SU1137320A1 - Автогенераторный сигнализатор уровн заполнени - Google Patents

Abstract

АВТОГЕНЕРАТОРНЬЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ, содержащий автогенератор синусоидальных колебаний с вихретоковым датчиком, включенным в колебательный контур нагрузочной цепи, и нелинейным элементом. управл емую резистивно-емкОстную цепь автосмещени  и передающую антенну , амплитудньм детектор и селективный приемник-частотомер, состо щий из последовательно соединённых приемной антенны, узкополосного фильтра, усилител , фильтра низкой частоты и . регистратора, отличающийс   тем, что, с целью повышени  надежности контрол  уровн  заполнени  жидкости, в него введены частотный детектор и управл емый резонансньй контур с в-ключенным в него варикапом, при этом резонансный контур подключен к входу нелинейного элемента, а частотный детектор, подключенный к выходу автогенератора-, своим выходом соединен с управл ющим входом управл емого резонансного контура, вход амплитудного детектора подключен к выходу автогенератора, а его выход соединен с входом управл емой резистивно-емкостной цепи автосмеще- ки , выход которой соединен с нели- нейным элементом, при этом резистор управл емой резистивно-емкостной цепи автосмещени  имеет логарифмическую характеристику.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  сигнализации уровн  жидкостей и может быть использовано дл  сбора информации о заполнении электропроводными жидкост ми различных е1мкостей, в частности на предпри ти х винодельческой промышленности. Известен сигнализатор уровн  электропровод щих жидкостей, содержащий автогенератор, собранный на транзисторе, колебательный контур которого индуктивно св зан с цепью датчика кондуктометрического типа. При достижении заданного уровн  жидкости через электроды кондуктометричёского датчика начинает протекать ток, в контур автогенератора вноситс  сопротивление, в результате чего происходит срыв генерации . Изменение режима автогенератора приводит к изменению коллекторного тока транзистора , достаточного дл  срабатьшани  реле pj . Однако устранение процесса электролиза контролируемой жидкости и кор родировани  контактных электродов Известным сигнализатором возможно только в случае контрол  таких жидкостей , которые не образуют на поверхности датчиков электропроводной пленки, как это имеет место дл  виноматериалов . В случае образовани  электропроводных пленок на датчиках сигнализатор будет посто нно находитьс  в режиме срыва генерации, что практически приводит к его неработоспособности . Известно устройство (отмечающее изменение состойни  материалов, в частности заполнение резервуаров), содержащее автогенератор с датчиком в колебательном контуре, включенном в цепь сетки. Устройство работает как электронное реле при срыве коле баний автогенератора в момент запол нени  датчика контролируемой средой за счет внесенного в контур комплек ного сопротивлени . Достоинством устройства  вл етс  его высока  чув ствительность и использование двух обмоточного электромагнитного реле, одна обмотка обтекаетс  анод ным, а друга  - сеточным током 2, Однако в услови х контрол  уроЪн  заполнени  виноматериалов при обраэовании электропроводной пленки на поверхности датчика известное устройст во имеет малую надежность, так как из-за вли ни  электропроводной пленки автогенератор посто нно будет находитьс  в режиме срыва генерации. Известен электронный датчик уровн , содержащий автогенератор, в резонансный контур которого включены датчик и дополнительньй реактанс в виде управл емого дроссел , управл емый сигналом низкой частоты. Под действием изменений контролируемой среды происходит срыв или возбуждение колебаний автогенератора. Изменение дополнительного реактанса, управл емого низкочастотным сигналом в виде пр моугольньЬс импульсов, привод т к возникновению циклов срыва и возбуждени  колебаний автогенератора. На выходе устройства включен детектор и интегратор. Выходной сигнал пропорционален доле цикла, соответствующего возбужденному состо нию автогенератора . Использование интегратора  вл етс  достоинством устройства З . Недостатком устройства  вл етс  его неработоспособность в случае контрол  виноматериалов при образовании электропроводной пленки на поверхности датчика. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  автогенераторньш измерительсигнализатор , содержащий автогенераторньм измеритель, инвертор, передающий автогенератор с антенной и селективный приемник-частотомер. Вихретоковый датчик включен в колебательный контур автогенераторног э измерител , которьй работает в режиме непрерывной генерации. Амплитудный детектор через элемент задержки времени выдел ет сигнал, который управл ет величинами сопротивлени  двух управл емых резисторов, емкости и варикапа, включенных в цепь передающего автогенератора , работающего в режиме прерывистой генерации. К достоинствам данного устройства следует отнести высокую чувствительность по измер емому параметру (измерени  провод тс  в непрерывном режиме и на оптимальной частоте) и возможность осуществлени  ближней телеметрии ptT. Однако данное устройство не решает задачу надежного контрол  уровн  заполнени  (в случае контрол  виноматериалов ) при образовании электропроводной пленки (с переменной толщиной ) на поверхности датчиков. Цель изобретени  - повышение надежности контрол  уровн  заполнени  жидкости. Поставленна  цель достигаетс  тем что в автогенераторный сигнализатор уровн  заполнени , содержащий автогенератор синусоидальных колебаний с вихретоковым датчиком, включенным в колебательный контур нагрузочной цепи, и нелинейным элементом, управл емую резистивно-емкостную цепь автосмещени  и передающую антенну, амплитудный детектор и селективный приемник-частотомер, состо щий из последовательно соединенных приемной антенны, узкопрлосного фильтра, усилител , фильтра низкой частоты . и регистратора,введены частотный дете . тор и управл емый резонансньш контур с включенным в него варикапом, при этом резонансный контур подключен к входу нелинейного элемента, а частотный детектор, подключенный к выходу автогенератора, своим выходом соединен с управл ющим входом управл емого резонансного контура, вход амплитудного детектора подключен к выходу автогенератора, а его выход соединен с входом управл емой резистивно-емкостной цепи автосмещени , выход которой соединен с нелинейным элементом, при этом резистор управл емой резистивно-емкостной цепи автосмещени  имеет логарифмическую характеристику. На фиг. 1.