SU1280330A1 - Device for measuring level of dielectric materials - Google Patents
Device for measuring level of dielectric materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1280330A1 SU1280330A1 SU843801663A SU3801663A SU1280330A1 SU 1280330 A1 SU1280330 A1 SU 1280330A1 SU 843801663 A SU843801663 A SU 843801663A SU 3801663 A SU3801663 A SU 3801663A SU 1280330 A1 SU1280330 A1 SU 1280330A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- plates
- amplifier
- input
- coil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Изобретение может найти применение дл измерени , контрол , автоматического регулировани уровней сыпучих , кусковых и жидких материалов. Цель изобретени - повышение помехозащищенности измерени уровн . Переменное напр жение синусоидад1ьной формы с выхдда генератора 3 поступает на пластины 1 и в контролируемом объеме , ограниченном пла стинами 1, возбуждаетс круговое электромагнитное поле. При наличии контролируемого материала между пластинами 1 между ними протекает ток смещени ,величина которого больше величины тока смещени в воздухе.Это вызывает увеличение ЭДС, индицируемой в катушке 2, на величину , пропорциональную току пол ризации . Усилителем 6 эта ЭДС преобразуетс в напр жение, амплитуда которого больше амплитуды напр жени в случае отсутстви материала между пластинами 1. Пройд пик-детектор 7 напр жение поступает на вход интег- рирующего усилител 8, напр жение с которого поступает на вход порогового :элемента 9 и на выходе сигнализирующего блока 4 напр жение будет равно О, сигнализиру о наличии контролируемого материала. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л ю ас о со 00The invention can be used to measure, control, automatically regulate levels of bulk, lumpy and liquid materials. The purpose of the invention is to improve the noise immunity of level measurement. The alternating voltage of the sinusoidal form from the exhaust of the generator 3 enters the plates 1 and in a controlled volume bounded by the plates 1, a circular electromagnetic field is excited. If there is a controlled material between the plates 1, a bias current flows between them, the magnitude of which is larger than the bias current in air. This causes an increase in the EMF indicated in the coil 2 by an amount proportional to the polarization current. The amplifier 6 converts this EMF into a voltage whose amplitude is greater than the voltage amplitude if there is no material between the plates 1. Passing the peak detector 7, the voltage goes to the input of the integrating amplifier 8, the voltage from which goes to the input of the threshold: element 9 and at the output of the signaling unit 4, the voltage will be equal to O, indicating the presence of a controlled material. 1 hp f-ly, 6 ill. (L u ace o 00
Description
112112
Изобретение относитс к способам измерени уровн диэлектрических сыпучих материалов и жидкостей и может найти применение дл измерени , контрол , сигнализации и автоматического регулировани уровней сыпучих, кусковых и жидких материалов в бункерах резервуарах и других емкост х в пищевой , строительной, горнодобывающей , металлургической и других отрас л х промышленности.The invention relates to methods for measuring the level of dielectric bulk materials and liquids and can be used to measure, control, signal and automatically control the levels of bulk, lumpy and liquid materials in bunkers, tanks and other containers in the food, construction, mining, metallurgical and other industries. x industry.
Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности измерени The aim of the invention is to improve the noise immunity measurement
уровн .level
На фиг.1 представлена схема, по с- н юща принцип работы устройства; на фиг.2 - зависимости амплитудного значени ЭДС (в относительных единицах) на выходе индуктивного чувствительного элемента (витка) в функции относи- тельной частоты возбуждени электромагнитного пол ; на фиг.З - блок-схема устройства; на фиг.4 - диаграммы напр жени на выходах элементов устройства при отсутствии контролируемого материала (бункер пуст); на фиг.5- то же, но при наличии контролируемого материала (бункер заполнен); на фиг.6 - экспериментальные зависимости относительной амплитуды напр же ни на выходе усилител в функции частоты возбуждени электромагнитного пол дл некоторых материалов.FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of operation of the device; Fig. 2 shows the dependences of the amplitude value of the EMF (in relative units) at the output of the inductive sensitive element (coil) as a function of the relative excitation frequency of the electromagnetic field; on fig.Z - block diagram of the device; Fig. 4 shows voltage diagrams at the outputs of the elements of the device in the absence of a controlled material (the hopper is empty); 5 - the same, but in the presence of a controlled material (the hopper is full); Fig. 6 shows experimental dependences of the relative amplitude, for example, at the output of the amplifier as a function of the excitation frequency of the electromagnetic field for some materials.
