Устройство для измерения количества вещества в емкости Советский патент 1992 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения количества (объема, массы) вещества при его произвольном распределении внутри емкости. Оно может быть также применено для измерения объема полости произвольной конфигурации.

Известно устройство для измерения количества вещества в емкости, содержащее значительное число (несколько тысяч) источников гамма-излучения, размещенных на поверхности емкости, и такое же число соответствующих им приемников этого излучения. Это устройство имеет сложную конструкцию, его применение сопряжено с проведением большого объема вычислительных операций, а также принятия специальных мер по биологической защите от влияния радиации.

Известно также устройство для измерения количества вещества в металлической емкости, содержащее источник электромагнитных колебаний фиксированной частоты. Длина волны возбуждаемых в полости колебаний, соответствующая этой частоте, по

СП

с

крайней мере на порядок меньше характерного размера этой полости. Устройство содержит также приемник колебаний и индикатор, а внутри полости - подвижный элемент, осуществляющий перемешивание энергии электромагнитного поля в емкости. Данное устройство имеет, однако, невысокую точность измерения при возможности образования в полости областей затенения, в которых энергия поля имеет иное значение, чем в остальных областях.

Целью изобретения является повышение точности измерения при произвольном размещении вещества в емкости произвольной конфигурации.

Устройство поясняется чертежом, где 1 - генератор фиксированной частоты; 2 коммутатор; За, 36, ЗвЗк - линии связи;

4а, 46, 4в4к - излучатели; 5 - металлическая емкость, 6 - контролируемое вещество, 7- приемная антенна, 8 -детектор, 9 - блок усреднения, 10 - индикатор.

В устройстве электромагнитные колебания с генератора фиксированной частоты 1 поступают через коммутатор 2 по линиям

о

О СО

ел

I4D

i

связи За, 36, Зв,..., Зк на соответствующие

излучатели 4а, 46, 4в4к для возбуждения

колебаний в металлической емкости 5, содержащей контролируемое вещество 6. Число к (не менее двух) выбирается с учетом обеспечения равномерности энергии электромагнитного поля внутри емкости. Достижению равномерности распределения энергии поля способствует выбор длины зондирующей волны значительное по крайней мере на порядок) меньшей характерного размера емкости. Коммутатор 2 обеспечивает последовательный подвод всей выходной мощности генератора 1 к излучателям. После многократного переотражения электромагнитных волн внутри емкости от ее стенок при каждом подключенном излучателе электромагнитная энергия поступает в приемную рупорную антенну 7, а затем на детектор 8. Выходной сигнал детектора поступает в блок усреднения 9, в котором осуществляется усреднение поступающего сигнала за цикл измерения, состоящий в последовательном возбуждении колебаний в емкости

с помощью всех излучателей 4а, 46,4в4к.

С выхода блока усреднения 9 сигнал, несущий информацию об измеряемом количестве вещества, поступает на индикатор 10.

Устройство не имеет движущихся частей и не содержит каких-либо элементов

конструкции внутри емкости. Выбор мест расположения излучателей при произвольности формы емкости может быть произведен экспериментально, исходя из критерия обеспечения равномерности энергии электромагнитного поля по объему емкости. Формула изобретения Устройство для измерения количества вещества в емкости, содержащее генератор фиксированной частоты, излучатель и приемник колебаний, детектор и индикатор, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при произвольном размещении вещества в емкости произвольной конфигурации, в него введены коммутатор, блок усреднения и не менее чем один дополнительный излучатель колебаний, при этом все излучатели колебаний соединены с коммутатором, выход генератора фиксированной частоты соединен с входом

коммутатора, соответствующие выходы коммутатора соединены с входами соответствующих излучателей, а блок усреднения включен между детектором и индикатором.

Применение: область применения охватывает транспорт, а также космическую технику, когда в условиях пониженной и нулевой гравитации вещество занимает произвольное положение в емкости. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитные волны с длиной волны в свободном пространстве, на порядок меньшей характерного размера емкости, возбуждают путем последовательного изменения точек возбуждения (по меньшей мере двух точек). 1 ил.

4к

5