SU1185101A1 - Device for signalling the level of cryogenic liqiud - Google Patents

Device for signalling the level of cryogenic liqiud Download PDF

Info

Publication number
SU1185101A1
SU1185101A1 SU843691078A SU3691078A SU1185101A1 SU 1185101 A1 SU1185101 A1 SU 1185101A1 SU 843691078 A SU843691078 A SU 843691078A SU 3691078 A SU3691078 A SU 3691078A SU 1185101 A1 SU1185101 A1 SU 1185101A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
circuit
parallel
temperature coefficient
measuring transducer
level
Prior art date
Application number
SU843691078A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эмануэль Израилевич Арш
Владимир Никитович Бурахин
Владимир Петрович Канунников
Виктор Николаевич Покатаев
Александр Константинович Флоров
Original Assignee
Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией filed Critical Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.300-Летия Воссоединения Украины С Россией
Priority to SU843691078A priority Critical patent/SU1185101A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1185101A1 publication Critical patent/SU1185101A1/en

Links

Abstract

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ, содержащий одноконтурный автогенератор, собранный по схеме с общей базой, в качестве элемента колебательного контура которого включен первый измерительный преобраэова епь , а в качестве элемента RC-цепи автосмещени  и эмиттерной цепи включен второй измерительньй преобразователь, передающую антенну, подключенную к выходу автогенератора, селективное приемное устройство, состо щее из приемной антенны, узкополосного фильтра, усилител , фильтра низкой частоты и регистратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности, первый измерительный преобразователь .выполнен в виде параллельно соединенных емкостного датчика с положительным температурным коэффициентом емкости и терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивлени , включенных параллельно колебательному контуру автогенератора , а второй измерительный преобразователь выполнен в виде терморезисi тора с отрицательным температурным сл коэффициентом сопротивлени , подключенного к выходу операционного усилител  параллельно конденсатору RC-цепи автосмещени  и параллельно соединенным емкостному датчику уровн  и емкостному датчику с отрицательным температурным коэффициентом емкости, подключенных к входу операционного усилител , при этом оба измерительных 30 преобразовател  установлены на одной :л отметке по уровню.CRYOGENIC LIQUID LEVEL SIGNALIZER containing a single-circuit oscillator assembled according to a common base circuit, the first measuring transducer circuit is included as an element of the oscillating circuit, and the transmitting antenna connected to the output circuit of the auto-bias circuit and emitter circuit is connected to the second measuring transducer. an auto-oscillator, a selective receiver consisting of a receiving antenna, a narrow-band filter, an amplifier, a low-pass filter and a recorder, characterized by In order to increase the sensitivity, the first measuring transducer was made in the form of a capacitive sensor with a positive temperature coefficient of capacitance connected in parallel and a thermistor with a positive temperature coefficient of resistance connected in parallel to the oscillating circuit of the autogenerator, and the second measuring transducer was made in the form of a thermoresistor with a negative temperature coefficient of the resistance coefficient connected to the output of the operational amplifier in parallel the capacitor of the RC auto-bias circuit and a capacitive level sensor connected in parallel and a capacitive sensor with a negative temperature coefficient of capacitance connected to the input of the operational amplifier, with both 30 measuring transducers installed on one level.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  сигнализации уровн  заполнени  различных резервуаров криогенной жидкостью, обладающей малой вели чиной диэлектрической проницаемости, Известно устройство дл  сигнализации уровн  заполнени , которое содержит транзисторный автогенера|гор с двум  колебательными контурами один из которых включен в цепь коллектора , а другой - в цепь базы; между коллектором и базой включен конденса тор св зи; емкостные датчики включены в качестве элементов колебательных контуров; выходной дискретный сигнал снимаетс  с коллектора или ре зистора в эмиттерной цепи U Достоинство этого устройства состоит в том, что дл  формировани  выходного сигнала в дискретной форме не требуетс  промежуточного дискриминатора . Выходной сигнал по вл етс  в случае, если измен етс  емкость датчика одного из колебательных контуров , т.