1
Изобретение касается измерительной техники к может быть использовано для намерения .количества вещества при провзвольном положении его в емкости.
Известны устройства для измерения количества вещества в емкости, содержащие задающий генератор, источник и приемник акустических колебаний, к выходу которого подключены последовательио усилитель низкой частоты, детектор и фильтр l 2.
Недостатком этих устройств являет ся зависимость его показаний от физических свойств газовой и контролируемых сред, а также от поглои аюишх свойств материала стенок емкости, что вносит существенную погрешность в результаты измерения.
Цель изобретения - повышение точности измерения.
Это достигается тем, что в устройст во для измерения количества вещества в емкости дополнительно введены операционный усилитель, зашунтированный
образцовым сопротивлением, вход которого соединен с выходом задающего генератора через введенные магазины сопротивлений и- индуктивностей, вычитающее устройство, к одному входу которого подключен выход операционного усилителя, а к другому через детектор и фильтр - выход усилителя частоты, нуль-индикатор, подключенный своим входом к выходу вычитающего устройства, генератор широкополосного сигнала и модулятор. Выход генератора широкополосного сигнала через модулятор подключен к выходу излучателя акустических колебаний, а выход
5 задающего Генератора подключен также к управляющему входу модулятора.
На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения количества вещества в емкости.
0
Устройство работает следующим образом.
В процессе измерения на излучатель 1 поступает широкополосный сигнал звуковой частоты от генератора 2 широкополосного сигнала , промодулированный по амплитуде синусоидальным Hanpsraceнием от задающего генератора 3 при noMouuJ модулятора 4, Приемник 5 акустических колебаний преобразует звуковое давле1ше внутри ёмкости в электрический сигнал, который усиливается в усилителе 6 низкой частоты. Затем из него выделяется синусоидальная огибающая при помощи детектора 7 и фильтра 8. Одновременно сигнал от генератора 1 поступает на вход операционного усилителя 9, зашунтированного образцовым сопротивлением 10, с выхода которого и фильтра 8 он попадает на вход вычитающего устройства 11, которое может быть выполнено в виде дифференциального усилителя. Равновесие устройства осуществляется поочередной регулировкой магазинов индуктивности 12 и сопротивлений 13 для достижения .минимального сигнала на выходе вычитающегося устройства 11, который характери зуется нулевым показанием индикатора 1 При достижении рагвновесия значение индуктивности магазина 12 пропорционально свободному от контролируемого вещества объему ёмкости. Известно что реакции замкнутого объема на широкополосное акустическое воздействие и операционного усилителя, в; цепи прямо связи которого последовательно вшпочены магазины индуктивности 12 и сопротивлений 13, а в цепи обратной связи сопротивление 10, на импульсное электрическое воздействие описываются эквивалентными выражениями.
of.- 4-Wtj , „
и,.,« Ы 1-ехр(-|-1),
де - плотность звуковой энергии; р - мощность источника звукоанх
колебаний;,
С - скорость звука; S - внутренняя площадь емкости; d. - коэффициент поглощения внy ренией поверхности емкости; V - объем; t - время; выходное напряжение операцио ного усилителя;
Ubx - напряжение на его входе; R - значение сопротивления 10;
R значение
магазина сопротивлений 13; НИИ 13; U - значение мах аанна индуктивностей 12.
При подаче на вход операционного силителя синусоидального сигнала, напяжение на его выходе определяется ледующим образом:
ilSSr K t l
vn -l-Uь Ь /)
гдеу, амплитуда входного напряжения; СО - круговая частота. Исходя из эквивалентности передаточных функций замкнутого объема и операционного усилителя и учитывая оэффициент передачи приёмника акустических колебаний, усилителя, детектора и фильтра, напряжение на выходе фильтра равно
( гдеи&ц.г. напряжение на выходе фильтра; р, - амплитуда изменения мощности излучателя акустических колебаний;И - общий коэффициент передачи
микрофона, усилителя, детектора и фильтра. При нулевом показании индикатора С/ьу ибы)л..Тогда объем свободного пространства в емкое та равен - ..
1 - Рш К . )
ивыг-nvRi Следователшо, объем контролируемого вещества равен разности между общим объемом в объемом свободного пространства.
Данное устройство обладает высокой точностью измерения, за счет независимости его показаний от физических свойств газовой и контролируемой сред и Поглощающих свойств стенок емкости.
Формула взобретения
Устройство для намерения колнчесч ва вещества в eMKocTfE, содержащее задающий генератор, источник и приёмник акустических колебаний, к выходу которого подключены последовательно
уснлитель низкой частоты, детектор
и фильтр, отлн.чающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в вего введены операционный
усилитель, зашунтированный образцовым сопротивлением, вход которого соединен с выходом задающего генератора через введенные магазины сопротивлений и индуктивностей, вычитающее устройство, к одному входу которого подключен выход операционного усилителя, а к другому через детектор и фильтр выход усилителя 1ызкой частоты, нульиндикатор, подключенный своим входом к ВЫХОДУ вычитающего устройства, генератор широкополосного сигнала и модулятор, причем выход генератора широ«кополосного сигнала через модулятор, подключен к выходу излучателя акустических колебаний, а выход задающего генератора подклю ан также к управляющему входу модулятора.
Источники информации, принятые во внимание 1фи экспергаэе
1.Авторское свидетельство СССР № 507781, кл. G, 01 f 23/28, 1976.
2.Дрейзен И. Г, Электроакустика и звуковое вещание, М., Государственное издателызтво литературы по вопросам связи н радио, 1961.
Л
LT
