08.03.2019
219.016.d54d

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАТОРНОГО ДАТЧИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002456556
Дата охранного документа
20.07.2012
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике. Измеритель частоты резонаторного датчика технологических параметров содержит первый сумматор, соединенный соответственно первым и вторым плечами с резонаторным датчиком и выходом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, и генератор напряжения. При этом в него дополнительно введены второй сумматор, преобразователь частоты в напряжение, указательный и измерительный блоки, причем третье плечо первого сумматора соединено со входом преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к указательному блоку и первому плечу второго сумматора, второе плечо второго сумматора соединено с генератором напряжения, третье плечо второго сумматора соединено со входом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, выход последнего подключен к измерительному блоку. Технический результат заключается в упрощении процесса измерения частоты резонаторного датчика. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известен измеритель влажности газов, содержащий два клистронных генератора - измерительный и опорный, частоты которых определяются резонансными частотами соответственно измерительного и опорного объемных резонаторов (см. В.А.Викторов и др. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. Наука. М., 1978, с.255-256). В этом гигрометре разность частот обоих резонаторов, определяемая методом биений, является функцией влажности контролируемого воздуха, поступающего непрерывно в измерительный резонатор. Опорный резонатор закрыт и откачан до вакуума.

Недостатком этого известного устройства является низкая точность, связанная с нестабильностью частот клистронных генераторов и процедурой определения разности частот методом биений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятая автором за прототип устройство для измерения уровня по собственной частоте волноводного резонатора (см. В.А.Викторов и др. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. Энергоиздат, М.: 1989, с.87-88). Согласно принципу действия этого устройства, измерение резонансной частоты, связанной с уровнем контролируемой среды, состоит в том, что после возбуждения модулированных электромагнитных колебаний в волноводном резонаторе (датчике) резонансный импульс и два опорных импульса поступают на входы соответствующих формирователей, выходные сигналы которых используются для управления триггерами. Выходные импульсы триггеров далее поступают на входы фильтров низких частот соответственно. На выходах фильтров выделяются постоянные составляющие импульсов, которые затем подаются на соответствующие входы сумматора. С выхода последнего снимается напряжение, пропорциональное измеряемой величине. При этом количество триггеров и фильтров определяет точность измерения.

Недостатком этого измерителя можно считать сложность, связанную с формированием выходных импульсов триггеров и выделением из этих импульсов постоянных составляющих.

Техническим результатом заявляемого решения является упрощение процедуры измерения частоты резонаторного датчика.

Технический результат достигается тем, что в измеритель частоты резонаторного датчика технологических параметров, содержащий первый сумматор, соединенный соответственно первым и вторым плечами с резонаторным датчиком и выходом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, и генератор напряжения, введены второй сумматор, преобразователь частоты в напряжение, указательный и измерительный блоки, причем третье плечо первого сумматора соединено со входом преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к нулевому указателю и первому плечу второго сумматора, второе плечо второго сумматора соединено с генератором напряжения, третье плечо второго сумматора соединено со входом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, выход последнего подключен к измерительному блоку.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого указанными выше признаками, состоит в том, что частота резонаторного датчика технологических параметров сравнивается с частотой перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний и при нулевой разности этих частот измерением частоты перестраиваемого по частоте генератора определяют искомый технологический параметр.

Наличие в заявляемом измерителе совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить поставленную задачу измерения частоты резонаторного датчика технологических параметров на основе сравнения частот резонаторного датчика и перестраиваемого по частоте генератора с желаемым техническим результатом, т.е. упрощением процедуры измерения.

На чертеже приведена структурная схема измерителя.

Измеритель, реализующий данное техническое решение, содержит первый сумматор 1, соединенный вторым плечом с измерительным блоком 2 и выходом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний 3, преобразователь частоты в напряжение 4, соединенный выходом с указательным блоком 5 и первым плечом второго сумматора 6, и генератор напряжения 7. На чертеже цифрой 8 обозначен резонаторный датчик.

Измеритель работает следующим образом. Пусть на первое плечо сумматора 1 с резонаторного датчика 8 поступает сигнал частотой fиз, связанной с каким-нибудь технологическим параметром, а на второе плечо этого же сумматора с выхода перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний 3 - сигнал частотой fпер. Тогда, ввиду того, что этот сумматор работает как вычитатель, с третьего плеча данного сумматора можно получить разность Δf указанных выше частот. После этого на выходе преобразователя частоты в напряжение 4 может формироваться постоянное напряжение, пропорциональное сигналу на входе этого преобразователя, поступающему с третьего плеча первого сумматора. При этом следует отметить, что при нулевой разности Δf на выходе преобразователя напряжение должно быть максимальным, и наоборот.