е. применен общий резонансный критерий, позвол ющий изменить режим автогенератора. Однако данное устройство не обладает чувствительностью, необходимой дл  контрол  уровн  заполнени  криогенной жидкости. Наиболееблизким к изобретению  вл етс  автогенераторный измеритель сигнализатор, который содержит автогенераторный измеритель, инвертор, передающий автогенератор с антенной и селективной приемник - частотомер; датчик включен в колебательный конту автогенераторного измерител , который работает в режиме непрерывной генерации; амплитудный деаектор через элемент задержки вьщел ет сигнал , который управл ет величинами сопротивлени  двух управл емых резисторов и емкости, включенных в цепи передающего автогенератора, работающего в режиме прерывистой генерации , таким образом, чтобы измени лась частота следовани  импульсов прерывистой генерации zj . К достоинствам этого устройства следует отнести высокую чувствительность по измер емому параметру, так как измерени  провод тс  в непрерывном режиме и на оптимальной частоте, а также возможность осуществить ближ нюю телеметрию. 12 Однако это устройство не решает задачу надежного контрол  уровн  заполнени  криогенной жидкости из-за его недостаточной чувствительности. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности сигнализатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в сигнализаторе уровн  криогенной жидкости, содержащем одноконтурный автогенератор, собранный по схеме С общей базой, в качестве элемента колебательного контура которого включен первый измерительный преобразователь , а в качестве элемента RG цепи автосмещени  в эмиттерной цепи включен второй измерительный преобразователь , передающую антенну, подключенную к выходу автогенератора, селективное приемное устройство, состо щее из приемной антенны, узкополосного фильтра, усилител , фильтрра низкой частоты и регистратора, первьй измерительный преобразователь вьшолнен в виде параллельно соединенных емкостного датчика с положительным температурным коэффициентом емкости и терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивлени , включенных параллельно колебательному контуру автогенератора, а второй измерительный преобразователь выполнен в виде терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивлени , подключенного к выходу операционного усилител  параллельно конденсатору RC-цепи автосмещени  и параллельно соединенным емкостному датчику уровн  и емкостному датчику с отрицательным температурным коэффициентом емкости, подключенных к -входу операционного усилител , при этом оба измерительных преобразовател  установлены на одной отметке по уровню. На фиг. 1 приведена блок-схема сигнализатора уровн  заполнени ; на фиг. 2 - электрическа  схема с детализацией отдельных блоков. Сигнализатор уровн  заполнени  содержит автогенератор 1, его колебательный контур 2, состо щий из LC-цепи 3 и первого измерительного преобразовател  4, включающего в себ  емкостный датчик 5 с положительным ТКЕ и терморезистор 6 с положительным ТКС, цепь фиксированного смещени  7, нелинейный элемент 8, элемент 9 св зи, цепь 0 автосмещени . 3 состо ща  из второго измерительного преобразовател  11, включающего в се б  емкостный датчик 12 уровн , емкостный датчик 13 с отрицательньм ТКЕ, операционный усилитель 14 и терморезистор 15 с отрицательным ТКС и RS-цепи 16, передающую антенну 17 и селективное приемное устройство 18, которое содержит приемную антенну 19, уз кополосный фильтр 20, усилитель 21, фильтр 22 низких частот и регистратор 23. Цепь фиксированног смещени  (фиг, 2) состоит из резисторов 24, 25. Операционный усилитель 26 содержит в обратной св зи резисторы 27, 28, Датчики блоков преобразователей 4 и 11 устанавливаютс  в резервуаре на необходимом дл  контрол  уровне заполнени  и подключены к колебательному контуру и цепи автосмещени  автогенератора. Параллел но соединенные емкостный датчик 12 уровн  и емкостный датчик 13 с отри цательным ТКЕ включены между общей ,1пиной устройства и входом операцион кого усилител  14, выход которого подключен к КС-цепи 16 автосмещени  Передающа  антенна через конденсатор подключена к коллектору Транзис тора автогенератора. Сигнализатор уровн  заполнени  криогенной жидкости работает следующим образом. До заполнени  ближней зоны емкост ного датчика 5 с положительным ТКЕ, терморезистора 6 с положительным ТКЕ емкостного датчика 12 уровн , емкостного датчика 13 с отрицательным ТКЕ и терморезистора 15 с отрицатель ным ТКС автогенератор 1, работак ций в режиме непрерывных колебаний, настраиваетс  таким образом, чтобы его рабоча  точка находилась на квазилинейном участке статической характеристики в области больших значений эквивалентного сопротивлени  Rj. При этом посто нна  времени 2 колебательного контура 2 значительно больше посто нной времени L - - - - ;цепи 10 автосмещени , т.е. к с что обеспечивает режим непрерывной генерации. По вление криогенной жидкости в зоне датчиков приводит к уменьшению емкости датчика 5 с положительным ТКЕ и уменьшению сопротив1 .4 лени  терморезистора 6 с положительным ТКС, что приводит к уменьшению посто нной времени t. колебательного контура. Одновременно увеличение емкости .