Сигнализатор уровня заполнения жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01F23/26 

1

Изобретение относится к устройствам для сигнализации уровня заполнения различных резервуаров криогенной жидкостью, обладающей малой величиной диэлектрической проницаемости и может быть использовано для сигнализации уровня заполнения резервуара По заданной массе.

Цель изобретения - повьшение точности уровня заполнения резервуара криогенной жидкостью по массе.

На фиг. 1 приведена блок-схема сигнализатора уровня заполнения; на фиг. 2 - электрическая схе ма с детализацией отдельных блоков.

Сигнализатор уровня заполнения содержит автогенератор 1, блок 2 датчиков температуры криогенной жидкости, интегратор 3, функциональный преобразователь 4 и селективный приемник-частотомер 5. Автогенератор содержит колебательный контур 6, сое тоящий из ЬС-цепи 7, емкостного датчика 8 с положительным ТКЕ и терморезистора 9 с положительным ТКС, цепь фиксированного смещения 10, нелинейный элемент I1, элемент связи 12, цепь автосмещения 13, состоящую из цепи 14 включения варикапа, состоящей из катушки индуктивности ,15, конденсатора 16 и варикапа 17, емкостного датчика 18, емкостного датчика 19 с отрицательным ТКЕ, умножителя, емкости 20, терморезистора 2 с отрицательным ТКС и RC-цепи 22 и передающую антенну 23.

Цепь фиксированного смещения (фиг.2} состоит из резисторов 24 и 25. Умножитель емкости 20 состоит из операционного усилителя 26 и резисторов 27 и 28.

Селективнъш приемник-частотомер, содержит приемную антенну 29, узкополосный фильтр 30, усилитель 31, фильтр низких частот 32 и регистратор 33.,

Датчики температуры криогенной жидкости (блок 2) устанавливаются внутри резервуара через равные интервалы по высоте. Датчики 8, 9, 18, 19 и 21 устанавливаются в резервуаре на необходимом для контроля уровне заполнения и подключены к колебательному контуру и к цепи автосмещения автогенератора. Параллельно соединенные емкостные датчики 18 и 19 с отрицательным ТКЕ .включены между общей шиной устрой90079 . 2

ства и входом умножителя емкости 20, выход которогр подключен к RC-цепи 22. Передающая антенна через конденсатор подключена к коллектору с транзистора автогенератора.

Сигнализатор уровня заполнения криогенной жидкости работает следующим образом.

JQ До заполнения ближней зоны емкостного датчика 8 с положительным ТКЕ, терморезистора 9 с положительным ТКС, емкостных датчиков 18 и 19 с отрицательным ТКЕ и термореf5 зистора 21 с отрицательным ТКС автогенератор 1, работающий в режиме непрерывных колебаний, настраивается таким образом, чтобы его рабочая точка находилась на квазилинейном

20 участке статической характеристики в области больших значений эквива- лентного сопротивления R. При этом постоянная времени с колебатель но- го контура 6 значительно больше пос25 тоянной времени цепи автосмещения 13, т.е. € С , что обеспечивает режим непрерывной генерации. . Появление в зоне датчиков автогенератора 1 криогенной жидкости, сред30 няя температура которой соответствует заданному уровню заполнения по массе,приводит к уменьшению емкости датчика 8 с положительным ТКЕ и к уменьшению сопротивления термоJ5 резистора 9 с положительным ТКС, что приводит к уменьшению постоянной времени €,( колебательного контура. Одновременно увеличение.емкости датчика 18 при заполнении зоны его элек40 тромагнитного поля криогенной жидкостью, обладающей диэлектрическими свойствами, а также увеличение емкости датчика 19 с отрицательным ТКЕ и увеличение сопротивления тер45 морезистора 21 с отрицательным ТКС, а также умножение емкости датчиков 18 и 19 с помощью умножителя емкости 20 (умножитель емкости на операционном усилителе 284 УД1А имеет

50 величину линейного умножения порядка 25) приводит к резкому и значительному увеличению постоянной времени 6 цепи автосмещения. Поэтому во время заполнения уровня криоген55 ной жидкостью постоянная времени цепи автосмещения становится значительно больше постоянной времени € колебательного контура ( с ), и автогенератор резко переходит в

3 .

