SU540148A1 - Способ определени положени границы раздела двух сред - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено дл  автоматического измерени  положени  границы раздела двух сред (в том числе дл  измерени  уровн  жидких и сьшучих сред). Известен способ измерени  уровн  среды в сосуде, состо щий в посылке электрического импульса вдоль электромагнитной линии задержки, вертикально установленной в сосуде так, чтобь она частично была погружена в среду в сосуде (указанна  среда вызьшает изменение импеданса линии ниже уровн  среды в сосуде), и приеме и выделеиии отраженного импульса, по вл ющегос  на верхнем конце линии задержки, вызванного отражением импульса, распростран ющегос  вниз по линии, благодар  изменению импенданса линии задержки ниже уровн  в сосуде, а также посылке нового импульса вдоль линии задержки при каждом получении и выделении отраженного импульса, по вл ющегос  на верхнем конце линии задержки, и измерегши частоты следовани  импульсов, котора   вл етс  мерой уровн  среды в сосуде 1. Этот способ характеризуетс  небольшой точностью измерени , зиачительной нелинейностью зависимости выходного сигнала от уровн  контролируемой среды и имеет ограниченную область применени . ЦеЛь изобрете1ш  - повышение точиосга измерени , устранение нелинейности зависимости измер емого временного параметра электрических колебаний от положени  границы раздела контролируемых сред. Дл  этого по предлагаемому способу в качестве зондирующего сигнала используют электромагнитную волну, измен ют знак зондирующей волны на противоположный после каждого приема отраженной волны и измер ют длительность полупериода полученных симметричных пр моугольных колебаний. На фиг. 1 приведены временные диаграммы сигналов в чувствительном элементе при ишользовании в качестве зондирующего сигнала крутого фронта плектромагнитной волны (электрического препарата); на фиг. 2 - форма иапр жени  на входе чувствительного элемента. На чертежах прин ты следующие обозначени : 1 - перва  зондирующа  электромапштна  волна (перепад напр жени  положительного знака), 2 - отраженна  электромагнитна  волна, 3 - переломленна  волна, 4 - втора  зондирующа  волна отрицательного знака, посланна  после приема

олны 2, 5 - втора  отраже ша  волна, 6 - втора  ереломленна  волна, 7 - треть  зондирующа  олна положительного знака, посланна  после риема волны 5.

Необходимым условием получеш1  информации с положением границы р здёлэ двузс CJjea,  вл етс  изменение волнового сопротивлени  увствительного элемента на границе раздела, т.е. различие электромагнитных параметров- контролируемых сред.

Пусть волновое сопротивление чувствительного элемента измен етс  по закону, приведенному на верхнем графике фиг. 1, .TReVI волновое сопротивление первого участка, Wj волновое сопротивление второго участка. Электромагнитную волну 1 поло о1тельного знака с крутым фронтом подают в момент времени t на вход чувствительного элемента (со стороны участка, имеющего большее волновое сопротивление W). При t входной участок линии нашнает зар жатьс . В момент t фронт волны 1 подходит к границе. раздела двух сред и происходит перераспределение энергии волны, которое можно представить как расщепление зондирующей волны 1 на отраженную 2 и преломленную 3.

Так как , коэффициент отрюкени  отрицателен и пол рность отраженной волны 2 противоположна зондирующей 1. Поэтому при t,, происходит частичный разрйд входного участка, линии. В момент tj отраже1ша  волна 2 возвращаетс  к входу, и в чувствительный Элемент посылают, новую зондирующую волну 4, уже отрицательного знака.

При распространении, этой волны лини  еще больше разр жаетс  (t,). В момент ts часть этой волны отражаетс  от границы раздела с переменой знака и начинаетс  частичньш зар д входного участка линии ().

В момент t4 .отраженна  волна 5 возвращаетс  к входу, в .чувствител)ьньй элемент посьшают новую зонди1)ую1Цую волну положительной пол рности 7, .к лини  снова начинает зар жатьс  до максимального уровн  (.).

В интервале времени 1д напр жение на входе линии равно максимальному значению, а при Ь :. i i2- минимальному. Таким образом, на входе чувствительного элемента образуетс  последовательность симметричных импульсов напр жени , nq форме--близких- к-п15 мругол)Иым (см.фиг. 2).

Величины временных интервалов

.

пр мо пропорциональны длине входного участка чувствительного элемента и используютс  в качестве меры положени  границы разделени  двух

сред.

Claims (1)

1. Патент США№ 3695107, кл, 73-290 от 11.08.72. (прототип)