Система измерения уровня с резонансным датчиком

Система измерения уровня с резонансным датчиком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в криогенной, нефтехимической и других отраслях промышленности для измерения уровня жидких сред. Целью изобретения является уменьшение погрешности и времени измерения. Система измерения уровня получает сигналы с многосекционного датчика 1, которые через коммутатор 4 поступают последовательно на блок 5 выделения резонанса. Управляемый генератор 7 частоты под воздействием сигналов с реверсивного счетчика 6 осуществляет девиацию частоты по треугольному закону. Значения частот от отдельных секций датчика преобразуются преобразователем частота-код 9 и поступают на вход вычислителя 10, на который также поступает код с блока выделения сигнала, несущий информацию об истинности полезного сигнала. Для обеспечения возможности измерения малых уровней в состав системы введен блок 3 памяти. Система позволяет сократить погрешность измерения за счет преобразования частоты в код за целое число переходов ее модуляции и исключения влияния на результат измерения помеховых сигналов и время измерения за счет быстрого определения резонанса опрашиваемой секции. 4 ил.

ЩЮ3 СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (st)s G 01 F 23/28

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0с 4

Од

00 (л

О (21) 4413209/10 (22) 21.04.88 (46) 30.08.91, Бюл. М 32 (71) Рязанский радиотехнический инс гитут и

Рязанский завод "Теплоприбор" (72) Н.И.Иопа, В.Н,Локтюхин. А.H.Tåðåõèí, Г.А.Игнатьев, А,И.Кияшев и П,Н.Попов (53) 681, 128.083,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1008621, кл. G 01 F 23/28. 1981.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 830130, кл. G 01 F 23/28, 1980, (54) СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ С РЕЗОНАНСНЫМ ДАТЧИКОМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в криогенной, нефтехимической и других отраслях промышленности для измерения уровня жидких сред. Целью изобретения является уменьшение погрешности и времени измерения. Система измерения уровня пол. И.„„1673860 А1 учает сигналы с многосекционного датчика

1, которые через коммутатор 4 поступают последовательно на блок 5 выделения резонанса. Управляемый генератор 7 частоты под воздействием сигналов с реверсивного счетчика 6 осуществляет девиацию частоты по треугольному закону. Значения частот от отдельных секций датчика преобразуются преобразователем 9 частота-код и поступают на вход вычислителя 10, на который также поступает код с блока выделения сигнала, несущий информацию об истинности полезного сигнала. Для обеспечения воэможности измерения малых уровней в состав системы введен блока 3 памяти. Система позволяет сократить погрешность измерения за счет преобразования частоты в код эа целое число переходов ее модуляции и исключения влияния на результат измерения помеховых сигналов и время измерения за счет быстрого определения резонанса опрашиваемой секции. 4 ил.

1673860

Изобретение относится к измерительной технике и мажет быть использована в криогенной, нефтехимической и других отраслях Ilðîìûøëåííocòè для измерения уровня жидких сред, Цель изобретения — уменьшение погрешности и времени измерения, Нэ фиг,1 приведена структурная схема датчиком; нв фиг.2 — графики сигналов частот; нв фиг.3 — блок выделения резонанса, нв фиг.4 — блок выделения сигналов.

Схема содержит многосекционный датчик 1, корректирующий контур 2, блок 3 памяти корректирующего контура, коммутатор 4, блок 5 выделения резонанса, реверсивный счетчик б, управляемый генеpamp 7 частоты, блок 8 выделения сигналов, 15 преобразователь частота-код 9, вычисли20 тель 10.

Устройство работает следующим образом.

Вычислитель 10 опрашивает корректирующий контур 2 и секции датчика 1 путем

25 выдачи кода Naj управления коммутирующим устройством 4. При этом определение резонансной частоты опрашиваемой J-ой секции, представляющей собой отрезок

)длинной линии, осуществляется следующим образом: перед первым опросом J-ой секции вычислитель 10 приводит в исходное состояние блок 5 выделения резонанса, а в счетчик 5 загружается начальный код управления Иман с генератора 7, соответствую35 щий частоте Гмин (фиг.2), Под воздействием импульсов п+ с выхода блока 5 выделения резонанса этот код изменяется, обеспечи. вая в общем случае девиацию частоты на выходе генератора 7 от F мин до Емеле. Ам40 литуда сигналов частот возбуждения F и Fa с выхода J-ой секции сравниваются в блоке 4 выделения резонанса 4 и при выявлении резонанса этот блок переходит в режим слежения. В результате дальнейшего инкре45 мента содержимого реверсивного счетчика

6 импульсами п+ частота FJ уходит от значения F))j Рщ резонансной частоты секции.

При выявлении этой ситуации блок 5 выделения реэонансв переключается в режим

50 формирования импульсов n-. обеспечивая приближение частоты Р1 к значению Рщ, Последовательное переключение блока 5 выделения резонанса иэ режима формирования импульсов и+ в п- и обратно 55 приводит к модуляции частоты Fj нв выходе генератора 7 по треугольному закону.