датчика 12 уровн  при заполнении зоны его электромагнитного пол  криогенной жидкостью, обладающей диэлектрическими свойствами, а также увеличение емкости датчика 13 с отрицательным ТКЕ и увеличение сопротивлени  терморезистора 15 с отрицательным ТКС, а также умножение емкости датчиков 12, 13 с помощью операционного усилител  14 приводит к резкому и значительному увеличению посто нной времени LC цепи автосмещени . Поэтому в момент заполнени  уровн  криогенной жидкости посто нна  времени цепи автосмещени  становитс  значительно больше посто нной времени CK колебательного контура (ср с )и автогенератор резко переходит в режим прерывистой генерации . На селективное приемное устройство 18 через антенны 17, 19 поступают импульсы прерывистой генерации , которые после узкополосного фильтра 20, усилител  21 и фильтра 22 низкой частоты подаютс  на регистратор 23, сигнализирующий момент заполнени  уровн  жидкости. Так как величина соотношени  б( Г зависит от температуры криогенной жидкости в св зи с применением терморезисторов и термоконденсаторов, то частота прерывистой генерации позвол ет оценить и температуру криогенной жидкости. Этот параметр в р де случаев может позволить путем коррекщ1и более точно выполнить резервуар при заранее заданных свойствах криогенной жидкости, В предлагаемом устройстве реализуетс  сложный в измерительном плане бесконтактный контроль заполнени  уровн  криогенной жидкости, обладающей малой величиной диэлектрической посто нной и малым градиентом температур в зоне криогенна  жидкость - пар и, кроме повьшени  чувствительности , увеличена надежность контрол  и получен дополнительный сигнал о температуре криогенной жидкости, пропорциональный частоте прерывистой генерации на выходе селективного приемного устройства.The invention relates to devices for signaling the filling level of various tanks with cryogenic liquid having a small dielectric constant. A device for signaling the filling level is known, which contains a transistor autogenerator with two oscillatory circuits, one of which is connected to the collector circuit and the other to bases; a coupling capacitor is connected between the collector and the base; capacitive sensors are included as elements of oscillatory circuits; the discrete output signal is removed from the collector or resistor in the emitter circuit. U The advantage of this device is that an intermediate discriminator is not required to form the output signal in discrete form. The output signal appears in case the capacitance of the sensor of one of the oscillatory circuits changes, i.e. a common resonance criterion was applied, which allows changing the oscillator mode. However, this device does not have the sensitivity needed to control the level of cryogenic fluid. The closest to the invention is an auto-oscillator meter, a detector, which contains an auto-oscillator meter, an inverter, a transmitting self-oscillator with an antenna, and a selective receiver — a frequency meter; the sensor is included in the oscillating circuit of the autogenerator meter, which operates in the continuous generation mode; the amplitude de-vector through the delay element selects a signal that controls the resistance values of the two control resistors and the capacitance included in the circuits of the transmitting autogenerator operating in a discontinuous generation mode, so that the pulse frequency zj is changed. The advantages of this device include high sensitivity in terms of the measured parameter, since the measurements are carried out in continuous mode and at the optimum frequency, as well as the ability to carry out near telemetry. 12 However, this device does not solve the problem of reliably controlling the filling level of a cryogenic liquid due to its inadequate sensitivity. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the detector. The goal is achieved by the fact that in the cryogenic liquid level detector, containing a single-circuit auto-generator assembled according to the common base scheme, the first measuring transducer is included as an element of the oscillating circuit, and the second transducer is connected as an element of the RG auto-bias circuit in the emitter circuit. antenna connected to the output of the oscillator; selective receiving device consisting of a receiving antenna, narrowband filter, amplifier, low filter frequency and recorder, the first measuring transducer is implemented as a parallel-connected capacitive sensor with a positive temperature coefficient of capacitance and a thermistor with a positive temperature coefficient of resistance connected in parallel to the oscillatory circuit of the autogenerator, and the second measuring transducer is made