РЕЗОНАНСНЫЙ УРОВНЕМЕР Советский патент 1969 года по МПК G01F23/284 

Изобретение относится к области измерения уровня жидких сред с помощью резонанснг т.х устройств.

Известные резонансные уровнемеры, содержащие частотно-модулированный генератор высокой частоты для возбуждения электромагнитных колебаний в датчнке, генератор пилообразного напряжения, запускаемый генератором запуска, опорный колебательный контур, погруженный в измеряемую среду, формирующее устройство, триггер, ключ и усилитель постоянного тока, не имеют автоматической непрерывной компенсации влияния изменения диэлектрической проницаемости среды на точность измерения.

В предложенном уровнемере такая компенсация достигнута благодаря тому, что он дополнительно снабжен опорным колебательным контуром, установленным над измеряемым уровнем и подключенным к выходу генератора высокой частоты, триггером, ключом, на который подается напряжение постоянного тока, и фильтром; выход дополнительного колебательного контура одновременно подключен ко входам основного и дополнительного триггеров, выход дополнительного триггера, подключенного к выходу формирующего устройства, подсоединен к дополнительному ключу, выход которого с одной стороны непосредственно, с другой стороны через фнльтр и осповной ключ соединен с усилителем постоянного тока.

На чертел е дана блок-схема резонансного уровнемера.

Уровнемер содержит датчик /, представляющий собой отрезок длинной , генератор 2 высокой частоты, генератор 3 пилообразного напряжения, генератор 4 запуска, формирующее устройство 5, опорный колебательный ко)1тур 6, установленный над измеряелшй средой, опорный колебательный контур 7, погруженный в пзмеряемую среду, триггеры 8 и 9, два ключа 10 и 11, фнльтр /2 и усилитель 13 постоянного тока для выдачи унифицированного выходного сигнала.

Уровнемер работает следующим образом.

Датчик / возбуждается от генератора 2, модулированного по частоте с помощью генератора 3, который запускается от генератора 4 запуска.

Передним фронтом импульсов с генератора 4 триггеры 8 и 9 приводятся в исходное состояние. В исходном состоянии ключи 10 и 11, уиравляемые соответственно триггерами 8 и 9, закрыты, и на вход усилителя 13 сигнал не поступает. го и заполненного измеряемой средой. На резонансную частоту порожнего датчика / настраивается колебательный контур 6. Контур 7 также настраивается на резонансную частоту порожнего датчика нри минимальном значении диэлектрической проницаемости среды и изменение его резонансной частоты пропорционально изменению диэлектрической проницаемости среды. При совпадении частоты генератора 2 с резонансными частотами колебательных контуров на выходе последних выделяются импульсы напряжения, соответствующие по форме их резонансным характеристикам. Импульс с контура 6 после детектирования и формирования поступает на триггеры S и Я опрокидывает их, и ключи 10 и 11 открываются, в результате с выхода ключа 10 па вход усилителя 13 и фильтра 12 начинает поступать постоянное стабилизированное напряжение, а с выхода ключа 11 на вход усилителя 13 поступает постоянное нанрял ение, равное выходному напряжению фильтра 12. Импульс с контура 7 после детектирования и формирования приводит триггер 9 в исходное состояние. В результате ключ // закрывается, и сигнал с его выхода на вход усилителя не поступает. Так как резонансная частота контура 7 изменяется пропорционально изменению диэлектрической проницаемости среды, то длительность импульса на выходе ключа 11 пропорциональна изменению диэлектрической проницаемости среды. При совпадении частоты генератора 2 с резонансной частотой датчика / на выходе последнего выделяется импульс напряжения, соответствующий его резонансной характеристике. После формирования в устройстве 5 импульс датчика / возвращает триггер 8 в исходное состояние, в результате чего ключ 10 закрывается, и напряжение перестает поступать на вход усилителя 13. Фильтр 12 предназначен для сглаживания выходных импульсов ключа 10, а так как их длительность пропорциональна измеряемому уровню, то и величина постоянного напряжения на выходе фильтра пропорциональна измеряемому уровню. Таким образом, амплитуда выходных импульсов ключа // пропорциональна измеряемому уровню, а их длительность - изменению диэлектрической проницаемости. Ключи 10 11 подключены ко входу усилителя, где происходит вычитание их выходных импульсов и последующее сглаживание. Следовательно, поправка, вводимая с целью компенсации погрешности от изменения диэлектрической проницаемости среды, пропорциональна изменению диэлектрической пронипаемости среды и измеряемому уровню. Пред мет изобретения Резонансный уровнемер, содержащий частотно-модулированный генератор высокой частоты для возбуждения электромагнитных колебаний в датчике, генератор пилообразного напряжения, запускаемый генератором запуска, опорный колебательный контур, погруженный в измеряемую среду, формирующее устройство, триггер, ключ и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно снабжен опорным колебательным контуром, установленным над измеряемым уровнем и подключенным к выходу генератора высокой частоты, триггером, ключом с подаваемым на него напряжением постоянного тока и фильтром; выход дополнительного колебательного контура одновременно подключен ко входам основного и дополнительного триггеров, выход дополнительного триггера, подключенного к выходу формирующего устройства, подсоединен к дополнительному ключу, выход которого с одной стороны непосредственно, а с другой стороны через фильтр и основной ключ соединен с усилителем постоянного тока.