SU830130A1 - High-frequency level meter - Google Patents
High-frequency level meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU830130A1 SU830130A1 SU792811383A SU2811383A SU830130A1 SU 830130 A1 SU830130 A1 SU 830130A1 SU 792811383 A SU792811383 A SU 792811383A SU 2811383 A SU2811383 A SU 2811383A SU 830130 A1 SU830130 A1 SU 830130A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sensor
- level
- correction circuit
- converter
- sensors
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к· измерению уровня диэлектрических сред с. помощью резонансных устройств и может быть использовано в криогенной, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to · measuring the level of dielectric media using resonant devices and can be used in cryogenic, petrochemical and other industries.
Известны двухканальныё резонансные уровнемеры, включающие два генератора высокой частоты, два первичных преобразовтеля, длина которых равна диапазону измерения, делители частоты, вычислительное устройство [1].Known two-channel resonant level gauges, including two high-frequency generators, two primary transducers, the length of which is equal to the measuring range, frequency dividers, computing device [1].
Однако эти уровнемеры не могут быть применены для решения задач, требующих постоянной величины абсолютной погрешности измерения, не зависящей от величины диапазона измерения (высоты емкости). Кроме того, характеристика двухканальных уровнемеров существенно нелинейна, ** и начальный участок диапазона имеет низкую чувствительность. Линеаризация характеристики уровнемера связана с дополнительными аппаратурными „с затратами и появлением дополнительных источников погрешностей. Все это затрудняет . создание высокочастотного уровнемера с независимой от диапазона измерения абсолютной погрешностью. ’ЧHowever, these level gauges cannot be used to solve problems that require a constant value of the absolute measurement error, which does not depend on the size of the measurement range (capacity height). In addition, the characteristic of two-channel level gauges is essentially non-linear, ** and the initial part of the range has a low sensitivity. The linearization of the characteristics of the level gauge is associated with additional hardware costs and the appearance of additional sources of errors. All this makes it difficult. creation of a high-frequency level meter with an absolute error independent of the measuring range. ’H
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является резонансный уровнемер, содержащий датчик , корректирующий контур, вычислительное устройство,.соединенное с выходами двух преобразователей для выделения информативных параметров из выходных сигналов датчиков и корректирующего контура [2].Closest to the invention in technical essence is a resonant level gauge comprising a sensor, a correction loop, a computing device connected to the outputs of two transducers to extract informative parameters from the output signals of the sensors and the correction loop [2].
Однако данное устройство харак — теризуется недостаточной точностью.However, this device is characterized by insufficient accuracy.
Цель изобретения - повышение точности измерения уровня диэлектрических сред посредством обеспечения независимости абсолютной погрешности измерения от диапазона измерения и снижения методической погрешности йзза наличия градиента диэлектрической проницаемости среды по высоте емкости.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the level of dielectric media by ensuring the independence of the absolute measurement error from the measuring range and reducing the methodological error of the presence of a gradient of the dielectric constant of the medium along the height of the capacitance.
Цель достигается тем, что уров-. немер снабжен дополнительными датчиками, количество которых равно E(HwaX f ) - 1, где Ε(Ηηιακ· - целая часть числаThe goal is achieved by the fact that the level. Nemer is equipped with additional sensors, the number of which is E (H waX f) - 1, where Ε (Η ηιακ · is the integer part of the number
Δ 'Δ '
Н - максимальное эначетах ние измеряемого уровня, м;’N - maximum measurement level, m; ’
836130 д' - приведенная относительная погрешность измерения каждого датчика;836130 d '- reduced relative measurement error of each sensor;
Δ- требуемая величина абсолютной погрешности измерения, mJ установленными вертикально друг за . другом над основным датчиком, устройством управления, вход которого соединен с одним из выходов вычислительного устройства, а выход - с цепями управления коммутатора, соединяющего выходы датчиков и корректирующего контура со входами преобразователей, выход одного из которых соединен с входами основного и всех четных дополнительных датчиков, а. выход другое го соединен со входами корректирующего контура и всех нечетных дополнительных датчиков.Δ is the required value of the absolute measurement error, mJ mounted vertically one after another. the other above the main sensor, a control device, the input of which is connected to one of the outputs of the computing device, and the output is connected to the control circuits of the switch connecting the outputs of the sensors and the correction circuit with the inputs of the converters, the output of one of which is connected to the inputs of the main and all even additional sensors, a. the output of the other is connected to the inputs of the correction loop and all the odd additional sensors.
