SU981829A1 - Сигнализатор уровн - Google Patents

Description

() СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ

1

Изобретение относитс  к технике измерени  и может быть использовано в строительной, горной, горно-рудной , химической, нефт ной, пищевой и других отрасл х промышленности дл  контрол  предельных уровней жидких, сыпучих и кусковых материалов.

Известны сигнализаторы предельного уровн  жидких, сыпучих и кусковых материалов, содержащие ВЧ или СВЧ генератор , чувствительный элемент и исполнительное устройство Q3.

Недостатком таких устройств  вл етс  низка  надежность контрол  веществ к налипанию, так как слой налипного вещества на поверхности чувствительного элемента сигнализатора приводит к изменению, емкости между электродами и ложному сраба тыванию .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  сигнализатор жидких, сыпучих и кусковых материалов , содержащий СВЧ генератор, исполнительное устройство, чувствительный элемент, выполненный в виде двух антенн, одна из которых включена на выход генератора, а друга  че-. рез последовательно соединенные выпр митель и кон/ енсатор подключена к входу исполнительного устройства 2 ..

Недостатками данного сигнализатора уровн   вл ютс  сложность конструкции чувствительного элемента, обусловленна  наличием двух антенн 5 и ограниченна  область применени , так как он не позвол ет контролировать уровень веществ, склонных к налипанию , измен ющийс  со скоростью менее 5 см/с, и уровень веществ с малыми проводимост ми.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет контрол  уровн  веществ, склонных к налипанию.

измен ющегос  со сколь угодно малой скоростью.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в сигнализатор уровн  дополнительно введены последовательно соединенные источник переменного тока и блок вентилей, подключенные на вход СВЧ генератора, последовательно соединенные СВЧ диод и пиковый детектор , включенные между исполнительным устройством и излучателем, а излучатель выполнен в видепассивного резонатора.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы , иллюстрирующие работу устройства; на фиг. 3 - конструкци  излучател , выполненна  в виде пассивного резонатора.

УСТРОЙСТВО состоит из излучател  1, СВЧ генератора 2, вентилей 3, источника переменного тока k, СВЧ диода 5, пикового детектора 6, исполнительного устройства 7. (.

СВЧ генератор 2 выполнен по схеме емкостей трехточки; блок вентилей 3 состоит из двухполупериодных выпр мителей ; блок питани  t представл ет собой понижающий трансформатор; пиковый детектор 6 состоит из транзистора и запоминающий емкости| исполнительное устройство 7 представл ет собой компаратор, нагрузкой которого  вл етс  электромагнитное реле . Бункер 8 на фиг. 1 показан как один из объектов автоматизации.

Сигнализатор предельного уровн  работает следующим образом.

По подаче питающего напр жени  Ц, в виде полупериодов выпр мленного , но не сглаженного напр жени  (крива  9) от блоков 4 и 3 СВЧ генератор 2, он вырабатывает переменное напр жение, модулированное по частоте (кривой 10). Это напр жение через элементы св зи возбуждает излучатель 1, настроенный на частоту (крива  11). Амплитуда напр жени  U« соответствует начальному эквивалентному сопротивлению излучател  1.

Пр отсутствии вещества в зоне контрол  излучател  1, на выходе СВЧ диода 5 образуютс  импульсы Uj (крива  12). Амплитуда импульсов О, пропорциональна эквивалентному согТротивлению излучател  1, а рассто ние между ними о определ етс  его резонансной частотой. При этом на

выходе пикового детектора 6 имеем напр жение, которое больше порогового напр жени  Uf,op (позици  13) исполнительного устройства 7 (прзйци  I), и последний не срабатывает . При достижении уровн  контролируемого вещества излучател  1 измен етс  его эквивалентное сопротивление и резонансна  частота (крива 

15J. Это изменение приводит к уменьшению амп.литуды и импульсов (крива  16) и увеличению рассто ни  между ними . Уменьшение амплитуды импульсов (крива  16) приводит к снижению сигнала и (позици  17) на выходе пикового детектора 6. Напр жение и (позици  17) становитс  меньше Upop (позици  13), что .приводит к срабатыванию исполнительного устройства.7.

Когда происходит налипание вещества на рабочую поверхность датчика, измен етс  резонансна  частота излучател  1 до , при этом его эквивалентное сопротивление уменьшаетс  незначительнр (крива  18), так как объем налипшей массы всегда намного меньше объема контролируемого вещества , а св зь излучател  с веществом выбрана небольшой. Уменьшение

резонансной частоты излучател  1 приводит к увеличению рассто ни  между импульсами J (крива  19)так как эквивалентное сопротивление излучател  1 при этом уменьшилась незначительно , то амплитуда U-импульсов (крива  19) практически остаетс  посто нной . В этом случае сигнал пикового детектора 6 (позици  20)

больше U;(jop исполнительного устройства 7 (позици  13) и полного срабатывани  не происходит.

Излучатель 1 представл ет собой пассивный резонатор .(например, четвертьволновый отрезок длинной линии 21), выполненный конструктивно в одном корпусе 22 с генератором СВЧ 23. СВЧ генератор 23 через элемент св зи 2 соединен с пассивным резонатором 21. Излучение СВЧ энергии происходит через щель, закрытую радиопрозрачным материалом 25. С помощью СВЧ диода 2б сигнал с пассивного резонатора 21 передаетс  на исполнительное устройство.

Таким образому питание СВЧ генератора через вентили источником переменного тока, а также введение пикового детектора позвол ет исключить вли ние налипшей массы вещества на работу сигнализатора, так как устрой ство реагирует только на амплитуду импульсов, а рассто ние между ними никакого воздействи  i-fe оказывает

Как видно из описани  работы устройства , на скорость изменени  уровн  контролируемого вещества никаких ограничений не накладываетс .

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 F 23/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 380962, кл. G 01 F 23/28, 1971 (прототип.

С J

I I

.

П: Ч

Г и/

V

Г

«

Т.