Принцип работы предлагаемого устройства заключаетс в следующем. The principle of operation of the proposed device is as follows.
В контролируемом объем, ограниченном плоскопараллельными пластинами 1 (фиг.1), образующими конденсатор, . возбуждают электромагнитное поле путем приложени к пластинам гармонического напр жени U U Sincot, где UQ- амплитуда напр жени ; со - кругова частота.In a controlled volume, bounded by plane-parallel plates 1 (figure 1), forming a capacitor,. excite the electromagnetic field by applying harmonic voltage U U Sincot to the plates, where UQ is the voltage amplitude; co - circular frequency.
Возбужденное электромагнитное поле приводит к пол ризации материала, наход щегос между пластинами 1, и между ними возникает ток смещени , .вектор которого определ етс выражениемAn excited electromagnetic field leads to polarization of the material between the plates 1, and between them there is a bias current, the vector of which is determined by the expression
еe
с dE dPe ° dt dt with dE dPe ° dt dt
5050
: -2ezi : -2ezi
f, ас. где to jrdEf, ac. where to jrdE
згzg
плотность тока смещени в вакууме; Е - вектор напр женностиdisplacement current density in vacuum; Е - vector of tension
внешнего электромагнитного пол ; Ре - вектор пол ризации;external electromagnetic floor; Re is the polarization vector;
(1) q pэквивалентна относительна (1) q is equivalent relative
диэлектрическа проницае- ; мость материала.dielectric constant; the bulk of the material.
Проекци же тока смещени на ось 55 X, нормальную обкладкам конденсато- . ра с учетом пропорциональности электрического пол приложенному к обкладкам гармоническому на пр жению, определ етс выражениемThe projection of the same displacement current on the axis 55 X, normal for the plates condensate. Taking into account the proportionality of the electric field applied to the plates of the harmonic voltage, is determined by the expression
dPedPe
-- - плотность тока пол риdt- - current density poldt
зации.organization.
В диэлектрике, наход щемс в однородном электрическом поле, возникает результирующее поле, напр женность которогоIn a dielectric in a uniform electric field, a resultant field arises, the intensity of which
з 0 h 0
0 0
5five
ЕР где е (1 + Эе) (2)EP where e (1 + ee) (2)
относительна, ди-. электрическа проницаемость дизлек- , трика; Эе .ПдОб - диэлектрическа relative, di-. electrical permeability of diesel, trike; Eh. PdOb - dielectric
восприимчивость вещества или пол ризуемость единицы объема диэлектрика, пропорциональна объему всех молекул в 1 см ; Пд- число молекул в ,the susceptibility of a substance or the polarizability of a unit volume of a dielectric is proportional to the volume of all molecules in 1 cm; Pd is the number of molecules in,
единице объема. оС - коэффициент пол ризуемости молекулы. Вектор пол ризации диэлектрика при этом определ етс выражениемunit of volume. оС is the polarizability coefficient of the molecule. The dielectric polarization vector is determined by the expression
Р,,„ эеЕр.R ,, „eer.
(3)(3)
Форма возникающей при этом электромагнитной волны существенно зависит от формы емкости, и при выполнении ее в виде плоского конденсатора электромагнитна волна вл етс круговой , причем вектор напр женности электрического пол совпадает с направлением распространени волны и нормален обкладкам конденсатора, а вектор напр женности магнитного пол - параллелен, им.The form of an electromagnetic wave arising in this case substantially depends on the shape of the capacitance, and when it is performed in the form of a plane capacitor, the electromagnetic wave is circular, the intensity vector of the electric field coincides with the direction of wave propagation and the normal capacitor plates, and the intensity vector of the magnetic field is parallel , them.