приведена блок-схема автогенераторного сигнализатора уров н  заполнени ; на фиг, 2 - изменени  параметров режима автогенераторного измерител  в зависимости от изменений электропроводности j контролируемого объекта, вли ющей на эквивалентное сопротивление автогенератора Автогенераторный сигнализатор уровн  содержит автогенераторный измеритель 1, амплитудный детектор 2, частотньй детектор 3 и селективный приемник-частотомер 4. Автогенератор ньй измеритель бран на нелинейном элементе 5 и содержит колебательньш контур 6 с вихретоковым датчиком, цепь 7 управл емого автосмещени , в которую включен управл емьй резистор с логарифмической характеристикой, корректирующий резонансный контур 8 с включенным в него варикапом, и переДаюцую антенну 9. Селективный приемник-частотомер 4 содержит приемную антенну 10, узкополосньш фильтр 11, усилитель 12, фильтр 13 низких частот и регистратор 14. Выход амплитудного детектора 2 соединен с управл ющим входом управл емой цепи 7 автосмещени , а выход частотного детектора 3 подключен к управл ющему входу корректирующего контура 8. Автогенераторньй сигнализатор уровн  заполнени  работает следующим образом. До заполнени  ближней зоны электромагнитного пол  вихретокового датчика колебательного контура 6 автогенераторный измеритель 1, работаю1ций в режиме непрерьшных Колебаний,, настраиваетс  таким образом, чтобы его рабоча  точка находилась на квазилинейном участке статической характеристики (в области больших значений эквивалентного сопротивлени  R) . В случае отсутстви  электропроводной пленки на поверхности датчика эта точка соответствует начальному значению (фиг. 2а), при этом посто нна  времени сц колебательного контура с вихретоковым датчиком 6 больше посто нной времени t. цепи автосмещени , т.е. « Сс что обеспечивает режим непрерьшной генерации . Наличие на поверхности датчика электропроводной пленки приводит к снижению величины Rg за счет умень- шени  добротности колебательного контура из-за внесенного пленкой активного сопротивлени , а также к уменьшению посто нной времени колебательного контура, что уменьшает неравенство 3 УСС . Величина зоны уменьшени  ,-Rg (фиг. 2а) пропорциональна электропроводности пленки на поверхности датчика и  вл етс  величиной переменной. В момент заполнени  пол  датчика контролируемой средой добротность колебательного контура 6 резко падает, уменьша  э автогенератора , и на выходе амплитудного детектора 2 возникает сигнал,- воздействующий на управл ющий резистор цепи 7 автосмещени , увеличива  его значение по логарифмическому закону. За счет внесенного активного сопротивени  уменьшаетс  посто нна  време- ) колебательного контура 6, а за счет увеличени  активного сопроивлени  цепк 7 увеличииаотс  посто нна  времени цепи автосмещени . Эт приводит к резкому переходу автогенератора в режим прерывистой генера ции, так как 1) становитс  значител но больше, чемC|j , т.е. | J у. На селективный приемник-частотомер 4 через антенны 9 и 10 поступают импульсы прерывистой генерации, которые после узкополосного фильтра 11, усилител  12 и фильтра 13 низкой ча тоты подаютс  на регистратор 14, си налиэнруюр ий о моменте заполнени  уровн  жидкости. Так как значение в личины Rgj( зависит от измен к цейс  электропроводности пленки, то испол зование управл емого резистора с Ло гари4и4ической характеристикой увели чивает надежность работы сигнализатора , так как это приводит к уменьшению чувствительности устройства к электропроводной пленке и повышае чувствительность к полезному сигнал о заполнении уровн . Повышение наде ности осуществл етс  также путем включени  управл емого корректирующего резонансного контура 8 между входом нелинейного элемента 5 и общей шиной устройства. Этот контур настраиваетс  относительно колебательного контура 6 таким образом, чтобы его рабоча  точка находилась на правом склоне резонансной характеристики . При увеличении электропроводности пленки увеличиваетс  и ,внесенное реактивное сопротивление вихретокового датчика, несколько понижающее частоту нагрузочного контура . Этот сигнал после частотного детектора 3 подаетс  на управл ющий вход корректирующего контура 8, что приводит к изменению настройки корректирующего контура так, что его рабоча  уочка перемещаетс  в сторону увеличени  амплитуды резонансной характеристики Резонансное сопротивление корректирующего контура увеличиваетс , вследствие этого переменное напр жение на входе нелинейного элемента 5 также увеличиваетс . Все это способствует увеличению эквивалентного сопротивлени  автогенератора и увеличению значени  R самым компенсиру  вли ние увеличени  электропроводности пленки в процессе эксплуатации датчика. При заполнении жидкостью ближней зоны датчика частота автогенераторного измерени  снижаетс  более резко и уходит за пределы настройки корректирующего контура, внос  свой вклад в полез ньш сигнал. Предлагаемый автогенераторный сигнализатор уровн  (по.сравнению с базовым прибором, в качестве которого прин т сигнализатор уровн  заполнени  типа СУС-13, вьтускаемый заводом Теплоприбор, исключает вли ние увеличени  электропроводности пленки на поверхности датчика, т.е. обеспечивает работоспособность сигнализатора уровн  в указанных услови х работы .