В предлагаемом измерителе наличие постоянного напряжения на выходе преобразователя контролируется указательным блоком 5. Далее напряжение с выхода преобразователя поступает на первое плечо второго сумматора 6, работающего также как вычитатель. Одновременно на второе плечо этого сумматора от генератора напряжения 7 поступает постоянное напряжение. В результате с третьего плеча второго сумматора снимается разность напряжений, которая далее дает возможность управлять перестраиваемым по частоте генератором электромагнитных колебаний. Для этого с третьего плеча второго сумматора разностное напряжение ΔU поступает на вход перестраиваемого по частоте генератора. В качестве последнего может быть использован, например, генератор с варакторной перестройкой частоты ГЛПД-2. В силу этого частота на выходе данного генератора будет изменяться в зависимости от разностного напряжения ΔU, поступающего на варактор (вход) генератора ГЛПД-2. Как уже отмечалось выше, сигнал с выхода перестраиваемого по частоте генератора подается на второе плечо первого сумматора. В соответствии с приведенными выше рассуждениями с помощью последнего можно вычислить Δf при изменении частот fиз и fпер.

При fиз<fпep можно записать

Согласно заявляемому техническому решению, сигнал частотой Δf далее преобразуется в постоянное напряжение. Обозначим это напряжение U1, а постоянное напряжение, подаваемое от генератора напряжения на второе плечо второго сумматора, U2. Следовательно, разностное напряжение

ΔU=U2-U1

(здесь принимается, что U2>U1), снимаемое с третьего плеча второго сумматора, становится функцией параметра Δf. В результате получаем, что при Δf≠0, ΔU≠0 и перестраиваемый по частоте генератор перестраивает свою частоту до тех пор, пока частота fпер не станет равной частоте fиз. При равенстве этих частот Δf=0 (см. формулу (1)) и по принципу действия преобразователя в напряжение на его выходе напряжение (U1) должно быть максимальным и равным U2. В силу этого ΔU будет иметь нулевое значение, приводящее к остановке перестраивания частоты генератора 3. В результате всего этого, измерение частоты перестраиваемого по частоте генератора измерительным блоком 2 (установившийся режим работы измерителя) в момент отсутствия перестраивания частоты даст возможность определить частоту fиз, равную частоте fпер.

В данном измерителе слежение за максимумом постоянного напряжения U1, при котором измеряется частота fпер, производится указательным блоком.

В данном техническом решении независимо от соотношения частот fиз и fпер обязательным условием является наличие максимума и минимума постоянного напряжения на выходе преобразователя частоты в напряжение при Δf=0 и Δf=макс соответственно при постоянном значении напряжения U2.

Таким образом, в предлагаемом измерителе путем перестраивания частоты выходного сигнала генератора электромагнитных колебаний при определенных условиях можно обеспечить упрощение процедуры измерения частоты резонаторного датчика технологических параметров.

Реализация предлагаемого измерителя не требует сложных операций по преобразованию цифровых сигналов в аналоговые, и наоборот, что, несомненно, является одним из его достоинств по сравнению с прототипом и другими подобными устройствами.

Измеритель частоты резонаторного датчика технологических параметров, содержащий первый сумматор, соединенный соответственно первым и вторым плечами с резонаторным датчиком и выходом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, и генератор напряжения, отличающийся тем, что в него введены второй сумматор, преобразователь частоты в напряжение, указательный и измерительный блоки, причем третье плечо первого сумматора соединено со входом преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к указательному блоку и первому плечу второго сумматора, второе плечо второго сумматора соединено с генератором напряжения, третье плечо второго сумматора соединено со входом перестраиваемого по частоте генератора электромагнитных колебаний, выход последнего подключен к измерительному блоку.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 49.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.02.2014
№216.012.a743

Устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы, содержащее источник излучения, детектор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508534
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.05.2014
№216.012.c0ab

Устройство для определения поступательного перемещения

Изобретение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в устройство для определения поступательного перемещения, содержащее источник излучения и приемник, введены измеритель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515072
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.06.2014
№216.012.d8c9

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса измерения информативного параметра. Устройство для измерения давления содержит генератор электромагнитных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521275
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.09.2014
№216.012.f364

Устройство для измерения свойства диэлектрического материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения. Устройство для измерения свойства диэлектрического материала содержит генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528130
Дата охранного документа: 10.09.2014

Похожие РИД в системе