in the form of a thermistor with a negative temperature coefficient of resistance connected to the output of the operational amplifier parallel to the capacitor of the RC circuit auto displacements and connected in parallel to the capacitive sensor layer and the capacitive sensor with a negative temperature coefficient of capacitance, connected to the -Log operational amplifier, and both measuring transducers installed on one level by level. FIG. 1 is a block diagram of a fill level indicator; in fig. 2 - electrical circuit with details of individual blocks. The fill level detector contains an auto-oscillator 1, its oscillating circuit 2 consisting of an LC circuit 3 and a first measuring transducer 4 including a capacitive sensor 5 with a positive TCA and a thermistor 6 with a positive TCS, a fixed bias circuit 7, a non-linear element 8, coupling element 9, circuit 0. 3 consisting of a second measuring transducer 11, which includes a capacitive level sensor 12, a capacitive sensor 13 with a negative TKE, an operational amplifier 14 and a thermistor 15 with a negative TKS and RS circuit 16, a transmitting antenna 17 and a selective receiver 18, which contains a receiving antenna 19, a node band filter 20, an amplifier 21, a low-pass filter 22, and a recorder 23. A fixed bias circuit (FIG. 2) consists of resistors 24, 25. Operational amplifier 26 contains in feedback resistors 27, 28, Sensors blocks converted STUDIO 4 and 11 are mounted in the reservoir at a desired level for controlling the filling and are connected to the oscillation circuit and the self-bias of the oscillator circuit. A parallel connected capacitive level sensor 12 and a capacitive sensor 13 with a negative TKE are connected between the common, 1-pin device and the input of the operational amplifier 14, the output of which is connected to the auto-bias circuit 16. The transmitting antenna is connected via a capacitor to the generator of the auto-oscillator. The cryogenic liquid filling level indicator works as follows. Before filling the near zone of a capacitive sensor 5 with a positive TKE, a thermistor 6 with a positive TKE of a capacitive sensor 12 level, a capacitive sensor 13 with a negative TKE and a thermistor 15 with a negative TKS autogenerator 1, operating in continuous oscillation mode, is adjusted so that its operating point was on the quasilinear part of the static characteristic in the region of large values of the equivalent resistance Rj. At the same time, the time constant 2 of the oscillatory circuit 2 is much longer than the time constant L - - - -; the circuit 10 of the autoshift, i.e. k with what provides a continuous generation mode. The occurrence of cryogenic fluid in the sensor zone leads to a decrease in the capacitance of the sensor 5 with a positive TKE and a decrease in the resistance of a thermistor 6 with a positive TKS, which leads to a decrease in the constant time t. oscillatory circuit. At the same time increasing the capacitance of the sensor 12 level when filling the zone of its electromagnetic field with a cryogenic liquid having dielectric properties, as well as increasing the capacitance of the sensor 13 with negative TKE and increasing the resistance of the thermistor 15 with negative TKS, and multiplying the capacity of the sensors 12, 13 using an operational amplifier 14 leads to a sharp and significant increase in the LC time constant of the auto-bias circuit. Therefore, at the moment of filling the level of cryogenic fluid, the time constant of the auto-bias circuit becomes much longer than the time constant CK of the oscillating circuit (cp) and the autogenerator abruptly goes into a discontinuous generation mode. Discontinuous generation pulses are transmitted to the selective receiver 18 through antennas 17, 19, which, after narrowband filter 20, amplifier 21 and low frequency filter 22, are fed to recorder 23, signaling the moment of filling the liquid level. Since the value of the ratio b (T depends on the temperature of the cryogenic fluid in connection with the use of thermistors and thermocapacitors, the frequency of intermittent generation makes it possible to estimate the temperature of the cryogenic fluid. This parameter may in a number of cases allow the reservoir to be adjusted more accurately with corrections the properties of a cryogenic liquid. In the proposed device, a non-contact measuring control complex of a cryogenic liquid with a low dielectric value is implemented. a constant constant and a small temperature gradient in the area of the cryogenic liquid - vapor and, in addition to sensitivity, the reliability of the control is increased and an additional signal is received about the temperature of the cryogenic liquid proportional to the frequency of intermittent generation at the output of the selective receiver.

