Уровнемер

Уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкостей поплавковыми уровнемерами. Цель изобретения - увеличение диапазона измерений при одновременном уменьшении нелинейное ти градуировочной характеристики. При измерении уровня жидкости 2 вследствие соответствующего перемещения поплавков 9, 10 происходит перемещение отрезков труб II и 12, что приводит к изменению расстояния между концами 16 и 17 спиралей 5,6 и отрезками труб 11 и 12. Соответственно изменяется и значение резонансной частоты , служащей информативным параметром чувствительного элемента. Съем измерительной информации производится с помощью электронной схемы автогенераторного типа. 7 ил. «.п i (Л со со о ел о «Uf

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

09) (l l) (я) 4 (01 F 23/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Ega .;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,"-

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У, Q (21) 3849484/24-10 (22) 30.01.85 (46) 07.05.88. Бюл. 9 17 (71) Московский институт электронного машиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноиэыскательский институт трубного гидротранспорта (72) А. М. Амельянец, Ю. Н. Пчельников и М. А. Яворский (53) 681.128(088.8) (56) Викторов В. А., Лункин Б. В., Совлуков А. С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин.

M. Наука, 1978, с. 154, рис. 58 а.

Авторское свидетельство СССР

У 979851, кл. G 01 С 5/04, 1982. (54) УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к технике измерения уровня жидкостей поплавковыми уровнемерами. Цель изобретения— увеличение диапазона измерений при одновременном уменьшении нелинейнос" ти градуировочной характеристики.

При измерении уровня жидкости 2 вслед ствие соответствующего перемещения поплавков 9, 10 происходит перемещение отрезков труб 11 и !2, что приводит к изменению расстояния между концами 16 и 17 спиралей 5,6 и отрез" ками труб 11 и 12. Соответственно иэ" меняется и значение резонансной частоты, служащей информативным параметром чувствительного элемента. Съем измерительной информации производит" ся с помощью электронной схемы авто" генераторного типа. 7 ил.

1394050

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкостей преимуще ственно поплавковыми уровнемерами, Целью изобретения является увеличение диапазона измерений при одновременном уменьшении нелинейности градуировочной характеристики.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема уровнемера; на фиг, 2

10 и 3 — разрез А-А на фиг. 1, варианты;

55 на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; .на фиг. 5 и б — схемы вариантов расположения элементов уровнемера отно, сительно измеряемого уровня жидкости;

1 на фиг, 7 — электрическая схема в клю1, чения уровнемеря.

На фиг, 1 — 7 обозначены диэлек, трическа т труба 1, контролируемая среда 2, хомут 3, кронштейн 4, ци линдрическая спираль 5, цилиндричес1 ,,кая спираль 6 противоположной навив ки, диэлектрические покрытия 7 и 8, ! поплавки 9 и 10, отрезки 11 и 12 металлических труб наружной и внутрен, ней установки соответственно, разъем 13, контакты 14 и 15, отводы 16 и 17 верхних концов спиралей, заливка

I 18 компаундом, слой 19 радиопоглоща,ющего материала, резистор 20, нижние концы 21 и 22 спиралей 5 и 6, общий

: поплавок 23, широкополосный инверти1 рующий электронный усилитель 24-" симУ метричные высокочастотные кабели 25, и 26, электродинамический чувстви; тельный элемент 27, буферный усили-! тель 28 и периодомер 29.

Нижние концы цилиндрических спиралей опущены в сосуд до отметки нижнего контролируемого уровня жидкости

2. Отрезки металлических труб уста" навливаются концентрично диэлектрической трубе 1 и размещены на одном общем поплавке 23 или на двух отдельных поплавках 9 и 10. В нижней части трубы установлен поглотитель электромагнитнои волны, выполненный в виде слоя 19 радиопоглощающего материала, помещенного в зазор между спиралями

5 и б, или выполненный в виде резистора 20, включенного между концами

21 и 22 спиралей 5 и 6. Сопротивление резистора 20 выбирается приблизительно равным эквивалентному волновому сопротивлению спиралей 5 и 6 для поверхностной волны противофазного типа, Толщина стенок труб 1 не превышает шага намотки спиралей 5 и 6.

Толщина покрытий 7 и 8 равна одному— двум шагам намотки спиралей 5 и 6,.

Длина каждого из отрезков 11 и )2 труб равна половине длины намотки спиралей 5 и 6. Зазоры между стенками отрезков ll и 12 труб и покрытиями

7 и 8 не превышают одного — двух шагов намотки спиралей 5 и 6.

Электронная часть уровнемера — автогенераторного типа ° Чувствительный элемент 27 с помощью симметричных высокочастотных кабелей 25 и 26 включен между симметричным входом и выходом широкополосного инвертирующего электронного усилителя 24. Произведение коэффициента усиления усилителя 24 на коэффициент ослабления в элементе 27 и кабелях 25 и 26 выбирается превышающим единицу.

Уровнемер работает следующим образом.