г

w

t

n

13

o

Фиг.1

U

a 3flLIH

и.

A/ Область прерь/биселои генерации Фаг.1 л f 3-f 3H-R9x КЭН Я 3(6) сть непрерывное/ zsHepaLfUt/ кэх  Гн 3(6)

Claims (1)

1. АВТОГЕНЕРАТОРНЫЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ, содержащий автогенератор синусоидальных колебаний с вихретоковым датчиком, включенным в колебательный контур нагрузочной цепи, и нелинейным элементом, управляемую резистивно-емкостную цепь автосмещения и передающую антен ну, амплитудный детектор и селективный приемник-частотомер, состоящий из последовательно соединённых прием ной антенны, узкополосного фильтра, усилителя, фильтра низкой частоты и регистратора, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности контроля уровня заполнения жидкости, в него введены частотный детектор и управляемый резонансный контур с включенным в него варикапом, при этом резонансный контур подключен к входу нелинейного элемента, а частотный детектор, подключенный к выходу автогенератора·, своим выходом соединен с управляющим входом управляемого резонансного контура, вход амплитудного детектора подключен к выходу автогенератора, а его выход соединен с входом управляемой резистивно-емкостной цепи автосмеще— ния, выход которой соединен с нелинейным элементом, при этом резистор управляемой резистивно-емкостной цепи автосмещения имеет логарифмическую характеристику.