Разработка многоэлементного пьезорезонансного датчика уровня сыпучих материалов с использованием связанных колебаний вибраторов

• Автор: Балыков, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Аналитический обзор существующих методов и средств контроля уровня сыпучих материалов
1.1 Особенности контроля уровня сыпучих материалов
1.2 Современное состояние в области методов контроля уровня сыпучих материалов
1.2.1 Методы и средства контроля уровня сыпучих материалов с дискретным выходом
1.2.2 Методы контроля уровня сыпучих материалов с аналоговым выходом
1.2.3 Методы контроля уровня сыпучих материалов с аналого-дискретным выходом
1.2.4 Сравнительная характеристика методов контроля уровня сыпучих материалов.
1.3 Средства контроля уровня сыпучих материалов с использованием датчиков вибрационного типа
1.3.1 Датчики уровня сыпучих материалов с чувствительным элементом камертонного типа
1.3.2 Датчики уровня сыпучих материалов с использованием связанных колебаний пьезорезонаторов
.1.4 Особенности контроля больших значений уровня сыпучих материалов
1.4.1 Обоснование необходимости разработки многоэлементного варианта
конструктивного исполнения пьезорезонансного датчика (МЭ ПРД) уровня сыпучих материалов
Выводы
Глава 2. Теоретическое обоснование основных принципов построения многоэлементных ПРД
2.1 Основные направления совершенствования устройств получения первичной измерительной информации

2.2 Особенности анализа и синтеза многоэлементных первичных измерительных преобразователей, основанных на использовании связанных колебаний в сложных динамических системах
2.3 Обоснование целесообразности использования связанных колебаний в системах с конечным числом степеней свободы для расширения функциональных возможностей первичных измерительных преобразователей
2.4 Применение статистического подхода к оценке обобщенных параметров колебательной системы многоэлементного датчика вибрационного типа
2.5 Использование статистических характеристик сложной колебательной системы многоэлементного датчика для оценки его чувствительности
2.6 Разработка методики расчета и проектирования колебательной системы многоэлементного датчика
Выводы
Глава 3. Анализ особенностей функционирования МЭ ПРД уровня сыпучих материалов с использованием методов имитационного моделирования
3.1 Разработка эквивалентной электрической схемы замещения ПРД уровня сыпучих материалов
3.2 Имитационное моделирование режимов работы различных вариантов конструктивного исполнения МЭ ПРД
3.2.1 Одногенераторный вариант МЭ ПРД
3.2.2 Дифференциальный вариант МЭ ПРД
3.2.3 Многогенераторный вариант МЭ ПРД
Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования и практическая реализация МЭ ПРД уровня сыпучих материалов
4.1 Результаты экспериментальных исследований ансамбля акустически связанных пьезорезонаторов

4.2 Классификация вариантов конструктивного исполнения МЭ ПРД уровня сыпучих материалов
4.3 Разработка конструкции и расчет основных параметров колебательной системы первичного преобразователя по результатам экспериментальных исследований опытного образца МЭ ПРД уровня сыпучих материалов
Выводы
Заключение
Литература
Приложение А: Акт внедрения устройства

помощью которого осуществляется возбуждение механических колебаний резонаторов и генерация выходного электрического сигнала, на необходимое расстояние от источников сильных механических и тепловых воздействий.
Рисунок 1.22 - Общий вид МСК датчика уровня и способ его установки
Конструкция датчика, представленная на рисунке 1.22, состоит из вибратора, выполненного, например, в виде металлической пластины (1), совершающей продольные колебания на частоте одного из своих обертонов, специального звукопровода (2) и составного пьезорезонатора (3). Пьезоэлемент (4) подключен одной системой обкладок к автогенератору, а другой - к измерительному прибору. В основу работы измерительного устройства положен механизм акусточувствительности , заключающийся в реализации функциональной зависимости фактической площади контакта между частицами вещества и поверхностью чувствительного элемента датчика от значения статического давления, создаваемого измеряемой средой. При этом величина акустических потерь колебательной системы датчика определяет изменение амплитуды электрического напряжения на выходных обкладках пьезоэлемента [6, 38, 40, 46, 50, 51,, 75, 84,
90, 132, 137, 145, 147, 152].
Аналитическую зависимость выходного сигнала датчика (II) от измеряемого уровня (Н) можно представить упрощенной формулой:
и=~7Ш (1-6)
и + ЪН
где Во - напряжение на выходе автогенератора, а и Ь - параметры, определяемые конструкцией измерительного преобразователя.