Вибрационный уровнемер

Вибрационный уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

{ j1)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.01.79 (21) 2714813/18-10 (51) М Кл з 6 01 р 23/28 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11;80. Бюллетень М 41 у (53) УДК 681 128.82 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13.12.80 ао делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

1О. 1(. Тараненко

Днегропетровский химико-технологический институт 6 ;„ г,.,р / им. Ф. 3. Дзержинского (71) Заявитель (54) ВИБРАЦМОИБЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к технике измерения уровня жидких сред, находящихся под атмосферным давлением.

Известен датчик уровня, содержащий резонатор, вь.полненный в аиде сдвоенного трубчатого камертона, основания .которого сообщаются с основной емкостью, а камертон снабжен системой .возбуждения,и съема колебаний,на резонансной частоте, зависящей от уровня ж идкости,в его ветвях (1).

Однако вследствие температурных изменений,модуля упругости;и момента .инерции резонатора,при,изменениях температуры происходит уход .начальной частоты колебачий, что вносит существеную погрешность (по рядка 2%) iB измерен не. Другим недостатком датчика является существенно нелинейная характеристика преобразования уровня в частоту изгибных колебаний.

Наиболее близким к изобретению из известных Но конструкции устройств является частотный датчик уровня,,который содержит резонатор, выполненный .в виде неупругой дюралевой трубки, закрепленной на упругом овальном латунном элементе, через который труока сообщается с основной емкостью, трубка снабжена:системой возбуждения колебаний на резонансной частоте (2).

Недостатком известного датчика является погрешность измерения, характеризующаяся темпеРатурным, изменением конструктивных параметров колебательной системы. геометрических размеров трубки, жесткости упругой опоры. Эти изменения приводят к уходу начальной частоты колебаний и изменению чувствительности датчика. Другим недостатком известного датчика является то, что для обеспечения линейной шкалы при круглом сечении уровнемерной трубки ее диаметр должен выполняться в функции от высоты, что значительно усложняет технологию,изготовления трубки.

Цель|о,изобретения является .повышение точности измерения за счет компенсации

1б температурных параметров колебательной системы.

Это достигается тем, что в известном внбрацнонном уровнемере трубка резонатора выполнена эллиптической и снабжена возбуждения колебаний а двух плоскостях, проходящих через оси эллиптического сечения трубки, а уровнемер дополнительно снабжен смесителем частот и низкочастотным фильтром, причем выход системы возб ждения колебаний iB одной IIJIocкости подключен на один, вход смесителя частот, а выход системы .возбуждения колебаний в другой плоскости подключеч на второй вход смесителя частот, выход которого подключен .ко входу низкочастотного

777455 фильтра, а выход последнего подключен к измерителю частоты.

На фиг. 1 дана функциональная схема вибрац ионного уровнемера жидкости; на фиг. 2 — разрез А — А ф.иг,:1. 5

Устройство, включает,неупругую трубку

1 эллиптического сечения,из магнитной стали, упругий овальный латунный элемент 2, трубопровод 8, основную емкость 4.

Для возбужден ия колебаний трубки в плоскости XOZ предусмотрены электромаг.нитный или емкостной приемник колебаний

5, например высокоомный капсуль ТОН-2, усилитель положительной обратной связи б, например усилитель с АРУ по схеме с 15 двухсторонним а мплитудным ограничителем, электромагнитный ил и электростатический .возбудитель колебаний 7, например низкоомный капсуль. Указанные элементы включены,по автогенераторной схеме.

fI — — 2л Т)

Н, Юр

3 (2) 50 где У1 момент инерции уров немерной трубки относительно оси ОУ; ,момент, инерции уровнемерной 55 трубки с укрепленньгми,на ней деталями относительно оси ОУ; сечение трубии; плотность жидкости; уровень жидкостями в трубке, от- @ считанный от опоры; жесткость заделки при повороте относительно оси OY. о

Для,возоуждения .колебаний трубки:в плоскости YOZ предусмотрены аналогичные элементы: приемник колебаний 8, усилитель, положительной обратной связки 9., возбудитель колебаний 10. Выходы систем возбуждения подключены NO входам смесителя частот ll, выход которого подключен на вход низкочастотного фильтра;12, а выход

:последнего подключен к,измерителю частоты.

Вибранионный уравнемер жидкости работает следующим образом.

Из емкости 4 исследуемая ж идкость до уровня h заполняет трубку 1 через трубо- З5 провод 8 и упрупий элемент 2. Трубка 1 колеблется в плоскости XOZ c помощью приBMHHKB колебаний 5, сигнал с .которого IIOдается через усилитель б .на .возбудитель колебаний 7, в,результате чего замыкается 4о цепь селективной положительной обратной связи, и на выходе усилителя б напряжение колеблется с частотой /ь определяемой из соотношений:

Одновременно с этим трубка 1 колеблется в плоскости OYZ с помощью приемника 8, усилителя 9,и,возбудителя 10, .причем напряжение:на выходе усилителя 9 колеблется с частотой f>, определяемой нз соотношений: цз

Г2 1 02+ 0

3 где à — момент инерции уровнемерной трубки относительно оси ОХ;

Yp> — момент, инерции уровнемерной трубки с укрепленными,на ней деталями относительно оси OX;H2 — жесткость заделки при повороте трубки относительно оси ОХ.

С выходов усилителей б IH 9 напряжения, колеблющиеся с частотами fi и f подаются ,на смеситель 11, а низкочастотная составляющая, выделенная в фильтре 12, .равная

f2 — fi, измеряется частотомером, проградуированным в единицах измеряемого уровня линейно связанного с разностью частот л1 =12 — f).

Формула изобретения

Вибрационный уровнемер выполненный

s виде грубки, закрепленной на упругом элементе и сообщающейся с основной емкостью, систему возбуждения колебаний труб. ни и .измеритель частоты, о т л и ч а ю щ,и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет компенсации температурных параметров колебательной системы, трубка резонатора выполнена эллиптической и снабжена системами возбуждения

:колебаний в двух плоскостях, проходящих через оси эллиптического сечения трубки, а уровнемер дополнительно снабжен смесителем частот и низкочастотным фильтром,,причем выход системы возбуждения колебаний в одной плоскости подключен,на одик вход смесителя частот, а выход системы возбуждечия колебаний в другой,плоскости подключен на второй вход смесителя частот, выход которого подключен ко входу низкочастотного фильтра, а выход последнего подключен к измерителю частоты.

Источники информации, принятые во внимани е при экспер-пизе:

1, Авторское свидетельст1во СССР № 648843, кл. G 0,1 F 23 28, 1977.

2. Вовицкий П. В., Кнюринт В. Т., Гут:ников В. С. Цифровые приборы с частотными датчиками, М., Энерпия, 1970, с. 114 (прототип).

777455

Риг. 1

Фиг. Г

Составитель Т. Иноземцева

Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиновскаи Редактор Т. Клгокина

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1476/1479 Изд. № 546 Тираж 810 Подписное

:НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

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