Кроме того нижний конец основного датчика совмещен с нулевой отметкой диапазона измерения, а длина каждого датчика равнаIn addition, the lower end of the main sensor is aligned with the zero mark of the measuring range, and the length of each sensor is
УиахWiah
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого уровнемера.The drawing shows a block diagram of the proposed level gauge.
Уровнемер содержит η датчиков 1^...1(,, ’резонансные частоты которых равны между собой, корректирующий контур 1о, настроенный на резонанс| ную частоту пустого датчика, коммутатор 2, преобразователи 3 и 4, устройство 5 управления синхронизирующее работу всего уровнемера, и вычислительное устройство б, обрабатывающее преобразованные сигналы датчиков по определенному алгоритму. Каждый из датчиков представляет собой отрезок неоднородной электрической длинной линии с линейной выходной характеристикой (зависимость резонансной частоты от уровня среды) .Датчики 1^..1^ и корректирующий контур 1о возбуждаются одновременно выходными сигналами частотно-модулированных генераторов высокой частоты, входящих в состав преобразователей 3 и 4. При этом корректирующий конуур 1с и все четные • датчики 12^ (1 - 1,2...) возбуждаются генератором преобразователя 3, а всё' нечетные датчики генератором преобразователя 4. Выходные сигналы преобразователей 3 и 4 несут информацию о резонансной частоте корректирующего контура и датчиков в виде, удобном для дальнейшей обработки. В зависимости от используемого в преобразователе способа выделения информативного параметра он может быть построен по развертывающей или следящей схемам.The level gauge contains η sensors 1 ^ ... 1 (,,, whose resonant frequencies are equal to each other, a correction circuit 1 о , tuned to the resonant frequency of the empty sensor, switch 2, converters 3 and 4, control device 5 synchronizing the operation of the entire level gauge , and computing device b, which processes the converted sensor signals according to a certain algorithm, each of which is a segment of an inhomogeneous electric long line with a linear output characteristic (the dependence of the resonant frequency on the level sensors 1 ^ .. 1 ^ and correction circuit 1 о are excited simultaneously by the output signals of the frequency-modulated high-frequency generators included in the converters 3 and 4. Moreover, the correction circuit 1c and all even • sensors 1 2 ^ (1 - 1,2 ...) are excited by the generator of the converter 3, and all the odd sensors by the generator of the converter 4. The output signals of the converters 3 and 4 carry information about the resonant frequency of the correction circuit and sensors in a form convenient for further processing. Depending on the method used in the converter for extracting an informative parameter, it can be constructed according to the developing or tracking schemes.
Уровнемер работает слёдующим образом.The level gauge works as follows.
Изменение уровня среды вызывает изменение резонансной частоты частично заполненного датчика, а изменение диэлектрической проницаемости среды - изменение резонансной частоты корректирующего контура и всех полностью заполненных датчиков. При равенстве частоты колебаний генератора, входящего в состав преобразователя 3 или 4, с резонансной частотой возбуждаемого им датчика или корректирующего контура на выходе последних выделяется видеоимпульс, который через коммутатор 2 подается на вход преобразователя, в последнем он преобразуется в вид, удобный для дальнейшей обработки в вычислительном устройстве 6. Выходным сигналом устройства 5 управления коммутатор 2 устанавливается в исходное положение, при котором ко входу преобразователя 4 подключен выход корректирующего контура 1о, а ко входу преобразователя 3 - выход основного датчика 1γ. Выходные сигналы преобразователей 3 и 4, несущие информацию о . резонансных .частотах датчика 1^ и корректирующего контура 1О, поступают на вход вычислительного устрой-, ства 6. В вычислительном устройстве выходные сигналы преобразователей обрабатываются по алгоритму, исключающему зависимость результата пре образования от изменений диэлектрической проницаемости среды, и осуществляется оценка состояния датчика и корректирующего контура. При этом возможны следующие ситуации: корректирующий контур и датчик.пусты/ корректирующий контур заполнен частично, датчик пуст,1 корректирующий контур заполнен полностью, датчик заполнен частично; корректирующий контур и датчик заполнены полностью. Если корректирующий контур пуст или наполнен частично, то выходной сигнал прибора соответствует нулевому значению уровня. Если корректирующий контур заполнен полностью, а основной датчик частично, то устройство. управления остается в исходном состоянии, а измеряемый уровень Неравен уровню hx жидкост^ в .