режим прерывистой генерации. На селективный приемник-частотомер 5 через антенны 23 и 29 поступают импульсы прерывистой генерации, которые после узкополосного фильтра 30, усилителя 31 и фильтра низкой частоты 32 подаются на регистратор 33, сигнализирующий момент заполнения уровня жидкости.

Если температура криогенной жидкости вьше, чем соответствующая заданному уровню по массе, то сигнал на выходе интегратора 3 увеличивается и через функциЬнальньй преобразователь 4 воздействует на вари- . кап 17 таким образом, чтобы уменьшить емкость на входе умножителя емкости 20. Это препятствует увели- чению постоянной времени цепи авто- смещения Cj, и задерживает момент перехода автогенератора в режим пре- рьшистой генерации .на некоторое время. Таким путем осуществляется коррекция уровня заполнения, который ближе соответствует уровню заполнения по массе.

Если температура криогенной жидкости ниже, чем соответствующая уровню заполнения по массе, то сигнал на выходе интегратора 3 способствует ускорению перехода в режим прерывистой генерации, осуществляя коррекцию уровня заполнения.

Точность коррекции зависит от вида функционального преобразования, который уточняется экспериментально.

величина соотношения . зависит от термодатчиков 8, 9, 19 и 21, а также от сигнала изме90079

рителя средней температуры криогенной жидкости 2 и 3, то частота прерывистой генерации позволяет оценить точность коррекции уровня заполне- 5 ння криогенной жидкости по массе. Этот параметр может быть взят в качестве основного для точной настройки сигнализатора уровня заполнения криогенной жидкости по массе при W заранее заданных свойствах криогенной жидкости.

Формула изобретения

Сигнализатор уровня заполнения жидкости, содержащий автогенератор, состоящий из колебательного контура, в качестве элементов которого включены емкостный датчик и терморезистор, корректирующие элементы в виде цепей автосмещения, образованных двумя другими емкостными датчиками, умножитель и терморезистор, передающую антенну, селективный приемникчастотомерj состоящий из приемной антенны, узкополосного фильтра, усилителя , фильтра низкой частоты и регистратора, отлич.ающий- с я гтем, что, с целью уменьшения

погрешности при контроле криогенной ЛС1ВДКОСТИ, в него дополнительно введены блок датчиков температуры, интегратор, функциональный преобразователь и варикап, причем выходы блока датчиков температуры соединены

со входами интегратора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с катодом варикапа, а выход варикапа соединен с емкостным датчиком на.входе умножителя.

-J-1

29 I

30

Sb;

J7

(fjue.2

J

Изобретение относится к устройствам для сигнализации уровня заполнения различных резервуаров криоген ной.жидкостью (КЖ), обладающей малой величиной диэлектрической проницаемости. Цель изобретения повьшение точности уровня заполнения резервуара КЖ по массе. Во время заполнения уровня по массе КЖ автогенератор 1переходит в режим прерывистой rerte- рации. На селективный приемник-частотомер 5 через антенны 23 и 29 поступают импульсы прерывистой генерации, которые после фильтра 30, усилителя 31 и фильтра 32 низкой частоты подаются на регистратор 33., сигнализирующий о моменте заполнения резервуара жидкостью. При температуре криогенной жидкости ниже, чем соответствующая уровню заполнения по массе, сигнал на выходе интегратора 3 способствует ускорению перехода в режим прерывистой генерации, осуществляя коррекцию уровня записи, а при температуре вьше - осуществляется коррекция уровня заполнения, который будет ближе соответствовать уровню заполнения по массе. Точность .коррекции зависит также от вида функционального преобразования. 2ил. 1чЭ (:о срие.1

Редактор Т. Митейко

Составитель Г. Туманян

Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши

Подписное

Заказ 7888/35. Тираж 714

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, улГпроёктная Т

Подписное