Тогда из выражени (1) следует, что ток смещени определ етс выражениемThen from expression (1) it follows that the bias current is determined by the expression
Т f f с -о t-aT f f with -o t-a
S - dt S - dt
(4)(four)
площадь обкладок конденсатора или наименьша из них;the area of the capacitor plates or the smallest of them;
эквивалентна относительна equivalent relative
диэлектрическа проницае- ; мость материала.dielectric constant; the bulk of the material.
icx Г аicx G and
ScoLI Si.n(Qt. - kx),ScoLI Si.n (Qt. - kx),
где k - волновое число;where k is the wave number;
X - текуща координата. Из выражени (5) следует, что ток смещени зависит от относительной диэлектрической проницаемости Eg материала, наход щегос в контролируемом объеме, и, следовательно, дл определени уровн материала необ- 10 ходимо измер ть величину тока смещени (например, его амплитуду).X is the current coordinate. From the expression (5) it follows that the bias current depends on the relative dielectric constant Eg of the material in the controlled volume, and, therefore, to determine the material level, it is necessary to measure the bias current (for example, its amplitude).
Дл измерени тока смещени используетс преобразование тока сме- }5 щени в ЭДС, дл чего в поле между пластинами помещают индуктивный чувствительный элемент в виде катушки, плоскость витков (фиг.1) которой параллельна плоскости пластин 1. Нап- 20 р женность магнитного пол , создаваемого током смещени на равном рассто нии от некоторой элементарной трубки 3 (фиг.1) тока, может быть определена на основании закона полного тока 25 при интегрировании по контуру, вклю- чающему элементарную трубку тока смещени площадью dS и плотностью и витокTo measure the bias current, a bias current conversion of} 5 is used in the EMF, for which an inductive sensing element in the form of a coil is placed in the field between the plates, the plane of the coils (Fig. 1) is parallel to the plane of the plates 1. The magnetic field, generated by the bias current at an equal distance from some elementary tube 3 (Fig. 1) of the current, can be determined on the basis of the law of the total current 25 when integrated along a contour that includes the bias current tube with an area of dS and density and turn
,Н if - If- Sin(..t-kx), , Н if - If- Sin (.. t-kx),
(6)(6)
где d - рассто ние между пластинами 1 а суммарна напр женность магнитногоwhere d is the distance between the plates 1 and the total intensity of the magnetic
пол , взаимодействующего с витком 2, 35 где T/i - посто нна диэлектрическа может быть определена по выражениюthe field interacting with coil 2, 35 where T / i is a constant dielectric can be determined by the expression
восприимчивости диэлектрика; соdielectric susceptibility; with
Sin(cot - kx). (7) Sin (cot - kx). (7)
2d2d
При этом в выражени х (6) и (7) учтено, что d « , где i - длина волны , и, следовательно, в фиксированный момент времени значение напр женности Н между пластинами 1 можно считать посто нным.In this case, in expressions (6) and (7), it is taken into account that d ", where i is the wavelength, and, therefore, at a fixed time, the value of the intensity H between the plates 1 can be considered constant.
Из выражени (7) следует, что ЭДС Е; на выходе витка равнаFrom the expression (7) it follows that the EMF E; at the output of the loop is equal to
Р .egC/UoSin(cJt-k) P.egC / UoSin (cJt-k)
Е;- ---p,H-S2dE; - --- p, H-S2d
S и„ Sincot, (8) S and „Sincot, (8)
где Ш - абсолютна магнитна проницаемость материала, равна дл немагнитных материалов магнитной посто нной U(j .where W is the absolute magnetic permeability of the material, for non-magnetic materials the magnetic constant U (j.
0330 0330
10 }5 20 2510} 5 20 25
Из выражени (8) следует, что значение ЭДС витка при посто нных размерах конденсатора, образованного пластинами 1, и частоте питающего напр - жен1ш однозначно зависит от эквивалентной диэлектрической проницаемости материала д .From the expression (8) it follows that the value of the EMF of the coil at constant sizes of the capacitor formed by the plates 1 and the frequency of the supply voltage unambiguously depends on the equivalent dielectric constant of the material d.
Поскольку конденсатор( образованный пластинами 1, вл етс консервативной системой, внешние тела и электромагнитные пол на электромагнитное поле внутри него не-действуют и, таким образом, внешние электромагнитные пол не вли ют на уровень ЭДС, индуцированной в виде катушки, что и обуславливает высокую помехозащищенность предлагаемого устройства измерени уровн .Since a capacitor (formed by plates 1, is a conservative system, external bodies and electromagnetic fields do not act on the electromagnetic field inside it, and thus external electromagnetic fields do not affect the level of EMF induced in the form of a coil, which causes high noise immunity The proposed level measurement device.
