Моделирование процесса измерения положения границы раздела двух сред в емкости с применением радиочастотного метода

Рассматривается моделирование процесса измерения положения границы раздела двух сред, в частности двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью, содержащихся в емкостях одна над другой, с использованием радиочастотного метода. При этом обеспечивается инвариантность результатов измерения к электрофизическим параметрам обеих сред. В качестве чувствительных элементов используются отрезки длинной линии с горизонтальными участками на их нижних концах. Для обеспечения инвариантности к электрофизическим параметрам нижерасположенной среды используются собственные (резонансные) частоты двух отрезков длинной линии или фазовые сдвиги возбуждаемых и принимаемых на входе отрезков длинной линии электромагнитных волн фиксированной частоты, отраженных от их концов. Функциональное преобразование информативных параметров позволяет определить положение границы раздела двух жидкостей в емкости. В моделируемом процессе измерения для обеспечения инвариантности к электрофизическим параметрам обеих жидкостей в емкости размещаются вертикально три отрезка коаксиальной или двухпроводной длинной линии. Благодаря наличию горизонтальных участков у всех трех отрезков длинной линии устраняется недостаток — неопределенность результатов измерения значения положения границы раздела двух жидкостей при его нулевом и близких к нему значениям при совместной функциональной обработке резонансных частот трех отрезков длинной линии. Отрезки могут быть выполнены идентичными, имеющими одинаковые оконечные горизонтальные участки фиксированной длины, но разные нагрузочные реактивные сопротивления на концах горизонтальных участков. Между параллельными наружными проводниками отрезков коаксиальной длинной линии, вплоть до концов их горизонтальных участков, возбуждают электромагнитные колебания как в отрезке двухпроводной длинной линии, имеющем на конце горизонтального участка нагрузочное реактивное сопротивление, отличное от нагрузочных реактивных сопротивлений отрезков коаксиальной длинной линии. Это обеспечивает отличие друг от друга трех зависимостей соответствующих резонансных частот отрезков длинной линии от координаты границы раздела двух сред. Определение положения границы раздела сред в моделируемом процессе измерения на основе данного метода характеризуется повышенной точностью измерения, достаточно простой реализацией радиочастотных устройств и является свободным от недостатков других радиочастотных методов.