устройство для измерения уровня жидкости

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, содержащее источник колебаний, упругий элемент, выполненный в виде пружины и соединенный с чувствительным элементом, выполненным в виде стержня, датчик, связанный с чувствительным элементом, и индикатор, отличающееся тем, что в него введены согласующий усилитель и анализатор, последовательно включенные между датчиком, выполненным в виде датчика вибраций и индикатором, при этом пружина выполнена резонансной и шарнирно соединена со стержнем, шарнирно связанным с жестким основанием, а датчик вибраций жестко установлен на стержне или выполнен бесконтактным и установлен на неподвижном основании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение при разработке соответствующих приборов.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее источник колебаний, упругий элемент выполненный в виде пружины соединенный с чувствительным элементом, выполненным в виде стержня, датчик, связанный с чувствительным элементом, и индикатор.

Однако такое устройство не позволяет проводить измерения с точностью превышающей точность измерительных и анализирующих трактов аппаратуры. Кроме того, использование пневматического возбуждения колебаний механической системы усложняет устройство а следовательно, и понижает эксплуатационную надежность.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения уровня жидкости.

Для этого в устройство, содержащее источник колебания, упругий элемент, выполненный в виде пружины, соединенный с чувствительным элементом, выполненным в виде стержня, датчик, связанный с чувствительным элементом, и индикатор, введены согласующий усилитель и анализатор последовательно включенные между датчиком, выполненным в виде датчика вибрации, и индикатором, при этом пружина выполнена резонансной и шарнирно соединена со стержнем, шарнирно связанным с жестким основанием, а датчик вибраций жестко установлен на стержне или выполнен бесконтактным и установлен на неподвижном основании.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, согласующий усилитель 2, анализатор 3 и индикатор 4. В качестве датчика 1 вибраций можно использовать, например, пьезоэлектрические датчики. Указанный датчик жестко закрепляется на одном из концов стержня 5. В качестве чувствительного элемента, погруженного на глубину h в жидкость, может быть использован другой конец стержня либо закрепленная на нем пластина 6 (в зависимости от плотности жидкости). В качестве датчика можно использовать бесконтактные системы измерения колебаний (оптические, лазерные и т.п.). Стержень 5 через шарнир 7 связан с неподвижным основанием. Один конец упругой пружины 8 через шарнир 9 связан со стержнем 5. Второй конец пружины 8 связан с источником 10 гармонических колебаний.

Устройство работает следующим образом.

С помощью источника 10 гармонических колебаний через пружину 8 и шарнир 9 возбуждают резонансные колебания системы на частоте

_o= где с - жесткость пружины;

m - масса подвижных частей системы.

С помощью датчика 1, согласующего усилителя 2, анализатор 3 и индикатора 4 определяют амплитуду колебаний x(t). По известным геометрическим соотношениям (расстояние между шарнирами, датчиком и т.д.) и зависимости x(t) = (h), которую предварительно определяют теоретически или экспериментально, определяют уровень h жидкости.