Частотный преобразователь уровня
Патент 857721
Авторы
Классы МПК
Частотный преобразователь уровня
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕИЬСТВУ
<„>857721 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 040979 (21) 2814506/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритвт—
Опубликовано 230881. Бюллетень N9 31
Дата опубликования описания 2308.8„. . (51)М. Ки
G F 23/28
ГосударатвеквыЯ квинтет
СССР оо делам взобветениЯ я откРмтяЯ (53) УДК 681. 128. 82 (088.8) В.А ° Резвицкий, Ю.К. Тараненко и В.Д. Шалынин. (72) Авторы изобретения (7Ф) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ УРОВНЯ гдв и
Яо
У>к
Ро г
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, химической, нефтехимической и других отраслях проьвваленности, где требуется измерение
5 уровня жидких сред, находящихся под .атмосферным давлением.
Известен частотный преобразователь уровня жидких сред, выполненный в виде сдвоенного камертона, основания которого сообщаются с основным сосудом. камертон снабжен электромагнитной системой возбуждения и съема колебаний (1).
Недостатком этого преобразователя является его низкая чувствительность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является частотный датчик уровня жидкости, содержа- ® щий резонатор, сообщающийся с основным сосудом и выполненный в виде нвупругой металлической трубки, закрепленной на упругом элементе, систему возбуждения и съема колебаний .:.и измеритель частоты (2).
Недостатком частотного датчика уровня является низкая чувствитель- ность, обусловленная малым относительным изменением массы резонатора. З() Цель изобретения †. повьааение чувствительности путем линеарнээции выходной характеристики.
Поставленная цель достигается тем, что в известном частотном преобразователе уровня, ° содержащем резонатор, выполненный в виде металлической трубки, закрепленной на упругом элементе и сообщающейся с основным сосудом, систему возбуждения и съема колебаний резонатора, усилитель и измеритель частоты в резонатор введены сферические массы, закрепленные на упругой нити,, один конец которой закреплен вне рвэонатора, а другой находящийся в резонаторе, свободен, причем количество сферических масс, приходящихся на единицу уровня, определяется по формуле
- количество сферических масс, - измеряеьщй уровень, — сечение резонатора, - плотность жидкости
- плотность сферических масс;
- радиус сферических масс, 857721
4/Ъ (Pñ Рж) Формула изобретения н )ьТ 1" 2,э,„,/ (о
„() Рж) Ðñ. Pw) где Н Ò
Ь,b
Т
max
Т г и где и
So ,Р к
Рс
8 - отношение амплитуды колебаний сферических масс к амплитуде колебаний жидкости, коэффициенты.
На чертеже представлена схема частотного преобразователя уровня.
ОсновноЯ сосуд 1 соединен трубопроводом 2 с резонатором, выполненным в виде неупругой металлической трубки 3, закрепленной на упругом элементе 4. На упругой нити 5, закрепленной одним концом в узле б крепления, укреплены сферические массы 7.
Частотный преобразователь уровня содержит также систему возбуждения и съема колебаний, состоящую из электро-!5 магнита 8 и адаптера 9, усилитель 10 и измеритель частоты 11..
Сферические массы выполняются из материала с плотностью, большей плотности контролируемой жидкости. Ди- gp аметр сферических масс выбирается с учетом приближения значения отношения амплитуды колебаний сферических масс к амплитуде колебаний жидкости, причем граничный размер сферических масс возрастает с уменьшением частоты резонатора. Для линеаризации выходной характеристики частотного преобразователя уровня сферические массы располагаются на нити согласно
Функции
35 где n — количество сферических масс, h — измеряемый уровень, Sa — сечение резонатора, плотность жидкости, плотность сферических масс, г — радиус сферических масс, 9 — отношение амплитуды колебаний сферических масс к амплитуде колебания жидкости, К„;Кт — коэффициенты. 45
Коэффициенты К„и К определяются в свою очередь по формулам
Н CT x dmin Т 1 8m х Ь ) жесткость упругой заделки трубки относительно оси колебаний, изменение периода колебаниЯ резонатора на единицу уровня, период колебаний резонатора при максимальном уровне h тих, период колебаний резонатора при MHHHMansHoM Уровне h ;„, 5
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Уровень контролируемой жидкости в основном сосуде 1 и в трубке 3 резонатора устанавливается одинаковым.
В результате воздействия системы возбуждения и съема колебаний трубка совершает изгибные колебания с частотой,зависящей от уровня контролиру- емой жидкости, причем сферические массы 7 увлекаются при колебаниях жидкостью и колеблятся вместе с ней, отставая от колебаний жидкости по фазе. Сферические массы 7 выполняются
I из материала, имеющего большую плотность, чем жидкость, и относитель ное изменение массы резойатора возрастает на величину так называемой приведенной массы сферических масс, а так как эта приведенная масса больше массы вытесняемой шариками жидкости, то чувствительность устройства повышается. Выбирая определенную функцию распределения сферических масс 7 вдоль упругой нити 5 можно линеаризовать характеристику преобразователя без изменения профиля трубки 3.
Изобретение позволяет, сохранив преимущества известного устройства, такие как относительная простота, точность, частотная форма выходного сигнала, добиться повышения чувствительности преобразователя, получив линейную характеристику.
Частотный преобразователь уровня, содержащий резoHатор, выполненный в виде металлической трубки, ьзакрепленной кз упругом элементе и сообщающейся с основным сосудом, систему возбуждения и съема колебаний резонатора, усилитель и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности путем линеаризации выходной характеристики, в резонаторы введены сферические массы, закрепленные на упругой нити, одино конец которой закреплен вне резонатора, а другой, находящийся в резонаторе, свободен, причем количество сферических масс, приходящихся на единицу уровня, определяется по формуле количество сферических масс, - измеряемый уровень, сечение резонатора, плотность жидкости, плотность сферических масс, радиус сферических масс, 857721
Составитель Л. Стогова
Техред С.Мигунова Корректор М, Шароши
Редактор Н. Пушненкова
Тираж 702 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7223/66
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
8 — отношение амплитуды колебаний сферических масс к амплитуде колебаний жидкости, К,К - коэфФициенты.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 648843, кл. G 01 Р 23/28, 1977.
2. Кудрявцев В.Ь. Прецизионные частотные преобразователи автоматизированных систем контроля и управления ° М., Энергия, 1974, с. 61 (прототип) .