидкостью 7, которая поступает из основной емкости 8 по трубопроводу 9. На конце трубопровода установлен конический переходник 10. Для возбуждения автоколебаний резонатор снабжен приемником 11 колебаний, усилителем 12, возбудителем 13 колебаний, включенными по обычной схеме автогенератора. Для регистрации измеряемого уровня применен цифровой частотомер 14. Устройство работает следующим образом. Сигнал от приемника 11 колебаний поступает на усилитель 12 сигнала, выполненный по схеме с двухсторонним амплитудным ограничением. С выхода усилителя сигнал подается на возбудитель 13 колебаний, который восполняет потерн колебательной энергии резонатора 1. Частота автоколебаний резонатора 1 при соответствующем подборе фазочастотных характеристик приемника, усилителя и возбудителя близка к собственной час тоте резонатора 1 и определяется присоединенной к резонатору массой жидкости 3, которая максимальна при зазоре между резонатором и корпусом не большем, чем удвоенная амплитуда колебаний, и массой жидкости, находя щейся в pesoHaTojJe: .2 Частота колебаний однозначно связана сконтролируемым уровнем и регистрируется прибором 14. Градуировочную характеристику предложенного уровнемера легко получить, воспользовавшись соотношением (1): V / Гт I- /4.1 пI SflSti гдеЭ --момент инерции жидкости, находящейся внутри резонатораi момент инерции присо единенной массы жидкости;- площадь отверстия ре зонатора; ) - площадь трубки в сечеDQ - момент инерции трубки с у.к.р,епленными на ней деталями. читывая соотношения для J, и исп 4) получаем: T Hb; iiii: тг ифференцируя (5) по Ъ , получаем твительность уров«емера: л. dT№) .TjzlV ill (h)H равнение (2) и (6) показывает, чувствительность возрастает на чину . -Z Hw то позволяет использовать уровнена средах, имеющих относительно ую плотность.

ВИБРАЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР ЖИД КОСТИ, содержащий резонатор в виде трубки, сообщающейся с основной емкостью, систему возбуждения и съема колебаний резонатора в вертикальной плоскости, усилитель и частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, резонатор установлен концентрично в также сообщающемся с основной емкостью цилиндрическом корпусе и закреплен в нем у основания, причем расстояние между внешней поверхностью резонатора и цилиндрическим корпусом не превышает удвоенной амплитуды колебаний резонатора. -T42f