Высокочастотная разность потенциалов, прикладываемая между контактами 14 и 15 разъема 13, возбуждает в спиралях 5 и 6 поверхностную электромагнитную волну противофазного типа, распространяющуюся по спиралям 5 и 6 и затем поглощаемую слоем 19 радиопоглощающего материала либо резистором 20.

При толщине стенок диэлектрической трубы 1, не превышающей шага намотки спиралей 5 и б, нулевая пространственная гармоника электрического поля поверхностной электромагнитной волны противофазного типа практически полностью сосредоточена в стенках диэлектрической трубы 1. Во внешней по отношению к стенкам трубы 1 области присутствуют лишь высшие пространственные гармоники, поле которых отходит от боковых стенок трубы l на расстояние, не превышающее шага на мотки спиралей 5 и 6, Поэтому покрытия 7 и 8, ширина которых равна одному — двум шагам намотки спиралей

5 и 6, исключают взаимодействие электрического поля волны со средой такой, как крнтролируемая жидкость

2, пеной и газовой средой над жидкостью 2, осадками и загрязнениями на покрытиях 7 и 8. Тем самым предотвращается влияние случайного изменения диэлектрических свойств среды на фаэовую скорость поверхностной волны, распространяющейся по спиралям 5 и б.

Магнитное поле поверхностной волны содержит нулевую пространственную

139405 гармонику во внешней по отношению к стенкам диэлектрической трубы 1 области пространства и выходит за пределы покрытий 7 и 8, индуцируя элек5 трические токи в выполненных из металла отрезках 11 и 12 труб. Индукция электрических токов в отрезках 1 1 и

12 приводит к уменьшению эквивалентного волнового сопротивления спиралей 5 и 6 в зоне нахождения отрезков

1 1 и 1 2 труб, Отраженная волна возвращается к разъему 13, частично отражается от него и вновь направляется зону otpe3KGB 1 1 H 1 2 В те электродинамический чувствительный элемент уровнемера образует волноводный резонатор с частотой основного резонанса

v/21, 20

Формула изобретения

30

Съем измерительной информации производится с помощью электронной схемы автогенераторного типа, Чувствительный элемент 27 включен между симметричным входом и выходом широко- 45 полосного инвертирующего усилителя

24. При условии выбора коэффициента усиления усилителя 24 и коэффициента ослабления в злемечтах 27 и кабелях

25 и 26 такими, что их произведение превышает единицу, система усилитель

24 — чувствительный элемент 27 самовозбуждается и генерирует электрический сигнал с частотой, близкой к частоте основного резонанса. Этот сигнал 55 с выхода усилителя 24 через буферный усилитель 28 поступает на вход периогде f - частота основного резонанса; ч — фазовая скорость поверхностной электромагнитной волны противофазного типа в спиралях 5 и 6; и - расстояние между отводами 16 и 17 спиралей 5 и 6 и отрезками 11 и 12 металлических труб.

При изменении уровня жидкости 2 вследствие соответствующего перемещения поплавков 9 и 10 происходит перемещение отрезков ll и 12 труб, что приводит к изменению расстояния

1. Соответственно изменяется и значение резонансной частоты, служащей информативным параметром чувствительного элемента.

О 4 домера, показания которого соответствуют периоду сигнала с частотой где Т вЂ” период сигнала с частотой f, При длине 1., превышающей два три шага намотки спиралей (внутренней или внешней) 5 и 6, фазовая скорость v поверхностной волны противофазного типа слабо зависит от частоты f и градуировочная характеристика

Т(1) уровномера близка к линейной.

Наилучшие результаты измерений достигаются при условии выбора длины отрезков 11 и 12 труб не менее четверти максимальной длины волны в спиралях или равной половине длины намотки спиралей 5 и 6, Уровнемер, содержащий поплавок с закрепленным на нем металлическим электродом и преобразователь, выполненный в виде подложки из диэлектрического материала, на поверхности которой нанесены металлические покрытия в форме спиралей со взаимно противоположным направлением намотки, начала спиралей электрически соединены с выходом генератора высокочастотных электромагнитных колебаний, а также измеритель информативного параметра, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона измерений при одновременном уменьшении нелинейности градуировочной характеристики, в него введен поглотитель электромагнитной волны, установленный на концах спиралей, подложка выполнена в виде вертикально установленной трубы, спирали на внутренней и внешней поверхностях подложки выполнены цилиндрическими с одинаковым по модулю углом подъема витков, начала и концы спиралей размещены на одинаковых отметках подложки соответственно, при этом начала спиралей электрически соединены с входом измерителя информативного параметра преобразователя, выполненного в виде измерителя периода колебаний на резонансной частоте противофазной поверхностной электромагнитной волны, а металлический электрод выполнен в виде отрезка трубы, концентричного подложке.

l394050

Составитель Е. Подымов

Редактор О. Юрковецкая Техред Л. Сердюкова Корректор С. Черни

Заказ 2209/37 Тираж 717 Подл ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г., ужгород, ул. Проектная, 4