Claims (2)
Дл достижени этой цели резонансный уровнемер снабжен рещаюшим устройством, умножителем частоты, включенным между датчиком и частотно-модулированным генератором высокой чистоты, логической схемой ИЛИ, входы которой соединены соответственно с выходом блока синхронизации и выходом генератора запуска, а выход-с одним из раздельных входов триггера, инвертором , вход которого св зан с выходом генератора запуска, логической cxeNfou И, входы которой соед1гаеЕ1ы с выходом блока синхронизащ1и и выходом инвертора, а выход - со счетным входом триггера, выход которого через две логические схек{ы И подключен к последовательно соединенным решающему устройству н усилителю постоан ного тока, причем второй вход одной из ло гических схем И св зан также с выходом генератора запуска, а вход другой - с вых дом инвертора. На фиг, 1 представлена блок-схема преД лагаемого уровнемера; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн5пощие его работу. Уровнемер содержит датчик 1, представ л ющий собой отрезок электрической длинно линии, частотно-модулированный генератор высокой 4астоты 2, умножитель частоты 3 генератор запуска 4, блок синхронизации 5 формирующее устройство 6, инвертор 7, ло гическую схему ИЛИ 8, логическую схему И 9, триггер 1О, логические схемы И 11 12, решак дее устройство 13, усилитель посто нного тока 14 дл выдачи унифициро ванного сигнала. Датчик 1 возбуждаетс на первой и одн из высших нечетных гармоник. Относительные выходные характеристики датчика 1, т зависимости его резонансных частот в отно сительных единицах от уровн контролируемой среды, на первой (-г) и высшей -гт ой/4- гармониках опись°ваютс соответст венновь ражени ми: (t-i)-cfJT r no Ni+(t-i)-4rt(H) гдерДН), 4(HJ - функции от величины уров .н , вид которых определ етс характером распределени электромагнитного пол по длине датчика 1 на первой и rt -ой гармониках соответственно; - диэлектрическа проницаемость KOHT ролируемой среды; Н - текущее значение уровн ; , ,f « текущие значени резонансных частот датчика 1 на первой и t -ой гармониках соответственно;. i|-,i - резонансные частоты пустого датчика на первой и tt -ой гармониках соот ветственно. причем «i гто 3, 5, 7 На фиг. 2 приведены относительные вы- i., ходные характеристики j и -j датчика 1, выполненного в виде отрезка одно родной длинной линии, короткозамкнутого на конце. Дл возбуждени датчика 1 на первой гармонике служит частотно-модулированный генератор высокой частоты 2, частота которого измен етс периодически, синхронно с частотой генератора запуска 4 и перекрывает резонансные частоты пустого и заполненного датчика на первой гармонике. Возбуждение датчика на и -ной гармонике осуществл етс выходным сигналом умножител частоты 3, частота которого в п раз больше частоты генератора 2 и перекрывает резонансные частоты пустого и заполненного датчика на г -ой гармонике. Относительные частотные характеристики генератора 2 т- j и умножител частоты приведень на фиг. 2, где ,у- текущие значени частот выходных сигналов генератора 2 и умножител .частоты 3 соответствешю. Блок синхронизации 5 предназначен дл фиксации нулевого уровн . Уровнемер работает следующим образом. Передним фронтом пр моугольных импульсов U,, генератора запуска 4, поступающих через логическую схему ИЛИ 8 на раздельный вход а триггера 10, последний переводитс в исходное положение, при котором на его выходе устанавливаетс нулевое напр жение (lf.j,.j 0). При равенстве частоты i генератора 2 и резонансной частоты -f. датчика, погруженного в измер емую среду, на первой гармонике, а также частоты f у умножител частоты 3 и резонансной частоты f датчика на ГТ -ной гармонике на выходе последнего выдел етс видеоимпульсы IT, , соответствующие по форме его амплитудно-частотным характеристикам на первой и п -ой . гармониках. ВидеЬимпульсы преобразуютс в формирующем устройстве 6 в узкие пр моуголытые импульсы Иф и поступают на раздельный вход с триггера 10. Импульс 1 из этой последовательности, соответствующий моменту равенства частот f у и f j. , перебрасывает триггер 10, в результате чего на его выходе скачкообразно по вл етс напр жениеБ р Up . Импульс 2 из этой последовательности,, соответствующий мо 1енту равенства частот f „- и f , , положение триггера