Claims (1)

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ, содержащий одноконтурный автогенератор, собранный по схеме с общей базой, в качестве элемента колебательного контура которого включен первый измерительный преобразователь, а в качестве элемента RC-цепи автосмещения и эмиттерной цепи включен второй измерительный· преобразователь, передающую антенну, подключенную к выходу автогенератора, селективное приемное устройство, со стоящее из приемной антенны, узкополосного фильтра, усилителя, фильтра низкой частоты и регистратора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, первый измерительный преобразователь .выполнен в виде параллельно соединенных емкостного датчика с положительным температурным коэффициентом ем.кости и терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления, включенных параллельно колебательному контуру автогенератора, а второй измерительный преобразователь выполнен в виде терморезис-’ тора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, подключенного к выходу операционного усилителя параллельно конденсатору RC-цепи автосмещения и параллельно соединенным емкостному датчику уровня и емкостному датчику с отрицательным температурным коэффициентом емкости, подключенных к входу операционного усилителя, при этом оба измерительных преобразователя установлены на одной отметке по уровню.CRYOGENIC LIQUID LEVEL SIGNALIZER, containing a single-circuit oscillator assembled according to a common base circuit, the first measuring transducer included as an element of the oscillating circuit, and the second measuring transducer included in the autocontrol circuit and the emitter circuit, transmitting an antenna connected to the output an oscillator, a selective receiving device, consisting of a receiving antenna, a narrow-band filter, an amplifier, a low-pass filter and a registrar, characterized in that , in order to increase sensitivity, the first measuring transducer is made in the form of a parallel-connected capacitive sensor with a positive temperature coefficient of capacitance and a thermistor with a positive temperature coefficient of resistance, connected in parallel to the oscillatory circuit of the oscillator, and the second measuring transducer is made in the form of a thermoresistor with negative temperature coefficient of resistance connected to the output of the operational amplifier parallel to the capacitor RC bias circuits of auto-bias and a capacitive level sensor and a capacitive sensor with a negative temperature coefficient of capacitance connected to the input of the operational amplifier in parallel, while both transducers are installed at the same level mark. 1 118511 11851
SU843691078A 1984-01-13 1984-01-13 Device for signalling the level of cryogenic liqiud SU1185101A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843691078A SU1185101A1 (en) 1984-01-13 1984-01-13 Device for signalling the level of cryogenic liqiud

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843691078A SU1185101A1 (en) 1984-01-13 1984-01-13 Device for signalling the level of cryogenic liqiud

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1185101A1 true SU1185101A1 (en) 1985-10-15

Family

ID=21099938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843691078A SU1185101A1 (en) 1984-01-13 1984-01-13 Device for signalling the level of cryogenic liqiud

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1185101A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент DE № 1908750, кл. 42 е 34/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 883794. кл. G 01 R 27/26, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4048853A (en) Method and apparatus for monitoring the flow of liquid and the like
US3739279A (en) Radio capsule oscillator circuit
US4183244A (en) Ultrasonic flow rate measuring apparatus
US5437178A (en) Controller for ultrasonic sensors
US4371271A (en) Electronic thermometer
JPH04230599A (en) Apparatus for detecting and transmitting measured value
US4628612A (en) Tilt angle detection device
US6708570B2 (en) Flow rate measurement method, ultrasonic flow rate meter, flow velocity measurement method, temperature or pressure measurement method, ultrasonic thermometer and ultrasonic pressure gage
US6628229B1 (en) Stabilization of oscillators in a radar level transmitter
AU2002219098A1 (en) Method and device for determining and/or monitoring the level of a medium in a container, or for determining the density of a medium in a container
CA1155197A (en) Ultra sensitive liquid level detector and method
US3312107A (en) Liquid storage and measuring system
EP1616389B1 (en) Device for detecting the temperature of an oscillator crystal
US3519924A (en) Measurements systems using conductively-heated pyroelectric element
US3670243A (en) Physical displacement measuring system utilizing impedance changing the frequency of an oscillatory circuit
US5293137A (en) Digital transducer system including two reactive transducers forming resonant oscillator circuits
US3940752A (en) Transducing system
US3311842A (en) Digital transducer with condition responsive shock excited resonant circuit
SU1185101A1 (en) Device for signalling the level of cryogenic liqiud
US4732043A (en) System and method for obtaining digital outputs from multiple transducers
US3028749A (en) Ultrasonic fluid density measuring system
US4442719A (en) Acoustic flowmeter
SU1290079A1 (en) Liquid filling level signalling device
US4860266A (en) Method for operating a transmitting/receiving circuit and a circuit utilizing the method
SU1137320A1 (en) Self-excited generator-based filling level indicator