Поскольку значение относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика зависит от частоты внешнего электромагнитного пол , существует вполне определенна зона частот возбуждени электромагнитного пол , в которой целесообразно применение предлагаемого устройства.Since the value of the relative dielectric constant of the dielectric depends on the frequency of the external electromagnetic field, there is a well-defined zone of excitation frequency of the electromagnetic field, in which the use of the proposed device is advisable.
С учетом того, что диэлектрическа восприимчивость диэлектрика зависит от частоты со, то при косинусои- дальной зависимости видаTaking into account the fact that the dielectric susceptibility of a dielectric depends on the frequency co, then with cosine-like dependence of the form
ЭС, 9C.Cos, (9)ES, 9C.Cos, (9)
где T/i - посто нна диэлектрическа where T / i is a constant dielectric
;). 27(1- -) восприимчивости диэлектрика; со;). 27 (1- -) susceptibility of the dielectric; with
со„with „
угол между осью дипол и вектором напр женности внешнего электрического пол ; СОр- собственна частотаthe angle between the dipole axis and the vector of the external electric field intensity; SOR - natural frequency
колебаний дипол ,Dipole oscillations
значение ЭДС EJ на выходе витка 2 запишетс в видеthe EMF value EJ at the output of coil 2 is written as
Е. 5- , 27(1- §;)cj E. 5-, 27 (1- §;) cj
ГR
G3G3
2d 1 + эд„Соз 27(1- тг)2d 1 + ed „Soz 27 (1-tg)
&)„&) „
UQ SinutUq sinut
(10)(ten)
5five
JA Ja
(11)(eleven)
а амплитудное значение е; в относительных единицах - в видеand the amplitude value e; in relative units - in the form
JlIll2«Cos 27(H{;) 27(1-у)JlIll2 "Cos 27 (H {;) 27 (1-y)
0 0
где J -ц- - относительное значениеwhere j is c- relative value
частоты возбуждени электромагнитного пол .excitation frequency of the electromagnetic field.
в выражении (11) за базовое чение ЭДС прин та величинаin expression (11), for the basic value of the emf, the accepted value
Л| Г. I I Г|L | G. I I G |
SS
б b
(ьЕоУ 2d(by 2d
На фиг.2 приведены зависимости е д (у), рассчитанные по выражению (11) при различных значени х параметра ЭСд , из которого следует, что зависимости е;д f(у) нос т экстремальный характер и что существует диапазон частот (в частности, частота f ), в котором значени е, д максимальны и который должен быть выбран в качестве рабочего.Figure 2 shows the dependences e d (y) calculated by expression (11) for different values of the ESD parameter, from which it follows that the dependences e; d f (y) are extreme and that there is a frequency range (in particular , frequency f), in which the values of e, d are maximum and which should be chosen as a working one.
Устройство содержит излучатель электромагнитного пол , выполненный в виде двух . плоскопараллельнык пластин 1 (фиг.З), между которыми размещен индуктивный чувствительньй элемент , выполненный в виде катушки 2. С пластинами 1 соединен генератор 3 частоты; а катушка 2 соединена с первым входом блока преобразований 4, с вторым входом которого соединена шина 5 опорного напр жени .The device contains a radiator of an electromagnetic field, made in the form of two. plane-parallel plates 1 (FIG. 3), between which an inductive sensing element is placed, made in the form of a coil 2. A frequency generator 3 is connected to the plates 1; and coil 2 is connected to the first input of conversion unit 4, to the second input of which bus 5 of the reference voltage is connected.
Кроме того, в блоке преобразований 4 установлены усилитель 6, пик- детектор 7, интегрирующий усилитель 8 с двусторонним ограничением и пороговый элемент 9, причем вход усилител 6 соединен с катушкой 2, а выход через пик-детектор 7 - с первым входом интегрирующего усилител 8, второй вход которого соединен с шиной 5 опорного напр жени , а выход - с входом релейного усилител 9.In addition, an amplifier 6, a peak detector 7, an integrating amplifier 8 with two-sided limitation, and a threshold element 9 are installed in the conversion unit 4, the input element of the amplifier 6 is connected to the coil 2, and the output through the peak detector 7 is connected to the first input of the integrating amplifier 8 , the second input of which is connected to the bus 5 of the reference voltage, and the output is connected to the input of the relay amplifier 9.