не измен. еТ. Из совпадени относительных выходных арактеристик и -т датчика при нуле- 1( вом значении уровн следует, что моменты авенства частот , и f, . У Поэтому дл фиксации часдают во времени. гог датчика f HC, соответствующих нуле вому уровню во времени, можно использо вать равенство любой из них с частотой f „ или {у соответственно. В предлагаемом уро& немере дл . фиксации этого момента используютс выходные импульсы U блока синхро низации, по вл ющиес при равенстве частот &иходные импульсы 1Г -, блока синхрони- зации 5 поступают на раздельный ЕХОД а триггера 10 через логическую схему ИЛИ 8 и на счетный вход b того же триггера че рез логическую схему И 9, управл емую напр жением и j инвертора 7 и пропускающую импульсы у на вход триггера только в положительные полупериоды напр жени Икгаульс 1 с выхода блока синхронизации 5, соответствующий моменту равенства частот и f , переводит триггер 10 в исход ное положение. Импульс 2 с выхода блока синхронизации 5, соответствующий моменту равенства частот { и f и поступающий на счетный вход Ь триггера 10, перебрасывает его, в результате чего на его выходе скач кообразно по вл етс напр жение IT. Импульс 3 с выхода формирующего устройства G, соответствующий моменту равенства частот f. и| , переводит триггер в исходное положение. В результате на выходе 30 тритгера 10 за один период следовани импульсов генератора запуска 4 выдел ютс ива пр моуголыгых импульса напр жени по вл ющиес в раз1{ые полупериоды работы генератора запуска 4. Длительности выходных импульсов триггера 1О пропорштональны разнице резонансных частот (ю) () которые в свою очередь определ ютс величиной уровн контролируемой среды, значением диэлек трической проницаемости среды и видом В1 1ходнь х характеристик датчика на первой и п -ой гармониках. Таким образом, выходные импульсы напр жени триггера lO несут информацию об измер емом уровне и значени х диэлектрической проницаемости среды во всем кон ролируемом диапазоне. Посредством 2-х логических схем И 11 и 12 осуществл етс пространственное раэ деление выходных Икшульсов триггера 10, необходимое дл дальнейшей обработки информации в решающем устройстве 13. На выходах логических схем И 11 и 12, пропускающих импульсы с выхода триггера 10 в разные полупериоды работы генерагора запуска 4, выдел ютс пр моугольные импульсы, пропорхшональные разности резонансных частот (f|Q-f) и ( ) соответственно . Дл обеспечени независимости показаний уровнемера от изменений диэлектрической проницаемости среды выходные сипналы с логических схем И 11 и 12 обрабатываютс в решакйцем устройстве 13 по определенному алгоритму, например: и 2 2 .2 w-gp- 1/ tro rt в результате чего на выходе решающего устройства 13 снимаетс информаци , не завис ща от диэлектрической проницаемости среды. Формула изобретени Резонансный уровнемеп. содержащий датик , частотно-модулированный генератор вы- окой частоты, генератор запуска, блок синронизации , формирующее устройство, тригер и усилитель посто нного тока, отлиающийс тем, что, с целью пош 1щеи точности измерени уровн диэлектри- ческих сред, он снабжен рещающим устройством , умножителем частоты, включенным между датчиком и частотно-модулированным генератором высокой частоты, логической схемой ИЛИ, входы которой соединешзт соответственно с выходом блока синхронизации и выходом генератора запуска, а выход-с одним из раздельных входов триггера, инве1 тором ,. вход которого св зан с выходом генератора запуска, логической схемой И, входы которой соединены с выходом блока синхронизации и. Ыз ходом инвертора, а выход со счетным входом триггера, выход которого через две логические схемы И подключен к последовательно соединенным решающему устройству и усилителю посто нного тока, причем второй вход одной из логических схем И св зан также с выходом генерато ра запуска, а вход другой - с выходом инвертора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 411307, кл. q О1 F 23/24, 1972. To achieve this goal, the resonant level gauge is equipped with a decisive device, a frequency multiplier connected between a sensor and a frequency-modulated high-purity generator, an OR logic, whose inputs are connected respectively to the output of the synchronization unit and the output of the