Блок 5 выделения резонанса может быть построен в соответствии со структурой, приведенной на фиг.3, В его состав системы измерения уровня с резонансным,10 входят; амплитудный детектор 11, блок 12 задержки, компаратор 13, генератор 14 опорной частоты, схемы И 15 и 16. Блок 5 выделения резонанса работает следующим образом, Сигнал частоты F>J с выхода J-ой секции датчика поступает на вход детектора 11. Амплитуда огибающей сигнала с выхода детектора 11 сравнивается на компараторе 13 с амплитудой эадерж;.нного сигнала.В зависимости от результата сравнения компаратор 13 формирует из сигнала опорной частоты Fp, снимаемого с выхода генератора 14, либо последовательность п+, либо— и-, Сигнал частоты рыскания Fp (фиг.2), несущий информацию о периоде модуляции частоты, на выходе генератора 7 снимается с одного иэ выходов компаратора 13, Сигнал частоты FJ поступает на вход преобразователя 9, устанавливаемого в исходное состояние сигналаа, (фиг,1) и преобразуется там в код Nj за целое число периодов частоты рыскания Fp, Nj =F) — )

К (1)

Р 7 где К вЂ” целое число периодов рыскания.

Значения N перегружаются из преобразователя частота-код 9 в вычислитель 10 и запоминаются. При последующем опросе

J-ой секции в счетчик 6 по сигналу q> из вычислителя загружается код Npc = Nj - Л N, соответствующий значению частоты FaJ на выходе генератора 7. В результате этих действий время выхода на резонанс при последующих опросах J-ой секции сокращаетса (фиг,1) до величины

ЛTJ = T

Величина периода рыскания

Tp = — во время выполнения операции (1)

Fp оценивается в блоке 8 выделения сигналов.

Если Тр > Трдод, где Тр доп, — допустимое значение периода рыскания, то на выходе блока 8 формируется сигнал IR, осведомляющий вычислитель 10 о потере резонансной частоты (FaJ P Ещ) и необходимости организации нового цикла преобразования частоты F) в код N), Блок выделения сигналов (фиг.4) содержит триггеры 17 и 18, регистр 19, схему И 20, счетчик 21. Работает этот блок следующим образом, Код Np, пропорциональный длительности Тр, по сигналу qs загружается в регистр

19, По этому сигналу также устанавливается в единицу триггер 17. С приходом первого импульса частоты Fp код Np из регистра 19 переписывается в счетчик 21, а триггер 18 устанавливается в единицу, разрешая про1673860 хождение импульсов опорной частоты F< на вычитающий вход счетчика 21. Если в течение периода Тр частоты Ря код в счетчик 2 1 списан не будет, то с приходом следующего импульса частоты Fp код Кр перегружается, В случае потери экстремума резонансной кривой датчика величина периода Тр становится больше Тр д, при этом на выходе реверсивного счетчика 5 формируется сигнал заема IR, осведомляющий вы ислитель

10 о появлении на входе преобразователя частота-код 9 помехи.

В вычислителе 10 коды М1 перерабатываются с целью вычисления уровня

N„= > N н; . При этом реализуется компенсационная зависимость линеаризуемая путем вычисления NpiI.

Для обеспечения воэможности l .çìåðå ния малых уровней в сос гав системы введен блок 3 памяти. Оператор, на основе имеющихся у него данных, задает через 3Т0 г бло» код Иф», пропорциональный частите Ioлностью заполненного корректирующего»онтура 2. Код уровня в первой сек„ии вычисляется в два этапа, На первом этапе в результате переработки частот, последние снимаются с первой секции и блока 3 памяти, Если в результате анализа кода уровня в первой секции оказывается, что корректирующий контур залит полностью, то организуется второй этап вычисления N„1, когда в качестве частоты компенсационного канала используется частота F>o с выхода корректирующего контура 2, несущая достоверную информацию о свойствах измеряемой жидкости.

Система измерения уровня с резонансным датчиком позволяет сократить погрешность измерения благодаря преобразованию частоты в код за целое число периодов ее модуляции и исключению влияния на результат измерения помеховых сигналов, а также сократить время измерения в результате быстрого определения резонанса опрашиваемой секции.

Формула изобретения

5 Система измерения уровня с резонансным датчиком. содержащая многосекционный датчик уровня, корректирующий контур, коммутирующее устройство, подключенное входами к выходам многосек10 ционного датчика уровня и выходу корректирующего контура, и вычислитель, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения погрешности и времени измерения уровня, в него введены блок памяти

15 корректирующего контура, блок выделения резонанса, реверсивный счетчик, управляемый генератор частоты, блок выделения сигналов, преобразователь частота-код, выход которого соединен с вторым входом вычис20 лителя, первый вход которого соединен с блоком выделения сигналов, второй вход которого соединен с первым входом преобразователя частота-код и третьим выходом блока выделения резонанса, который пер25 вым и вторым выходами подключен к соответствующим входам реверсивного счетчика, соединенного через управляемый генератор частоты с многосекционным датчиком уровня и вторым входом преобразо30 вателя частота-код, третий вход которого соединен с четвертым выходом вычислителя. второй выход которого соединен с третьим входом реверсивного счетчика, а третий выход — с первым входом блока выделения

35 резонанса, второй вход которого подключен к выходу коммутатора, причем первый выход вычислителя подключен к первому входу блока выделения сигнала, а пятый выход вычислителя является информационным

40 выходом, при этом к третьему входу вычислителя подключен выход блока памяти корректирующего контура, 1613860

Составитель М, Абросимов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор А. Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2909 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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