Способ контроля уровня вещества Советский патент 1977 года по МПК G01F23/00 

1

Изобретение относится к технике контроля уровня сыпучих и жидких веществ в сосудах, а именно к определению уровня и управлению загрузкой и выгрузкой веществ из сосудов.

Известен снособ контроля уровня жидкости, заключаЮЩийся в том, что маятник совершает только вынужденные колебания вокруг точки подвеса, а контроль уровня ведется по изменению частоты замыкания (или размыкания) контактной пары, связанной с маятниКО.М, относительно частоты возбуждения привода маятника вне жидкости и при нахождении нижнего конца маятника в жидкости 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретеиию является способ контроля уровня вещества, заключающийся в том, что уровень контролируют по торможению маятника веществом 2.

Недостатком известных способов контроля уровня является то, что, совершая вынужденные колебания под действием привода, маятник образует в толще порошка пустоту, поэтому изменения параметров его колебаний будут практически незаметны, что в конечном итоге снижает надежность и точность контроля уровня.

Для повышения точности и надежности контроля уровня по предлагаемому способу положение уровня определяют по разности логарифмических декрементов затухания свободных затухающих колебаний маятника в газовой и контролируемой средах, для чего измеряют число колебаний маятника, амплитуда которых меньше амнлитуды первого

колебания маятника, вызванного внешним периодическим возбуждающим воздействием, но не более, чем в е раз, и сравнивают результат измерения с заданным числО|М свободных колебаний маятника, однозначно

определяющим декремент затухания в газовой среде, причем период возбуждающих возДействий выбирают больше условного периода свободных затухающих колебаний маятника в газовой среде в целое число раз.

Способ основан на том, что маятник приводят в колебания периодически таким образом, что в периоде возбуждающих импульсов он совершает собственные затухающие колебания. Так .как в это время маятник не соединен с приводом-возбудителем, то количество вещества, необходимого для торможения маятника в режиме собственных колебаний, нужно меньше, чем по известному способу, так как возвращающая сила маятника есть касательная составляющая силы тяжести.

Время затухания колебаний маятника зависит от трения в оси подвеса, которое можио свести к минимальной стабильной величине, практически не зависящей от осадков пыли,

грязи на оси, например, выполнить ось подвеса в виде растяжек. Тогда логарифмический декремент затухания колебаний маятника будет практически зависить от солротивления, которое оказывает .контролируемая среда на качающийся маятник. Измерение и сравнение логарифмических коэффициентов затухания колебаний маятника в газовой и контролируемой средах позволяет с высокой точностью определить наличие или отсутст1вие уровня вещества в данной точке даже для вещества с очень малой плотностью.

Поэтому для создания режима собственных затухающих колебаний период возбуждающих им1пульсов .необходимо выбрать большим, чем период собственных колебаний маятника, в целое число раз, чтобы обеспечить синхронное возбуждение колебаний маятника.

На чертеже представлено устройство, реализующее описываемый :Способ.

Маятник 1 укреплен -на растяжках 2 с возможностью колебаний в .плоскости чертежа. Привод 3 (например электромагнит) соединен с возбудител-ем 4, Приемник колебаний 5 соединен со схемой 6 измерения логарифмического дек-ремента затухания. Выход схемы установки (зада-ния) логарифмического декремента затухания в газовой среде 7 и выход схемы 6 соединены с входом схемы сравнения 8, выход которой соединен со входом устройства сигнализадии и управления 9.

Работает устройство следующим образом. При поступлении импульса с возбудителя 4 привод 3 приводит маятник 1 в режим собственных затухающих колебаний. Если эти колебания -существуют в газовой среде, т. е. выше уровня вещества, то сигналы со схемы измерения 6 и схемы установки 7 на входе схемы -сравнения 8 одинаковы и устройство сигнализации 9 не срабатывает. П-ри повышении уровня вещества и касании им нижнего конца маятника 1 затухание колебаний маятника в периоде возбуждающих импульсов наступает оыстрее, что отмечается схемой измерения 6 |как увеличение логарифмического декремента затухания. Схема сравнения 8, сравнивая установленный декремент для газовой среды

от схемы 7 и измеренный от схемы 6, выдает сигнал на устройство сигнализации и управления 9, которое срабатывает и включает соответствующий сигнальный или управляющий элемент.

Подобные измерения и сравнение логарифмических декрементов затухания проводят в каждом периоде возбуждающих колебаний.

Фо-рмула изобретения

Способ контроля уровня вещества, заключающийся в том, что уровень контролируют по торможению маятника (веществом, отличающийся тем, что, с целью повыщения

точности и надежности, положение уровня определяют по разности логариф-мических декрементов затухания -свободных затухающих колебаний маятника в газовой и контролируемой средах, для чего измеряют число колебаний маятника, а-мплитуда которых меньше амплитуды первого колебания маятника, вызванного, внешним периодическим возбуждающим воздействием, но не более, чем в е раз, и сравнивают результат измерения с заданным

числом свободных затухающих колебаний маятника, однозначно определяющим декремент атухания в газовой среде, причем период возбуждающих воздействий выбирают больше условного периода свободных затухающих коебаний маятника в газовой среде в целое число раз.

Источники информации, принятые во вниание при экспертизе

1.Патент США № 3747084, кл. 340-244, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 377640, л. G 01F 23/00, 1970 (прототип).