Уровнемер Советский патент 1980 года по МПК G01F23/18 

(54) УРОВНЕМЕР

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в горной, горнорудной, химической, нефтяной и других отраслях промышленности для измерения уровня жидких и сыпучих материалов.

Известен уровнемер для измерения уровня жидких и сыпучих материалов, содержащий лот или поплавок, «кинематически соединенный тросом с исполнительным механизмом следящей системы, обеспечивающей слежение за уровнем материала ггри его изменении 1.

Наиболее близким к изобретению является уровнемер для контроля и регулирования уровня сыпучих материалов, содержащий чувствительный элемент, электррпривод с лебедкой, взаимодействующий с ним тормоз и соединенный с электроприводом индикатор 2.

Однако этот уровнемер недостаточно надежен и точен.

Целью изобретения является иовыщение надежности и точности измерения контролируемого материала.

Поставленная цель достигается тем, что в уровнемер введены последовательно соединенные источник неременного тока, вентиль, пиковый детектор, компаратор и фазочувствнтельный усилитель, а также подключенный КО второму входу компаратора задатчик сигнала стабильной частоты, выход вентиля связан с чувствительнымэлементом, выполненным в виде СВЧ-резонатора, СВЧ-резонатор выполнен в виде четвертьволновой коаксиальной линии с целью, закрытой радиопрозрачным материалом, обращенной в сторону контролируемого материала.

10

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. представлена структурная Схема уровнемера; на фиг. 2 - СВЧ-резонатор.

Уровнемер содержит электропривод / с лебедкой, тормоз 2, чувствительный эле15мент 3, компаратор 4, задатчик 5 сигнала стабильной частоты, фазрчувствительный усилитель 6, индикатор 7, пиковый детектор 8, вентили 9, источник 10 переменного тока.

Чувствительный элемент - СВЧ-резонатор состоит из металлического экрана /У, СВЧ-вентиля 12, СВЧ-автогенератора (его активного элемента 13), элемента 14 связи, радиопрозрачной стенки 15, излу25чающего элемента 16, представляющего собой четвертьволновой отрезок длинной линии, заключенный в металлический экран 1 с вырезом, закрытым радиопрозрачной стенкой 15, и выполняющего функции приемной и лередающей антенны. Элемент J3 является активным элементом СВЧ-автогенератора, собранного но схеме емкостной трехточки. Вентили 9 представляют собой двухполупериодный вынрямитель. Источником неременного тока является нонижающий трансформатор. Пиковый детектор 8 состоит из транзистора и запоминающей емкости. Принцип действия уровнемера заключается в следующем. При возникновении СВЧ-колебаний в автогенераторе происходит излучение электромагнитной СВЧ-энергии из излучателя 16. Часть энергии электромагнитных колебаний постунает через элемент М связи на вентиль 12. Величина этой энергии онределяется соирртивлением излучения излучателя, которое зависит от расстояния между излучателем и измеряемым материалом. Величина сигнала, снимаемого с вентиля 12 чувствительного элемента, монотонно изменяется при монотонном изменении расстояния между чувствительным элементом 3 и измерительным материалом в пределах от О до 0,51, где А, - длина волны электромагнитных колебаний. При изменении уровня измеряемого материала, нанример, уменьшается расстояние между чувствительным элементом 3 и материалом, что приводит к изменению сопротивления излучения излучателя. Сигнал с вентиля 12 чувствительного элемента 3, поступающий на компаратор 4, уменьшается, и на выходе компаратора 4 появляется разностный сигнал, который через фазочувствитёльный усилитель 6 приводит в действие электропривод / с лебедкой, который перемещает (поднимает) чувствительный элемент 5 до тех пор, пока сигнал с детектора 12 не станет равным сигналу задатчика 5 сигнала стабильной частоты. При этом устанавливается задаваемое задатчиком 5 расстояние между чувствительньш элементом и измеряемым материалом. При уменьш ении уровня материала расстояние между чувствительным элементом 3 и материалом возрастает, выходной сигнал с элемента связи 14 также увеличивается, и на выходе компаратора 4 появляется сигнал, фаза которого отличается на 180° от сигнала фазы в случае увеличения уровня материала. Этот сигнал через .фазочувствительный уоЕЛ1итель 6 управляет электроприводом 1, который опускает чувствительный элемент 3 до тех пор, пока сигнал с вентиля 12 не станет равным сигналу задатчика 5. При дальнейшем измерении уровня материала процессы проявляются аналогично описанным выше. Тормоз 2 служит для предотвращения самопроизвольного опускания чувствительного элемента при отключенном электроприводе. Формула изобретения 1.Уровнемер, содержащий чувствительный элемент, электропривод с лебедкой, взаимодействующий с ним тормоз и соединенный с электроприводом индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения уровня контролируемого материала, в него введены последовательно соединенные источник переменного тока, вентиль, пиковый детектор, компаратор и фазочувствительный усилитель, а также подключенный ко второму входу компаратора задатчик сигнала стабильной частоты, выход вентиля связан с чувствительным элементом, выполненным в виде СВЧ-резонатора. 2.Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что СВЧ-резонатор выполнен в виде четвертьволновой коаксиальной линии с целью, закрытой радиопрозрачным материалом, обращенной в сторону контролируемого материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 353399, кл. G ОГ F 23/10, 1967, 2.Авторское свидетельство СССР № 201696, 1КЛ. G 01 F 23/24, 1966 (прототип).

, - , t

777450 ,«., #

. itf . -f «Яt .

«f

//

Фиг.г