* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

Глава 20. Радиоволновые датчики рения уровня несовершенных диэлектриков сводится к измерению уровня д и э л е к т р и ч е с к и х сред. Измерение уровня путем локации контролируемой поверхности. Представля¬ ют интерес у р о в н е м е р ы , в к о т о р ы х в о л н а р а с п р о с т р а н я е т с я в с в о б о д н о м про¬ странстве. В о с н о в у их п о с т р о е н и я м о г у т б ы т ь п о л о ж е н ы м е т о д ы , используе¬ м ы е в р а д и о л о к а ц и о н н о й т е х н и к е д л я о ц е н к и р а с с т о я н и я д о объекта. По п р и н ц и п у д е й с т в и я т а к и е у р о в н е м е р ы д е л я т н а три г р у п п ы — и м п у л ь с н ы е , фазовые и частотные. В импульсном уровнемере з о н д и р у ю щ и й с и г н а л п р е д с т а в л я е т собой корот¬ к и й р а д и о и м п у л ь с , по в р е м е н и п р о х о ж д е н и я которого д о поверхности с р е д ы и обратно п р о и з в о д и т с я о ц е н к а р а с с т о я н и я . Д л я и з м е р е н и я р а с с т о я н и й , н е пре¬ в ы ш а ю щ и х н е с к о л ь к и х д е с я т к о в м е т р о в ( д и а п а з о н , х а р а к т е р н ы й д л я измере¬ н и я у р о в н я н а т е х н о л о г и ч е с к и х о б ъ е к т а х ) , н е о б х о д и м ы з о н д и р у ю щ и е импуль¬ с ы д л и т е л ь н о с т ь ю н е более д е с я т ы х д о л е й н а н о с е к у н д ы [4, 5]. П о с т р о е н и е уровнемеров с частотной модуляцией о с н о в а н о н а п р и м е н е н и и генератора, ко¬ т о р ы й в ы р а б а т ы в а е т к о л е б а н и я с частотой, и з м е н я ю щ е й с я п е р и о д и ч е с к и , на¬ п р и м е р , по л и н е й н о м у з а к о н у [5]. Время-импульсные уровнемеры на основе направляющих систем. При возбуж¬ д е н и и д л и н н о й линии к о р о т к и м и м п у л ь с о м , к о т о р ы й отражается от г р а н и ц ы раздела о к р у ж а ю щ е й с р е д ы с контролируемой средой, интервал в р е м е н и м е ж д у з а п у с к а ю щ и м и о т р а ж е н н ы м и м п у л ь с а м и пропорционален р а с с т о я н и ю от п р и е м о - п е р е д а ю щ е г о устройства д о г р а н и ц ы раздела сред. Р е а л и з а ц и я этого прин¬ ципа с в я з а н а с и з м е р е н и е м очень м а л ы х и н т е р в а л о в в р е м е н и и с о з д а н и е м ко¬ ротких зондирующих и м п у л ь с о в . Н а п р и м е р , д л я д и а п а з о н а и з м е р е н и я 0 + 1 м длительность зондирующего и м п у л ь с а д о л ж н а быть н е более 1 н с , т а к к а к ин¬ тервал м е ж д у н и м и о т р а ж е н н ы м и м п у л ь с о м с о с т а в л я е т величину п о р я д к а 7 нс. Д л я одноточечной с и г н а л и з а ц и и у р о в н я в е м к о с т я х н а х о д я т п р и м е н е н и е С В Ч - с и г н а л и з а т о р ы в силу их д о с т о и н с т в — б е с к о н т а к т н о с т и к о н т р о л я и ком¬ п а к т н о с т и к о н с т р у к ц и и . Обычно в этих у с т р о й с т в а х и з м е р я ю т м о щ н о с т ь отра¬ ж е н н о й от г р а н и ц ы раздела в о л н ы или п р о ш е д ш е й в о л н ы [4, 5]. Инвариантные измерения уровня. Во м н о г и х случаях д а т ч и к у р о в н я в реаль¬ н ы х у с л о в и я х э к с п л у а т а ц и и находится под в о з д е й с т в и е м м е ш а ю щ и х факторов, и з м е н я ю щ и х с я в ш и р о к и х диапазонах. Их и з м е н е н и е м о ж е т привести к значи¬ т е л ь н ы м и з м е н е н и я м д и э л е к т р и ч е с к о й проницаемости к о н т р о л и р у е м о й с р е д ы или ее проводимости. Один и з путей п о в ы ш е н и я точности состоит в создании д а т ч и к о в , и н в а р и а н т н ы х к в о з м у щ е н и я м , за счет организации д о п о л н и т е л ь н ы х к а н а л о в преобразования, число к о т о р ы х определяется числом к о м п е н с и р у е м ы х в о з м у щ е н и й [14]. А н а л и з и р у я в ы х о д н ы е х а р а к т е р и с т и к и р е з о н а н с н ы х д а т ч и к о в , м о ж н о отметить особенности реализации и н в а р и а н т н ы х у р о в н е м е р о в . Ф у н к ц и и преобразования к а н а л о в , удовлетворяющих условию и н в а р и а н т н о с т и , л е г к о сформировать путем в к л ю ч е н и я различных р е а к т и в н ы х н а г р у з о к н а к о н ц а х от¬ р е з к о в линии ( н а п р и м е р , один отрезок м о ж е т быть к о р о т к о з а м к н у т , а другой — р а з о м к н у т ) . И н в а р и а н т н ы е у р о в н е м е р ы могут быть п о с т р о е н ы т а к ж е н а о с н о в е одного отрезка д л и н н о й л и н и и [4, 5]. При измерении у р о в н я д и э л е к т р и ч е с к и х сред с в ы с о к о й точностью необходима к о м п е н с а ц и я в л и я н и я и з м е н е н и я ди¬ электрической проницаемости е. П р и б л и ж е н н а я в ы х о д н а я х а р а к т е р и с т и к а и м е ­ ет вид f = f [1 + (Б - 1)ф(x)] , г д е cp(x) характеризует распределение э н е р 0 - 1 / 2