Устройство сигнализации границы раздела нестационарных сред Советский патент 1987 года по МПК G01F23/284 

1

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и может быть использовано для индикации границы раздела нестационарных (динамических) сред с различной полной проводимостью, для определения электрофизических свойств материалов, например жидкостей или сьшучих грузов, перемещающихся в трубопроводах под высоким давлением, где возможно или неизбежно возникновение кавитационных каверн и неламинарных (флуктуирующих) потоков.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Полупроводниковый диод 1 размещенный в волноводном резонаторе 2, образованном отрезком волновода 3 и КЗ-поршнем 4 и нагруженном на границу раздела сред А - Б, через нагрузочный резистор 5 подключен к выходу дифференциального усилителя 6, к инвертирующему входу которого подключен вход I разделительного фильтра 7 , а к неинвертирующему входу под ключен источник 8 импульсного напряжения. Неинвертирующий вход дифферен циального усилителя 9 подключен к нагрузочному резистору 5, а инвертирующий вход - к резисторам 10 и 11 и неинвертирующему входу дифференциального усилителя 6. Вход II разделительного фильтра 7 подключен к выходу дифференциального усилителя 9. Выход разделительного фильтра 7 подключен к индикатору 12.

Устройство работает следующим образом. При подаче на диод I напряжения от источника 8 импульсного напря жения с частотой следования импульсов F и полупроводниковый диод возбуждается и в резонаторе 2 генерируется сигнал сверхвысокой частоты, который поступает на границу раздела сред или на изомерную среду с пространственными и временными флук- туациями отражающей поверхности, электрофизические параметры которой надо определить. В зависимости от по ложения гранишз или свойств среды, являющиеся для СВЧ генератора нагрузкой, на нагрузочном резисторе 5 выделяется последовательность импульсных сигналов соответствующей амплитуды, которая промодулирована

25

90080 2

по амплитуде с частотой модуляции Fj, равной частоте флуктуации отражающей поверхности. С нагрузочного резистора 5 сигнал подается на неинвертис рующий вход дифференциального усилителя 9. Для выделения этого сигнала на его инвертирующий вход подается последовательность синфазных импульсов от источника импульсного на10 пряжения, амплитуда которых регулируется резисторами 10 и 11 до уровня среднего значения в последовательности импульсов, снимаемой с резистора 5. Поэтому выходное напряжение

15 усилителя 9 лропорционально изменениям свойств границы раздела. Разделительный фильтр 7 разделяет сигнал на составляющую с частотой F , амплитуда которЬй обусловлена положением

20 границы раздела сред с различными электрофизическими характеристиками (полезный сигнал), которая поступает на индикатор, и составляющую с частотой FJ, обусловленную флуктуациями границы раздела (паразитная модуляция) , которая поступает на инвертирующий вход дифференциального усили- теля 6, усиливается и в противофа- зе поступает на полупроводниковый 30 диод 1, устраняет модуляцию проводимости диода Ганна, обусловленную временными и пространственньпчи флук- туацнями границы раздела сред или отражающей границы изомерной среды.

35 Поэтому на индикаторное устройство поступает информация об истинном положении границы раздела или о свойствах среды, что повьшает эксплуатационную надежность и расширяет функ-.

40 циональные возможности, так как позволяет производить контроль нестационарных сред, что не достигается с использованием известных устройств аналогичного назначения.

45

Ф ормула изобретения

Устройство сигнализации.границы раздела нестационарных сред, содер Q жащее сверхвысокочастотньш генератор, состоящий из СВЧ-резонатора с полупроводниковым диодом, подключенным к источнику импульсного напряжения питания, и индикатор, о т л и чающееся тем, что, с целью повьппения эксплуатационной надеж- .ности, оно дополнительно снабжено разделительным фильтром, двумя дифференциальными усилителями, двумя

регулирующими резисторами и нагрузочным резистором-, причем индикатор подключен к выходу разделительного фильтра, первьй вход которого подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к нагрузочному резистору, соединенному с полупроводниковым диодом, второй вход разделительного фильтра подключен к

Редактор Т. Митейко Заказ 7888/35

Техред Л.Олейник

Тираж 714 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

второму регулировочному резистору и выходу второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен.к полупроводниковому диоду, а инвертирующий вход через первый регулирующий резистор подключен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя, соединенному с источником импульсного напряжения .

Корректор М. Шароши Подписное

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и позволяет повысить эксплуатационную надежность. В зависимости от положения границь или свойств среды, на нагрузочном резисторе 5 выделяется последовательность импульсных сигналов соответствующей амплитуды, которая промодулирована с частотой модуляции, равной частоте флуктуации отражающей поверхности. Выходное напряжение усилителя 9 пропорционально изменениям свойств границы раздела. Фильтр 7 разделяет сигнал на две составляющие: .одну - с частотой, амплитуда которой обусловлена положением границы раздела сред с различными электрофизическими характеристиками, которая поступает на индикатор, и вторую - с частотой, обусловленной флуктуациями границы раздела, поступающую на вход усилителя бив противофазе на диод 1, она устраняет модуляцию, лученную за счет временных и пространственных флуктуации, границ раздела сред. На индикаторное устройство поступает информация об истинном положении границы раздела или о свойствах среды. 1 ил. § (Л t N9 00