основном датчике. В случае, если корректирующий контур и основной датчик ’Заполнены полностью, выходной сигнал вычислительного устройства бчерез устройство 5 управления устанавливает коммутатор 2 в состояние, при котором к преобразователю 4 подключен основной датчик 1γ , а к преобразователю 3 - следующий за основным датчик 12. После Κ( ΐί К-S п-1) измерительных тактов прибор устанавливается в окончательное для данного измерительного цикла состояние, при котором к преобразователю 4 подключен высший из полностью заполненных датчиков, а к преобразователю 3 - частич830130 но заполненный или низший из пустых датчиков. Если к преобразователю 3 подключен пустой датчик, то измеряемый уровень равен нA change in the level of the medium causes a change in the resonant frequency of the partially filled sensor, and a change in the dielectric constant of the medium causes a change in the resonant frequency of the correction circuit and all completely filled sensors. If the oscillation frequency of the generator, which is part of the transducer 3 or 4, is equal to the resonant frequency of the sensor or the correcting circuit excited by it, a video pulse is emitted at the output of the latter, which is fed through the switch 2 to the input of the converter, in the latter it is converted into a form convenient for further processing in computing device 6. The output signal of the control device 5, the switch 2 is set to its original position, in which the output of the correction circuit 4 is connected 1 about , and to the input of the converter 3 is the output of the main sensor 1γ. The output signals of the converters 3 and 4, carrying information about. the resonant frequencies of the sensor 1 ^ and the correction circuit 1 O are fed to the input of the computing device 6. In the computing device, the output signals of the converters are processed according to an algorithm that excludes the dependence of the conversion result on changes in the dielectric constant of the medium, and the state of the sensor and the correction contour. The following situations are possible: corrective circuit and sensor. Empty / corrective circuit partially filled, sensor empty, 1 corrective circuit completely filled, sensor partially filled; The correction loop and sensor are completely filled. If the correction circuit is empty or partially filled, then the output signal of the device corresponds to a zero level value. If the correction circuit is full and the main sensor is partially filled, then the device. control remains in the initial state, and the measured level is not equal to the level h x liquid ^ in the main sensor. If the correction circuit and the main sensor are completely filled, the output signal of the computing device through the control device 5 sets the switch 2 to the state in which the main sensor 1γ is connected to the converter 4, and the next sensor 1 2 is connected to the converter 3. After Κ (ΐί K-S p-1) measuring cycles, the device is set to the final state for the given measuring cycle, in which the highest of the completely filled sensors is connected to the converter 4, and partially830130 but the filled or the lowest of the empty sensors is connected to the converter 3. If an empty sensor is connected to transducer 3, then the measured level is equal to n
~~~ ,~~~
Ηχ пΗχ n
номер высшего полностью заполненного датчика.number of the highest fully filled sensor.
Если к преобразователю 3 подключен 'частично заполненный датчик с < номером i +1, то измеряемый уровнь Нх определяется выражением Н *«αχ , ί ------+ hKгде i нх to вычислительное устройство, соединенное 'с выходами двух преобразователей для выделения информативных параметров из выходных сигналов датчиков и корректирующего контура, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и получения не зависимой от диапазона измерения абсолютной погрешности измерения, он снабжен дополнительными датчиками, число которых равно Е (Η>ηαχ δ ) ” 1 ' Е “ целая часть числаКах где η где h^- величина уровня в частично заполненном датчике. Вид алгоритма преобразования выходных сигналов и преобразователей 3 и 4 соответственно в вычислительном устройстве 6 определяется кон-20 струкцией датчика и требуемой точностью измерения. Наибольшую точность, равную ±0,4% от длины датчика ( li^ ) при изменении диэлектрической проницаемости среды С в диапазоне 1,21,6, обеспечивает алгоритм вида (f которого соевычислитель- с цепями введенного где f , f^0 - выходные сигналы преобразователей 3 и 4, соответствующие пустым датчикам.If a partially filled sensor with <number i +1 is connected to the converter 3, then the measured level Н х is determined by the expression Н * «αχ, ί ------ + h K where i н х to the computing device connected to the outputs two transducers for extracting informative parameters from the output signals of the sensors and the corrective circuit, characterized in that, in order to increase accuracy and obtain an absolute measurement error independent of the measurement range, it is equipped with additional sensors, the number of which is E ( Η > ηαχ δ) ” 1 'E "h entire nce number Kah where η where h ^ - level value in the partially-filled sensor. The form of the conversion algorithm of the output signals and converters 3 and 4, respectively, in the computing device 6 is determined by the design of the sensor and the required measurement accuracy. The greatest accuracy equal to ± 0.4% of the sensor length ( l i ^) when changing the dielectric constant of the medium C in the range 1.21.6 is ensured by an algorithm of the form (f of which is a calculator with circuits entered where f, f ^ 0 are the output signals from transducers 3 and 4 corresponding to empty sensors.