trigger generator, and the output from one of the separate trigger inputs , an inverter whose input is connected to the start generator output, a logical cxeNfou And, whose inputs are connected to the synchronization block output and an inverter output, and the output to the counting input trigger The serial output is connected via two logical circuits {s AND connected to a serially connected decisive device on a post current amplifier, the second input of one of the logical circuits And also connected to the output of the start generator, and the other input from the output of the inverter. Fig. 1 is a block diagram of a pre-positioned level gauge; in fig. 2 - time diagrams for his work. The level gauge contains a sensor 1, which is a segment of an electrical length of the line, a frequency-modulated high frequency generator 2, a frequency multiplier 3 start generator 4, a synchronization unit 5 a shaping device 6, an inverter 7, a logic circuit OR 8, a logic circuit AND 9, trigger 1O, logic circuits AND 11 12, soldering device 13, DC amplifier 14 for outputting a unified signal. Sensor 1 is excited at the first and one of the higher odd harmonics. The relative output characteristics of the sensor 1, t according to its resonant frequencies in relative units on the level of the monitored medium, on the first (-g) and highest -grth / 4th harmonics, the list of the corresponding values: (ti) -cfJT r no Ni + (ti) -4rt (H) nDDN), 4 (HJ are functions of the level level, the form of which is determined by the distribution of the electromagnetic field along sensor 1 on the first and rt harmonics, respectively; - dielectric constant KOHT of the medium to be rotated ; H is the current value of the level;,, f "the current values of the resonant the frequency of the sensor 1 on the first and t -th harmonics, respectively; i | -, i are the resonant frequencies of the empty sensor on the first and tt -th harmonics, respectively; moreover, “i is 3, 5, 7; i., the response characteristics j and -j of sensor 1, made in the form of a segment of a homogeneous long line, short-circuited at the end. To excite sensor 1, the first harmonic is a frequency-modulated high-frequency generator 2, whose frequency varies periodically, synchronously with the frequency start generator 4 and overlap resonant h simplicity empty and filled sensor at the first harmonic. The sensor is excited at the i-harmonic by the output signal of frequency multiplier 3, whose frequency is n times the frequency of generator 2 and overlaps the resonant frequencies of the empty and filled sensor at the z-th harmonic. The relative frequency characteristics of the generator 2 t-j and frequency multiplier are shown in FIG. 2, where y is the current frequency values of the output signals of the generator 2 and the multiplier. Frequency 3 is the corresponding. The synchronization unit 5 is designed to fix the zero level. The gauge works as follows. The leading edge of the rectangular pulses U ,, of the start-up generator 4, coming through the logic circuit OR 8 to the separate input a of the trigger 10, is transferred to the initial position, at which a zero voltage is established at its output (lf.j, .j 0). With equal frequency i of generator 2 and resonant frequency -f. a sensor immersed in the measured medium at the first harmonic, as well as the frequency f of the frequency multiplier 3 and the resonant frequency f of the sensor at the GT harmonic at the output of the last, video pulses IT, are selected, corresponding in shape to the amplitude-frequency characteristics of the first and pth harmonics. The video pulses are transformed in the forming device 6 into narrow straight-naked pulses If and arrive at a separate input from trigger 10. Pulse 1 from this sequence corresponds to the moment of equality of the frequencies f y and f j. , flips trigger 10, as a result of which a voltage B p Up appears at its output. Impulse 2 from this sequence, corresponding to the equality of frequencies f „- and f,, does not change the position of the trigger. ET From the coincidence of the relative output characteristics and -t of the sensor at zero-1 (the value of the level implies that the