Усилитель 6 может быть выполнен на основе операционного усилител 10 с резисторами 11-13; пик-детектор 7 - на диоде 14 и конденсаторе 15; интег- рирующий усилитель 8 с двусторонним ограничением - на операционном усилителе 16 с резисторами 17-19, конденсатором 20 и стабилитронами 21 и 22, пороговый элемент 9 - на оп ерадион- ном усилителе 23 с резисторами 24 и 25 и диодом 26.The amplifier 6 can be made on the basis of the operational amplifier 10 with resistors 11-13; peak detector 7 - on the diode 14 and the capacitor 15; an integrating amplifier 8 with two-sided limitation — on an operational amplifier 16 with resistors 17–19, a capacitor 20 and zener diodes 21 and 22, and a threshold element 9 — on an indirect radio amplifier 23 with resistors 24 and 25 and a diode 26.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Переменное напр жение синусоидальной формы с вькода генератора 3 поступает на пластины 1, образующие конденсатор, и в контролируемом объеме , ограниченном пластинами 1, возбуждаетс круговое электромагнитное поле.The alternating voltage of a sinusoidal form from the code of the generator 3 enters the plates 1 forming a capacitor, and in a controlled volume bounded by the plates 1 a circular electromagnetic field is excited.
10ten
12-80330612-803306
эна- При отсутствии контролируемогоIn the absence of a controlled
материала в поле конденсатора, образованного пластинами 1, между ними протекает ток смещени в воздухе, 5 величина которого практически не отличаетс от величины тока смещени в вакууме. Ток смещени возбуждает магнитное поле, индуцирующее в катушке 2 ЭДС синусоидальной формы, причем амплитуда этой ЭДС при посто нной амплитуде напр жени на выходе генератора 3 определ етс только током смещени в воздухе.the material in the field of the capacitor formed by the plates 1, between them flows a bias current in the air, 5 the value of which practically does not differ from the magnitude of the bias current in a vacuum. The bias current excites a magnetic field that induces a sinusoidal EMF in coil 2, and the amplitude of this EMF at a constant voltage amplitude at the output of generator 3 is determined only by the bias current in air.
Напр жение, индуцированное в катушке 2, поступает на первый вход сигнализирующего блока 4, т.е. на вход усилител 6, выполненного на основе операционного усилител 10 с резисторами 11-13 и обладающего высоким входным сопротивлением. Усилитель 6 преобразует входную ЭДС (ЭДС на выходе катушки 2) в выходное напр жение U( (фиг.4) практически без потреблени тока от катущки 2, что позвол ет исключить вли ние электромагнитного пол , образуемого током в катушке 2, на магнитное поле, образуемое током смещени .The voltage induced in coil 2 is fed to the first input of the signaling unit 4, i.e. to the input of the amplifier 6, made on the basis of the operational amplifier 10 with resistors 11-13 and having a high input resistance. Amplifier 6 converts the input emf (emf at the output of coil 2) into output voltage U ((Fig.4) with practically no current consumption from coil 2, which eliminates the influence of the electromagnetic field produced by the current in coil 2 on the magnetic field, generated by bias current.
f5f5
2020
2525
30 Напр жение U| с вьпсода усилител 6 поступает на вход пик-детектора 7, выполненного на диоде 14 и конденсаторе 15, в котором преобразуетс в детектированное (выпр мленное и сгла35 женное) напр жение Uj (фиг.4). Напр жение Ug поступает на первьй вход интегрирующего усилител 8 с двусторонним ограничением, на второй вход которого (т.е. на второй вход сигиа40 лизирующего.блока 4) поступает опорное напр жение U посто нного тока положительной пол рности с шины 5 опорного напр жени . Уровень опорного напр жени определ етс уровнем30 Voltage U | The amplifier 6 is fed to the input of the peak detector 7, made on a diode 14 and a capacitor 15, in which it is converted into a detected (straightened and smoothed) voltage Uj (Fig. 4). The voltage Ug is fed to the first input of the integrating amplifier 8 with two-sided limitation, the second input of which (i.e., the second input of the sig-40 lysis unit 4) receives the reference voltage U of the positive polarity voltage from the reference voltage bus 5. The level of the reference voltage is determined by the level
45 напр жени U на выходе пик-детектора 7 и равен его абсолютному значению (или несколько больше) при отсутствии контролируемого материала между пластинами 1. Формирование напр 50 жени из на шине 5 опорного напр жени осуществл етс любым известным в электротехнике устройством (на фиг.З не показано).45 of the voltage U at the output of the peak detector 7 and is equal to its absolute value (or slightly more) in the absence of controlled material between the plates 1. The voltage from the bus voltage 5 of the reference voltage is formed by any device known in electrical engineering (FIG. 3 not shown).
