Уровнемер Советский патент 1985 года по МПК G01F23/284 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано ;щя контроля уровня жидкостей в емкостях. Целью изобретения является упроще ние конструкции уровнемера. В устройстве используется явление зависимости потерь на излучение со скрученного участка диэлектрического волновода, например, прямоугольного сечения от диэлектрической проницае1 0сти окружающей среды. На фиг. 1 изображена схема одного из вариантов устройства; на фиг. 2график зависимости коэффициентов затухания скрученного диэлектрического волновода в воздухе и в жидкости от скорости скручивания; на фиг. 3 - график зависимости разности козффициентов затухания в жидкости и возду хе скрученного диэлектрического волновода от шага скручивания; на фиг. 4 - графики зависимости тока СВЧ-днода от уровня контролируемой жццкости при различньпс шагах скручивания. Устройство состоит из 1еиератора микроволнового излучения 1, линии передачи ршформации 2 в виде диэлект рического волновода прямоугольного сечения, выполненного скруч-einjbLM на участке измерения 3, приемника излучения 4, каркаса 5. Измерительный гчасток 3 линии передачи информации помещен в резервуар с жидкостью 6. Аналогичная реализация возможна и на диэлектрическом волноводе оптического диапазона. Из фиг. 2 и 3 ввдно, что применять скорости или частоту скручивания больше ЮЧ рад/м нецелесообразно так как полезный сигнал при этом практически не возрастает, в то вре1-1Л к-ак потери на воздухе, как видно из Графика 1 на фиг. 2, увеличиваются практически линейно с увеличением шага скручивания. Таким образом. 452 наиболее целесо.образным является применять шаги скручивания, находящиеся в интервале, не превышающем 10|Г(рад/м). Устройство работает следующим образом. Б отсутствии жидкос- и потери на излучение со скрутки волновода обусловлены только потерями на воздухе. При этом затухание в волноводе постоянное и сигнал приемника 3 не изменится. При появлении жидкости и изменения ее уровня величина потерь изменяется,, что приводит к изменению величины излучения, прошедшего от генератора 1 к приемнику излучения 3 по волноводу 2. В одном из вариантов устройства в качестве линии передачи информации 2 применяется диэлектрический волновод из полиэтилена сечением 3 х 7 мм (отношение сторон 0,42). В качестве генератора излучения прш-1еняется СВЧгенератор, приемного устройства - детекторная секция с СВЧ-диодом ДК- В1. Длина измерительного канала 1 м, длина волны излучения 1 см. На фиг. 3 представлены графики зависимостей тока фотодиода от уровня жидкости m I F (га) (функция преобразования уровнемера) при различных скоростях скручивания. Цифрами 9, 10, 11, 12 обозначены зависимости соответственно при шагах скручивания 10; 4; 2; 1 (рад/м. Уровень жидкости в резервуаре меняет.ся от 9 до 0,9 м. Варьируя шагом скручивания, можно добиться необходимой для уровнемера характеристики. При необходимости можно добиться высокого разрешения, увеличивая шаг .скручивания, однако при этом происходит сужение динамического диапазона (график 1 на фиг. 4). При уменьшении шага скручивания уменьшается разрепшющая способность, но увеличивается динамический диапазон.

УРОВНЕМЕР, содержащий оптически согласованные через диэлектрический волновод с измерительным участком источник и приемник микроволнового излучения, закрепленные в каркасе, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, диэлектрический волновод выполнен с некругльм сечением, скрученным в измерительном участке, с шагом скрутки, не превышающим 10« рад/м. сл