RU1808120C - Сигнализатор - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить чувст- вйтгельность и точность определени  положени  границы раздела веществ, уровн  вещества в емкости. Оно может найти применение в различных.отрасл х промышленности и на транспорте (на тракторах), в частности дл  определени  положени  границы раздела нефть-вода. Сущность изобретени  состоит в том, что чувствительный элемент на конце отрезка коаксиальной линии дополнительно содержит спиральный проводник вдоль внутреннего проводника, выступающего за пределы длины отрезка линии. Спиральный проводник на одном конце разомкнут, а другим концом подсоединен к концу наружного проводника отрезка коаксиальной линии. Внутренний проводник чувствительного элемента может быть выполнен в виде группы стержней, электрически короткозамкнутых между собой на одном из концов. Чувствительный элемент может иметь плоскую конструкцию, плоскость которой расположена горизонтально . 1 з.п. ф-лы, 5 ил, СО

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  высокоточной сигнализации уровн  и поло- жени  границы раздела различных веществ в емкост х, в частности границ раздела воздух-жидкость , жидкость-жидкость (например , вода-нефть), счета штучных изделий, например на конвейере, определени  наличи  объекта в зоне контрол  и т.п.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности.

На фиг. 1 изображен отрезок длинной линии с чувствительным элементом; на фиг. 2 - схема сигнализатора; на фиг. 3 - амплитудно-частотна  характеристика сигнализатора при изменении положени  границы раздела; на фиг. 4 - пример выполнени  чувствительного элемента, у которого внутренний про водник выполнен в виде группы

стержней; на фиг. 5 - пример применени  сигнализатора дл  счета штучных изделий на конвейере.

Здесь введены обозначени : 1 - коаксиальна  длинна  лини ; 2 - чувствительный элемент; 3 - внутренний проводник коаксиальной линии; 4 - выступающа  часть внутреннего проводника; 5 - спиральный проводник; 6 - наружный проводник коаксиальной линии; 7 - высокочастотный генератор; 8 - регистратор; 9 - емкость с контролируемыми веществами; 10 и 11 - контролируемые вещества; 12 -изделие; 13 - конвейер.

Сигнализатор содержит отрезок коаксиальной длинной линии 1, внутренний проводник 3 которой имеет выс1гупающий за торец линии участок 4, содержит также спиральный проводник 5. Этот спиральный

00

о

со

ю о

СдЭ

проводник одним концом подсоединен к торцу наружного проводника б коаксиальной линии, а на другом конце разомкнут. Проводники 4 и 5 образуют чувствительный элемент, взаимодействующий с контролируемыми j веществами, которые могут заполн ть пространство между этими проводниками. С другого торца к.отрезку длинной линии подсодинены высокочастотный генератор 7 и регистратор 8.

Сигнализатор работает следующим образом .

С помощью генератора 7 в отрезке линии возбуждают электромагнитные колебани . Эти колебани  могут быть возбуждены как на одной из собственных (резонансных) частот отрезка линии, так и в заданной полосе его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), которые определ ютс  параметрами чувствительного элемента - нагрузочного реактивного сопротивлени  отрезка линии,

В зависимости от способа возбуждени  колебаний регистратор 8 фиксирует либо заданное изменение резонансной частоты (от начального значени  f 1 до конечного значени  f2), либо изменение амплитуды А коле-; баний от Амаке до некоторого порогового значени , например, 0,05АМакс (фиг. 3).

Чувствительный элемент 2 при этом представл ет собой реактивную нагрузку отрезка линии,  вл  сь замедл ющей системой с резонансными свойствами. Благодар  данной конструкции чувствительного элемента снижаетс  вли ние емкости кабел  и обеспечиваетс  концентраци  энергии электромагнитного пол  как между проводником 4 и спиральным проводником 5, так и вблизи последнего. Как следствие, возрастает (не менее чем. на пор док) чувствительность к электрофизическим параметрам вещества в точке контрол  и их изменени м в процессе перемещени  границы раздела веществ. Момент нахождени  границы раздела веществ в точке контрол  фиксируетс  регистратором 8.

На фиг, 2 приведена схема сигнализатора . Проводники 4 и 5 чувствительного эле- мента расположены в емкости 9 с контролируемыми веществами 10 и 11, положение границы раздела (или уровень вещества ) которых следует фиксировать. Наличие границы раздела (уровн ) в контролируемой точке определ ют с помощью регистратора 8 по изменению значени  величины выходного параметра, которым может  вл тьс  резонансна  частота отрезка линии, амплитуда детектируемых колебаний .

На фиг. 3 приведены АЧХ сигнализатора дл  двух граничных значений контролируемых параметров (А или f), соответствующих одному или другому положению объекта относительно зоны (точки) сигнализации, в частности границы раздела веществ воздух-жидкость.

Резонансному импульсу 1 соответствует взаимодействие чувствительного элемента с веществом, имеющим меньшее значение диэлектрической проницаемости Б (например, с воздухом), а резонансному импульсу 2, 2 - большее значение е (например, со светлыми (частота fs ) и темными (частота Ь) нефтепродуктами). Фиг. 3 показывает, что возможно производить непрерывные измерени  малых значений уровн  при вертикальном расположении чувствительного элемента. Существенное

отличие АЧХ дл  разных веществ свидетельствует о надежной фиксации момента нахождени  границы раздела в точке контрол .

Дл  повышени  разрешающей способ

ности устройства спирали (а также, как ва риант, и стержню) его чувствительного элемента может быть придана форма пло ской конструкции. Ее плоскость располага етс  при этом в емкости с контролируемыми

веществами горизонтально, соответству  плоскости раздела веществ. Точность сигнализации определ етс  здесь толщиной плоского чувствительного элемента (она может быть около 1 мм).

На фиг. 4 изображен плоский чувствительный элемент 2, у которого внутренний проводник 4 выполнен в виде группы стержней . Эти стержни на одном из концов ко- роткозэмкнуты между собой. Это позвол ет

более равномерно распределить энергию электромагнитного пол  вдоль спирального проводника в плоскости сигнализации.

Применение сигнализатора дл  счета штучных изделий 12 на конвейере 13 показано на фиг. 5. Здесь выбором диаметра и шага спирального проводника 5 можно регулировать чувствительность сигнализатора в заданном, в частности в осевом направлении . В зоне контрол  может быть расположен только чувствительный элемент, размещаемый, в частности, как показано, над конвейером 13.

Сигнализатор может быть применен в промышленности, на транспорте дл  высокоточной сигнализации заданного уровн  вещества и положени  границы раздела ве- ществ с различными физическими параметрами , счета изделий на конвейере и т.п.

Форм ула изобретени 

Claims (2)

1. Сигнализатор, содержащий отрезок коаксиальной длинной линии с внутренним проводником, выступающим за его торец, соединенные с этим отрезком.высокочастотный генератор и регистратор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности, выступающа  часть внутреннего проводника расположена вдоль до0

полнительного спирального проводника, при этом один из концов спирального проводника подсоединен к торцу отрезка коаксиальной длинной ли нии.

2. Сигнализатор по п. 1, отличающийс  тем, что выступающа  часть внутреннего проводника выполнена в виде стержней , электрически короткозамкнутых между собой со стороны отрезка коаксиальной длинной линии.