Интегрирующий усилитель 8 с дву55 сторонним ограничением может быть выполнен на основе операционного усилител 16, резисторов 17-19 с конденсатором 20 и стабилитронами 21 и 22 в цепи отрицательной обратнойIntegrating amplifier 8 with two-party limiting can be made on the basis of operational amplifier 16, resistors 17-19 with capacitor 20 and zener diodes 21 and 22 in the negative reverse circuit
Напр жение U| с вьпсода усилител 6 поступает на вход пик-детектора 7, выполненного на диоде 14 и конденсаторе 15, в котором преобразуетс в детектированное (выпр мленное и сглаженное ) напр жение Uj (фиг.4). Напр жение Ug поступает на первьй вход интегрирующего усилител 8 с двусторонним ограничением, на второй вход которого (т.е. на второй вход сигиализирующего .блока 4) поступает опорное напр жение U посто нного тока положительной пол рности с шины 5 опорного напр жени . Уровень опорного напр жени определ етс уровнемVoltage U | An amplifier 6 is supplied to the peak-detector input 7, performed on a diode 14 and a capacitor 15, which is converted into a detected (straightened and smoothed) voltage Uj (Fig. 4). The voltage Ug is fed to the first input of the integrating amplifier 8 with two-sided limitation, to the second input of which (i.e., the second input of the sigializing unit 4) receives the reference voltage U of the positive polarity voltage from the reference voltage bus 5. The level of the reference voltage is determined by the level
напр жени U на выходе пик-детектора 7 и равен его абсолютному значению (или несколько больше) при отсутствии контролируемого материала между пластинами 1. Формирование напр жени из на шине 5 опорного напр жени осуществл етс любым известным в электротехнике устройством (на фиг.З не показано).voltage U at the output of peak detector 7 and is equal to its absolute value (or slightly more) in the absence of controlled material between the plates 1. The voltage is generated from the bus 5 of the reference voltage by any device known in electrical engineering (in FIG. shown).
Интегрирующий усилитель 8 с двусторонним ограничением может быть выполнен на основе операционного усилител 16, резисторов 17-19 с конденсатором 20 и стабилитронами 21 и 22 в цепи отрицательной обратнойThe integrating amplifier 8 with two-sided limitation can be made on the basis of the operational amplifier 16, resistors 17-19 with capacitor 20 and zener diodes 21 and 22 in the negative reverse circuit
св зи операционного усилител 16, чт обеспечивает двустороннее ограничение выходного напр жени U операционного усилител 16 (интегрирующего усилител 8) на уровне, определ емом напр жением стабилизации стабилитронов 21 и 22, и позвол ет исключить глубокое насыщение операционного усилител 16.In connection with the operational amplifier 16, cht provides a two-sided limitation of the output voltage U of the operational amplifier 16 (integrating amplifier 8) at a level determined by the voltage stabilizing the zener diodes 21 and 22, and eliminates the deep saturation of the operational amplifier 16.