moments of frequency, and f,. Therefore, for fixing the clock is watched in time, the sensor f HC, corresponding to the zero level in time, can be used equality of any of them with the frequency fn or {y, respectively. In the proposed level & for fixing this moment, the output pulses U of the synchronization unit are used, which appear with equal frequencies & input 1g pulses, synchronization block 5 arrive at a separate EXO and the trigger 10 through the logic circuit OR 8 and to the counting input b of the same trigger through the logic circuit AND 9 controlled by the voltage and j of the inverter 7 and passing pulses y to the trigger input only during the positive half periods of the voltage Ikguls 1 from the output of the synchronization unit 5, corresponding to the moment of equality of frequencies and f, moves trigger 10 to the initial position. Pulse 2 from the output of synchronization unit 5, corresponding to the moment of equality of frequencies {and f and arriving at counting input L of trigger 10, flips it, resulting in its output The voltage across IT appears to be consistent. Impulse 3 from the output of the shaping device G, corresponding to the moment of equality of frequencies f. and | , sets the trigger to its original position. As a result, at the output 30 of the tritger 10, in one period of the pulse of the start-up generator 4, right-angle voltage pulses are produced which are in half the half-life of the start-up generator 4. The duration of the output pulses of the 1O trigger is proportional to the difference in resonant frequencies (o) () which, in turn, are determined by the level of the monitored medium, the dielectric constant of the medium and the type B1 of the current characteristics of the sensor on the first and nth harmonics. Thus, the output pulses of the trigger voltage lO carry information about the measured level and the values of the dielectric constant of the medium over the entire range to be monitored. By means of 2 logic circuits 11 and 12, the spatial distribution of output triggers 10 is necessary, which is necessary for further processing of information in the resolver 13. At the outputs of logic circuits 11 and 12, transmitting pulses from the trigger output 10 into different half-periods of the generator operation trigger 4, square-wave pulses are selected, proportional to the differences in resonance frequency (f | Qf) and (), respectively. In order to ensure that the readings of the level meter are independent of changes in the dielectric constant of the medium, output sipnals from logic circuits 11 and 12 are processed in a device 13 by a certain algorithm, for example: and 2 2 .2 w-gp-1 / tro rt, as a result of which 13, information is captured independent of the dielectric constant of the medium. Claim Resonance Level. It contains a sensor, a frequency-modulated high-frequency generator, a start-up generator, a synchronization unit, a shaping device, a triger and a DC amplifier, which is characterized by the fact that, with the purpose of providing more accurate measurement of the level of dielectric media, a frequency multiplier connected between the sensor and the frequency-modulated high-frequency generator, the OR logic circuit, whose inputs are connected respectively with the output of the synchronization unit and the start generator output, and the output with one of the times Yelnia trigger inputs inve1 torus. the input of which is connected with the output of the start-up generator, the logic circuit I, whose inputs are connected to the output of the synchronization unit and. By the inverter stroke, and the output with the counting trigger input, the output of which is connected to serially connected decider and DC amplifier through two logic circuits, and the second input of one of the logic circuits AND is also connected to the output of the start generator, and the other input - with inverter output. Sources of information taken into account in the examination: 1. USSR author's certificate number 411307, cl. q O1 F 23/24, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР № 231152, кл. Q 01 F 23/28, 1967v2. USSR Author's Certificate No. 231152, cl. Q 01 F 23/28, 1967v