устройство для измерения уровня жидкости
Классы МПК: | G01F23/28 путем измерения параметров электромагнитных или звуковых волн, направленных непосредственно в жидкие или сыпучие тела |
Автор(ы): | Воробей Г.К., Лысенко В.В. |
Патентообладатель(и): | Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-23 публикация патента:
09.08.1995 |
Сущность изобретения: устройство для измерения уровня жидкости содержит СВЧ-резонатор 1, СВЧ-генератор 2, ФНЧ 3 и частотомер 4. СВЧ-резонатор выполнен в виде линии задержки на отрезке волновода, закороченном на непогруженном конце. СВЧ-генератор выполнен в виде диода, катод которого подключен к стенке резонатора, а анод последовательно соединен с ФНЧ и частотомером. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, содержащее СВЧ-резонатор, подключенный к СВЧ-генератору, и последовательно соединенные фильтр и частотомер, отличающееся тем, что СВЧ-резонатор выполнен в виде линии задержки на отрезке волновода, закороченном на непогруженном конце, а СВЧ-генератор в виде полупроводникового диода, катод которого соединен со стенкой резонатора, а анод подключен к входу фильтра, выполненного в виде фильтра низких частот, причем рабочая частота частотомера![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041034/964.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041034/964.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении, судостроении, мелиорации и других областях техники. Наиболее близким аналогом является устройство, содержащее СВЧ-резонатор, подключенный к СВЧ-генератору, и последовательно соединенные фильтр и частотомер. Его недостатком является сложность и относительно невысокая (порядка 10% ) точность определения уровня жидкости. Цель изобретения повышение точности измерения и упрощение устройства. Для реализации этой цели предлагается устройство для измерения уровня жидкости, содержащее чувствительный элемент на резонаторе сверхвысоких частот (СВЧ), СВЧ-генератор, ФНЧ и частотомер, резонатор СВЧ выполнен на длинной линии, например отрезке волновода, закороченном на непогружаемом конце, СВЧ-генератор установлен внутри волноводного резонатора на расстоянии четверти длины волны от закороченного конца, при этом его катод подключен к стенке волновода, а к аноду последовательно подключены фильтр нижних частот и частотомер. СВЧ-генератор выполнен на лавинопролетном диоде Ганна. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 результаты экспериментальных исследований. Усилитель (СВЧ-генератор) с длинным волноводным резонатором, закороченным с торцов, причем одну закоротку составляет плоскость жидкости, представляет собой автогенератор с задержанной обратной связью (ЗОС). Теория систем с ЗОС показывает, что подобные автогенераторы способны генерировать на ряде собственных частот, эквидистантно расположенных через частотные интервалы, где Тх величина запаздывания волны в резонаторе между закоротками. Реально подобный автогенератор генерирует периодическую последовательность очень коротких радиоимпульсов (![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041008/8776.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041264/8771.gif)
Tx=
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/2041446-2t.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/2041446-3t.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041034/964.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/2041446-4t.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/2041446-5t.gif)
Устройство работает следующим образом. Открытый конец волновода 1 помещают в жидкость и в зависимости от текущего положения жидкости длина резонатора lх принимает различные величины (сообщающиеся сосуды). При этом генератор 2, размещаемый в резонаторе длиной lх, генерирует периодическую последовательность радиоимпульсов с периодом Тх. С анода генератора 2 снимается продетектированная видеопоследовательность импульсов, период которых Тх пропорционален текущему положению lх. С помощью ФНЧ 3 выделяют первую гармонику
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/2041446-6t.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041446/937.gif)
![устройство для измерения уровня жидкости, патент № 2041446](/images/patents/431/2041034/964.gif)
Класс G01F23/28 путем измерения параметров электромагнитных или звуковых волн, направленных непосредственно в жидкие или сыпучие тела