Таким образом, в рассматриваемом случае (фиг.4) на выходе интегрирующего усилител 8 формируетс напр жение U4 отрицательной пол рности, которое поступает на вход порогового элемента 9, выполненного на операционном усилителе 23 с резисторами 24 и 25, и диодом 26 в цепи отрицательной обратной св зи операционного усилител 23, исключающим формирование на выходе релейного усилител 9 напр жени отрицательной пол рности. Следовательно, при поступлении на вход порогового элемента 9 напр жени 1)4; отрицательной пол рности, на его выходе (т.е. выходе сигнализирующего блока 4) формируетс положительное напр жение U, отличное от нул , кот рое сигнализирует об отсутствии контролируемого материала между пластинами 1 (бункер пуст).Thus, in the case under consideration (Fig. 4), the output of the integrating amplifier 8 produces a negative polarity U4, which is fed to the input of the threshold element 9 made on the operational amplifier 23 with resistors 24 and 25 and a diode 26 in the negative reverse circuit connection of the operational amplifier 23, excluding the formation of a negative polarity voltage at the output of the relay amplifier 9. Consequently, when voltage threshold element 9 arrives at the input 1) 4; negative polarity, at its output (i.e., the output of the signaling unit 4), a positive voltage U, different from zero, is generated, which signals the absence of controlled material between the plates 1 (the hopper is empty).
При наличии контролируемого материала между пластинами 1 между ними протекает-ток смещени , определ емыйIn the presence of a controlled material between the plates 1 between them flows a bias current defined by
как током смещени в воздухе, так и током пол ризации, контролируемого материала. Величина тока смещени в данном случае больше величины тока смещени в воздухе (т.е. при отсутствии контролируемого материала между пластинами 1). Это вызывает увеличение ЭДС, индуцируемой в катушке 2, на величину, пропорциональную току пол ризации. Усилителем 6 эта ЭДС преобразуетс в напр жение U, (фиг.5), амплитуда которого больше амплитуды напр жени U, (фиг.1) в случае, когд между пластинами 1 отсутствует контролируемый материал. Выпр мленное и сглаженное пик-детектором 7 напр жение и, в виде напр жени U-, уровень которого по абсолютному значению превышает уровень опорного напр жени и на шине 5 опорного напр жени (фиг.5), поступает на первьй вход интегрирующего усилител 8, на выходе которого формируетс напр жег ние и положительной пол рности, которое , поступа на вход пороговогоboth by the bias current in the air and by the polarization current of the material being monitored. The magnitude of the bias current in this case is greater than the magnitude of the bias current in air (i.e., in the absence of a controlled material between the plates 1). This causes an increase in the emf induced in coil 2 by an amount proportional to the polarization current. The amplifier 6 converts this emf to voltage U, (figure 5), the amplitude of which is greater than the voltage amplitude U, (figure 1) in the case when there is no controlled material between the plates 1. The voltage rectified and smoothed by the peak detector 7 and, in the form of voltage U-, whose level exceeds the level of the reference voltage in absolute terms and on the bus 5 of the reference voltage (figure 5), goes to the first input of the integrating amplifier 8, at the output of which a voltage and a positive polarity is formed, which, arriving at the input of the threshold
элемента 9, переключает его, и на выходе усилител 9 (т.е. на выходе сигнализирующего блока 4) напр жение U (фиг.5) принимает нулевое значение, сигнализиру о наличии контролируемого материала между пластинами 1 (бункер заполнен).«element 9, switches it, and at the output of amplifier 9 (i.e., at the output of the signaling unit 4), the voltage U (figure 5) takes a zero value, signaling the presence of a controlled material between the plates 1 (the hopper is full). "
Наличие в устройстве интегрирующего усилител 8 совместно с пик,-де0 тектором 7 позвол ет исключить многократные срабатывани порогового элемента 9, вызванные колебани ми амплитуды напр жени U при заполнении бункера (и пространства между пласти5 нами 1) за счет фильтрующих свойств интегрирующего усилител 8 (фиг.5, начальна часть диаграммы напр же НИИ ).The presence in the device of an integrating amplifier 8 together with a peak, a detector 7, eliminates the repeated triggers of the threshold element 9 caused by fluctuations in the amplitude of the voltage U when the bunker is filled (and the space between the plate 1) due to the filtering properties of the integrating amplifier 8 (Fig .5, the initial part of the diagram, for example, SRI).
Выбор рабочей частоты генератора 0 3 производитс экспериментально. На фиг.6 представлены экспериментальные зависимости относительной амплитуды UAIThe selection of the operating frequency of the 0 3 generator is made experimentally. Figure 6 presents the experimental dependence of the relative amplitude UAI
р и At напр жени о --- на выходе усилиUA (8p and At voltages o --- at the output of force (8
5 тел 6 от частоты f генератора 3, где Ufli - амплитудное значение напр жени U(; ид,д - амплитудное значение Uj дл воздуха (при отсутствии материала между пластинами 1). На фиг.65 bodies 6 from the frequency f of the generator 3, where Ufli is the amplitude value of the voltage U (; id, d is the amplitude value Uj for air (in the absence of material between the plates 1). In FIG.
