Резонансный уровнемер Советский патент 1975 года по МПК G01F23/284 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам контроля уровня жидких и сыпучих сред, и может нати применение в химической, нефтяной и других отраслях промышленности,

Известно устройство контроля уровня, содержащее датчик, представлагющий собой длинную линию с распределенными параметрами, амплитудный детектор, генератор возбуждения, частота которого меняется с пюмощью частотного модуля гора, задающий генератор, частотный дискриминатор и вы ходное устройство.

Недостатком известного устройства является сложность измерительной схемы, включающей в себя большое количество элементов, от стабильности которых зависит точность измерения.

Для упрощения конструкции предлагаемый уровнемер снабжен запоминающим устройством и сигнум-реле, включенными последовательно между амплитудным детектором и модулятором.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого уровнемера; на фиг. 2 - гра

фические характеристики, поясняющие его работу.

Уровнемер содержит высокочастотный генератор 1 с частотным модулятором, сигнал которого подается на резонансный датчик уровня 2 с амплитудным детектором, запоминающее устройство 3, включенное между амплитудным детектором и ди4 ференциальным усилителем 4, выход которого соединен со счетным входом триггера 5, и модулирующее устройство 6, входы которого соединены с плечами триггера, а выходной сигнал в виде напряжения подается на частотный модулятор.

Датчик представляет собой отрезок длинной линии с распределенными параметрами, собственная частота которой меняется в зависимости от положения уровня.

Датчик возбуждается напряжением с генератора 1, частота которого изменяется под действием изменяющегося модулирующего напряжения, подаваемого с выхода . модулирующего устройства 6 на частот- ный модулятор генератора, выполненный на варикапах.

При попадании частоты 1генератора 1 в полосу частот возбуждаемого резонансного датчика 2 выходное напряжение датчика увели,чивается и достигает максимума при совпадении частоты генератора с резонансной частотой датчика. Причем огибающая этого напряжения, вьщеляемая амплитудным детектором, содержащимся в датчике повторяет форму резонансной кривой датчика {см. фиг. 2 б). К выходу дат чика подключено запоминающее устройство 3 с зарядной емкостью С , заряд которой

происходит через диод Д. При переходе частоты генератора за резонансную часто- |ту датчика заряд емкости С прекращается, так как выходное напряжение датчика оказывается меньше напряжения на емкости С , и диод Д запирается под действием возникающего обратного напряжения. Следовательно, на конденсаторе запоминается величина максимального выходного напряжения датчика. По мере удаления частоты генератора от резонансной частоты датчика величина запирающего напряжения на диоде Д увеличивается. Напряжение на диоде Д является выходным для запоминающего устройства и при достижении определенной величины вызьшает срабатывание сигнум-реле, подключенного к выходу запоминающего устройства и включающего в себя дифференциальный усилитель 4, триггер 5 и управляемых контактов К, которые замыкаются на короткий промежуток времени при срабаты- вании V сигнум-реле и сбрасывают напряжение на емкости С . Дифференциальный

усилитель усиливает выходное напряжение запоминающего устройства подает его

на счетный вход триггера 5.

При достижении выходным напряжением усилителя 4 уровня срабатывания триггера 5 триггер опрокидывается и произво|Дит;--реверс направления модуляции часто1ты высокочастотного генератора, которая опять приближается к резонансной частоте датчика. При равенстве частоты генератора резонансной частоте датчика вновь происходит запоминание максимального напряжения датчика.

При дальнейшем изменении частоты происходит запирание диода Д и при достижении определенной величины запирающ&го напряжения опять происходит срабатывание сигнум-реле и реверс направления модуляции. В результате в схеме уровно-t мера устанавливаются автоколебания, при которых шстота высокочастотного генератора изменяется да небольшую величину Д г (см. фиг. 2 а) вокруг значения резонансной частоты датчика.

Измерение уровня контролируемой среды сводится к измерению частоты высокочастотного генератора. ,

Один из вариантов выполнения модулирующего устройства 6 изображен на фиг. 1

Модулирующее устройство имеет два входа, подключаемые к разным плечам триггера 5.

В зависимости от состояния триггера положительное напряжение подается на вход X или на вход /j . При подаче положительного напряжения на вход I транзисторы Т и Т модулирующего устройств

ва насьЕцены и емкость С разряжается через транзистор Т . Транзистор Т в эт

время заперт. При подаче положительного напряжения на вход Г| транзистор Т насьЕцен, а транзистор Т и Т заперты, следовательно, емкость С заряжается че-

рез транзистор Т.. от источника постоянного напряжения Е. При |настуш1ениирежима автоколебаний в схеме уровнемера трипТер 5 периодически перебрасывается и напряжение на емкости С пульсирует в узких пределах (см. фиг. 2, в). Напряжение с емкости С подается на частотный модулятор генератора для управления, его частотой.

Предмет изобретения

Резонансный уровнемер, содержащий резонансный датчик уровня с амплитудным детектором, генератор возбуждения и модулятор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен запоминающимся устройством ,и сигнум-реле, включенными последовательно между амплитудным детектором и модулятором.

L. Вход I

Фиь.1

Фив.2 t