С целью обеспечения высокой точности и простоты реализации более предпочтительным является алгоритм £4 1^4) 1 который при изменении Е в диапазоне 1,2-1,6 обеспечивает погрешность не более ±0,5% от длины датчика ( Η^α>- ) Кроме того, использование в качестве входного сигнала преобразователя 4 сигналов самого верхнего из полностью заполненных датчиков позволяет уменьшить методическую погрешность измерения, обусловленную градиентом £ по высоте емкости.In order to ensure high accuracy and ease of implementation, it is more preferable that the algorithm £ 4 1 ^ 4) 1 which, when E is changed in the range 1.2-1.6, provides an error of not more than ± 0.5% of the sensor length ( Η ^ α> - ) In addition, the use of the signal of the uppermost of the completely filled sensors as the input signal of the converter 4 allows one to reduce the methodological measurement error caused by the gradient of £ along the height of the capacitance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792811383A SU830130A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | High-frequency level meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792811383A SU830130A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | High-frequency level meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU830130A1 true SU830130A1 (en) | 1981-05-15 |
Family
ID=20847001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU792811383A SU830130A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | High-frequency level meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU830130A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620780C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for determining interface position between components of three-component medium in container |
-
1979
- 1979-08-17 SU SU792811383A patent/SU830130A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620780C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for determining interface position between components of three-component medium in container |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6554423B2 (en) | LVDT sensor | |
| JPS60209833A (en) | Method and apparatus for determining coordinates of contact point on surface for sensing half analog of resistance type | |
| SU830130A1 (en) | High-frequency level meter | |
| CN103095297B (en) | Method for generating accurate frequency by direct digital frequency synthesizer | |
| JPS62235503A (en) | Capacity type position measuring transducer | |
| SU828121A1 (en) | Device for measuring capacitor capacitance | |
| CN110749340A (en) | Resistance-capacitance sensor signal measuring circuit | |
| JP2007121125A (en) | Current detector and capacitance measurement device | |
| JP2016099207A (en) | Voltage measuring device | |
| CN115407121A (en) | Broadband voltage proportion measuring method and device based on digital sampling | |
| SU635432A1 (en) | Hf ac voltage reproducing arrangement | |
| JPH0566988B2 (en) | ||
| SU1179230A1 (en) | Apparatus for measuring parameters of tested object | |
| SU932323A1 (en) | Device for dynamic graduation of pressure pickups | |
| SU1527505A1 (en) | Device for determining the position of interface of two dielectric fluids in a vessel | |
| SU920548A1 (en) | Device for measuring ac voltage | |
| SU765643A1 (en) | Capacitive transformer bridge for measuring displacements | |
| JPH09325164A (en) | Lost current measuring method of insulating material | |
| RU2231800C2 (en) | Device determining parameters of complex impedance | |
| SU720373A1 (en) | Device for measuring complex resistance | |
| SU661269A1 (en) | Temperature measuring device | |
| SU845077A1 (en) | Device for non-destructive inspection of electroconductive articles | |
| SU847002A1 (en) | Electromagnetic device for measuring distance to electroconductive surface | |
| SU834594A1 (en) | Method of measuring signal phase | |
| SU1168798A1 (en) | Eddj-current cauge of thickness of dielectric coating |