0 обозначено: крива 1 - зависимость J F(f) дл воздуха, крива 2 - дл крупы пшена шлифованного, крива 3 - дл молотого шамота. Из кривых, изображенных на фиг.6, следует, что наи5 более эффективна работа устройства в диапазоне частот 80-100 кГц.0 denotes: curve 1 — J F (f) dependence for air, curve 2 — for grinded wheat, curve 3 — for ground fireclay. From the curves shown in Fig.6, it follows that the most efficient operation of the device in the frequency range of 80-100 kHz.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843801663A SU1280330A1 (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Device for measuring level of dielectric materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843801663A SU1280330A1 (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Device for measuring level of dielectric materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1280330A1 true SU1280330A1 (en) | 1986-12-30 |
Family
ID=21142656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843801663A SU1280330A1 (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Device for measuring level of dielectric materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1280330A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604481C2 (en) * | 2011-09-15 | 2016-12-10 | Агеллис Груп Аб | Level measurement in metallurgical vessels |
RU2624979C1 (en) * | 2016-08-03 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Frequency method of measuring liquid level |
RU2654362C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for measuring the level of substance in an open metal capacity |
-
1984
- 1984-10-17 SU SU843801663A patent/SU1280330A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Скородумов С.А. и др. Помехоустойчива магнито-измерительна аппаратура. Л.: Энергоиздат, 1981, с. 144-147. За вка DE (Р 1295868, кл. 42е, 34 1969. Патент DD № 64579, кл. 42е, 34, 1967. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604481C2 (en) * | 2011-09-15 | 2016-12-10 | Агеллис Груп Аб | Level measurement in metallurgical vessels |
RU2624979C1 (en) * | 2016-08-03 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Frequency method of measuring liquid level |
RU2654362C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Device for measuring the level of substance in an open metal capacity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5426363A (en) | Object detecting device | |
TW363171B (en) | Verifier device for a magnetic security thread for verifying the authenticity of a document having a security thread associated therewith | |
SE8202094L (en) | DEVICE FOR THE DETECTION OF METAL FORMS IN A MATERIAL FLOW | |
EP0777127A3 (en) | Magnetism detecting device, magnetism sensor, terrestrial-magnetism detecting azimuth sensor, and attitude controlling sensor | |
SU1280330A1 (en) | Device for measuring level of dielectric materials | |
US4015472A (en) | Two-wire transmission system for vortex flowmeter | |
DE3361224D1 (en) | Device for non destructive measuring of the case hardening depth of a material | |
US20030206007A1 (en) | Inductive displacement sensor with a measuring head comprising a passive resonant circuit | |
EP0096568A1 (en) | Metal detection system | |
NO873158L (en) | MAGNETOMETER. | |
US6078172A (en) | Current-compensated current sensor for hysteresis-independent and temperature-independent current measurement | |
SE9801892L (en) | Sensor for contactless detection via modulation of electromagnetic signal by measuring magnitude controlled mechanical resonance | |
US5029268A (en) | Circuit arrangement for self-excitation of a mechanical oscillation system to natural resonant oscillations | |
US3585457A (en) | Material level sensing device and indicating system | |
EP0062396A2 (en) | Aluminium can detector | |
US4467662A (en) | Signal rectifier, especially for magnetoelastic transducers | |
SU1188634A1 (en) | Arrangement for non-destructive inspection of metal articles | |
SU1281929A2 (en) | Self-excited oscillator of string transducer | |
JPS6180086A (en) | Detection of metal body | |
SU453629A1 (en) | METHOD OF CONTACTLESS MEASUREMENT; PHYSICAL PARAMETERS MEDIUM ' | |
JPS57198803A (en) | Acceleration pedal sensor | |
JPH07103706A (en) | Position detector | |
SU364847A1 (en) | RADIO LEVEL | |
SU974246A1 (en) | Ferromagnetic material checking method | |
SU1739187A1 (en) | Device for command generating by hf amplitude modulated signal for inter pieces clearance measuring instruments |