×
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 21-30 из 101.
27.11.2013
№216.012.8501

Способ автоматического управления движением судна с учетом волнения

Изобретение относится к области судовождения по заданному маршруту. Предложенный способ базируется на автоматическом управлении движением судна с двумя законами управления - оптимальным (в смысле точности стабилизации судна на курсе при спокойном море) и «облегченным» (для сохранности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499727
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.05.2015
№216.013.4b47

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550778
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2016
№216.015.4603

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для измерения давления содержит СВЧ чувствительный элемент в виде металлической полости, часть стенки которой выполнена упругой, соединенный с помощью элемента возбуждения и элемента съема электромагнитных колебаний с электронным блоком,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586388
Дата охранного документа: 10.06.2016
25.08.2017
№217.015.a7eb

Способ измерения количества каждой компоненты многокомпонентной среды в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения покомпонентного количества (объема) многокомпонентной среды в емкости, произвольным образом распределенной внутри нее. В частности, оно может быть применено для измерения количества каждой компоненты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611210
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.a8e8

Способ измерения состава двухфазного вещества в потоке

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения физических свойств веществ, являющихся компонентами двухфазного вещества, неподвижного или транспортируемого по трубопроводу. В частности, данный способ может быть применен для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611439
Дата охранного документа: 22.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab10

Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения физических свойств веществ, являющихся компонентами трехкомпонентного вещества, неподвижного или транспортируемого по трубопроводу. В частности, данный способ может быть применен для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612033
Дата охранного документа: 02.03.2017
20.02.2019
№219.016.c2f6

Магниторезистивная головка-градиометр

Изобретение относится к области магнитных наноэлементов на основе многослойных металлических наноструктур с магниторезистивным эффектом. Техническим результатом является создание магниторезистивной головки-градиометра на основе металлической ферромагнитной наноструктуры с планарным протеканием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403652
Дата охранного документа: 10.11.2010
23.02.2019
№219.016.c647

Способ управления движением судна

Изобретение относится к области судовождения. Автоматическое управление движением судна обычно осуществляется с помощью кормового руля достаточно эффективно, но при наличии нескольких гребных винтов, а также при волнении моря или ветре качество управления падает. Предложенный способ позволяет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002388650
Дата охранного документа: 10.05.2010
23.02.2019
№219.016.c64b

Способ измерения объемного содержания нефти и воды в потоке нефтеводяной эмульсии в трубопроводе

В резонаторе (4), встроенном в измерительный участок (1) трубопровода (2), возбуждают электромагнитные колебания и формируют два сигнала, частота одного из которых пропорциональна собственной (резонансной) частоте колебаний резонатора, а частота другого - его добротности. По резонансной частоте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410672
Дата охранного документа: 27.01.2011
23.02.2019
№219.016.c660

Устройство для измерения массы сжиженного газа в замкнутом резервуаре

Изобретение относится к электромагнитным методам контроля и измерения и может быть использовано для измерения массы сжиженных газов, включая криогенные жидкости, при любом их фазовом состоянии. Сущность: устройство содержит резонатор, выполненный в виде непрерывной щелевой линии на стенке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002427805
Дата охранного документа: 27.08.2011
Показаны записи 21-30 из 49.
10.08.2016
№216.015.5348

Способ определения малого влагосодержания нефтепродукта в диэлектрическом сосуде

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности измерения малого влагосодержания. Технический результат достигается тем, что в способе определения малого влагосодержания нефтепродукта в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594176
Дата охранного документа: 10.08.2016
13.01.2017
№217.015.655f

Свч-устройство для защиты кровли от наледей и сосулек

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для защиты кровли от наледей и сосулек. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение работоспособности устройства и уменьшение потери СВЧ-мощности при подогреве края кровли с наледями и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592312
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.7e51

Устройство для измерения концентрации сыпучего материала

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение процедуры измерения концентрации и повышение точности измерения. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601275
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.b266

Устройство для определения концентрации кислорода

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Устройство для определения концентрации кислорода, содержащее чувствительный элемент, расположенный в измерительной камере, и блок питания. Устройство согласно изобретению дополнительно содержит частотомер, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613596
Дата охранного документа: 17.03.2017
25.08.2017
№217.015.b326

Устройство для измерения скорости газового потока

Изобретение относится к области измерительной и информационной техники. Устройство для измерения скорости газового потока содержит первый блок питания, соединенный выходом с первым плечом преобразователя скорости газового потока в напряжение, включающего в себя проволоку с током, при этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613621
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.cbd2

Способ контроля процесса плавки в вакуумной дуговой печи

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности измерения межэлектродного промежутка. Способ включает измерение собственной резонансной частоты колебательного контура, возбужденного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620537
Дата охранного документа: 26.05.2017
25.08.2017
№217.015.ce10

Устройство для измерения угла вращения

Изобретение относится к области измерительной и информационной техники. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процедуры измерения угла вращения. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла вращения, содержащее исследуемый объект,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620777
Дата охранного документа: 29.05.2017
26.08.2017
№217.015.e380

Устройство для измерения электрического тока

Предлагаемое устройство относится к области информационно-измерительной техники. Техническим результатом является повышение точности и чувствительности измерения электрического тока. Устройство для измерения электрического тока содержит измерительную цепь, подключенную к входу нагревателя, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626387
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e3d6

Способ контроля сварных швов труб

Использование: для контроля сварных швов труб. Сущность изобретения заключается в том, что зондируют поверхность сварного шва трубы лучом и по принимаемому сигналу определяют предельные значения характеристик дефекта сварного шва по сравнению с нормативными параметрами, при этом трубу закрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626307
Дата охранного документа: 25.07.2017
26.08.2017
№217.015.eb2b

Устройство для измерения дифференциального тока

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов утечки с объектов, подключенных к источникам электрического напряжения. Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение процедуры преобразования сигнала вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628306
Дата охранного документа: 15.08.2017
+ добавить свой РИД