CZ3003U1 - Zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa, zejména plováku v tlakových nádobách - Google Patents

Description

(54) Zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa, zejména plováku v tlakových nádobách £5 co ©

©

N

U

-‘ •••V ·<

(►.·

Zapojení k ultrazvukovému plováku v tlakových nádobách.

snímání polohy

< c· ť. x*		O {
z >		o J	CZ1
ž° m.		th. i o (	O» J
o	O
			ας-

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa, např.plováku, pohybujícího se na rozhraní dvou tekutin o 'různé měrné hmotnosti, nebo pístu, zejména v tlakových nádobách.

Dosavadní stav techniky jsou zn c<n y z pus on y sním an i po i ohy ρΐ ovexu pracuj i c i na * tUkr, šířícího pri ne i pu prerus i nou v

Vdui Lil u Γάώ VtiXO VG i“iO V -.ΠβΠΐ ss xapa· a nebo při použití ultrazvukového měniče pracujícího současně jako vysílač i přijímač, založené na snímání vlnění odraženého od protilehlé stěny nádoby. Nevýhodou těchto metod je, še pokud se vytvoří v oblasti plováku mrak pevných částic a nebo se plovák pohybuje v suspenzním roztoku tak, že se ultrazvukové vlnění zatlumí, nejsou tyto metody spolehlivé.

Jsou rovněž známy metody dle patentů DE 3 13Í 455, US 3 898 '555 nebo EP 0 149 745 pracující na principu snímání permanentního magnetu umístěného na plováku, uvnitř kterého je vedena trubka z nemagnetického materiálu, v níž jsou umístěny magneticky citlivé snímače, např. jazýčková zátavy nebo Hal lovy generátory, a nebo je uvnitř trubky veden drát z magnetostrikčního materiálu, na kterém se budí ultrazvukový impuls v místě permanentního magnetu. Nevýhodou těchto řešení je, še provedení plováku se středovým otvorem vyžaduje přesné vedení plováku nebo pístu v kapalině a navíc je komplikované utěsnění vnitřních elementů, zejména ve vysokotlakých hydraulických systémech.

-1 v

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa, zejména plováku v tlakových nádobách, které je vytvořeno tak, že na vstup sondy jsou paralelně připojeny blok budícího signálu a zesilovací blok, jejichž výstupy jsou zavedeny do hradla, ke kterému je v sérii připojen vyhodnocovací člen.

Ve výhodném provedení je blok budícího signálu tvořen v sérii zapojenými budícím generátorem, taktovacím generátorem a generátorem braný, pricemz zesilovač;

ratcrem, který 3 = připojen .-5 - 1 - I - i -

Lr ~ Ur L·.’ — 1 na zdro3 nape t x, a vyhoctn oco va c 1 člen je tvořen integrovaným obvodem a výstupním spínacím zesilovacem.

Novým zapojením se dosahuje podstatně přesnějšího a spolehlivějšího snímání polohy tělesa, přičemž není nutno narušit či řešit specielní konstrukci tlakové nádoby nebo aereneho t e 1 e s d,

Přehled •nu merem ýkresech

Konkrétní příklad zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa v tlakových nádobách je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr.1 představuje základní blokové schéma zapojení a obr.2 blokové schéma z obr.1 s příkladným uspořádáním elektronických prvku.

Příklady provedení technického řešení

Zapojení podle technického řešení je tvořeno sondou _!_> která je prostřednictvím neznázorněného vazebního media připevněna na vnější povrch tlakové nádoby 2, uvnitř které je na rozhraní tekutin s vyšší a nižší měrnou hmotností volně pohyblivě uloženo těleso 3, např. plovák nebo píst. Na vstup sondy i jsou paralelně připojeny blok 4 budícího signálu a zesilovací blok 5, jejichž výstupy jsou zavedeny do hradla 6, k němuž je v sérii připojen vyhodnocovací člen 7.

Blok 4 budícího signálu je pak tvořen v sérii zapojenými bu’ dícím generátorem 41 . taktovacím generátorem 42 a generátorem 43 brány. Zesilovací blok 5 je tvořen v sérií zapojenými vstupním zesilovačem 51 . detektorem 52 a komparátorem 53. ktery je připojen na zcroj S napětí, a vyhodnocovací clen 7 je tvořen integrovaným obvodem 71 a výstupním spínacím zesilovačem 72.

Při snímání polohy tělesa 3 uvnitř tlakové nádoby 2 je v bloku 4 budícího signálu vyráběn ultrazvukový impuls, který je veden do sondy í_ upevněné na tlakovou nádobu 2 v požadovaném místě měření. Ultrazvukový impuls prochází stěnou tlakové nádoby 2, částečně se odrazí od rozhraní tlakové nádoby 2 a tekutiny a částečně proniká do tekutiny. V případě, že je těleso 3 v blízkosti sondy 1_, dojde k odrazu ultrazvukového impulsu. Tento postupuje zpět přes stěnu tlakové nádoby 2 do sondy í_, která slouží současně jako vysílač i přijímač signálů a zachycuje jak impulsy odražené od tělesa 3, tak od stěny tlakové nádoby 2. děna přes zesilovací blok 5,

Tato směs signálů je pak vekde je upravena na pravoúhlé impulsy, porovnávána s referenčním napětím ze zdroje 8 a dále je vedena do vyhodnocovacího členu 7, ve kterém je za pomocí časových okének vybrán impuls charakterizující signál odražený od tělesa 3. Tento impuls je pak ve vyhodnocovacím členu 7 zesílen a použit pro sepnutí relé, tyristoru nebo jiného neznázorněného výstupního členu.

Popsané provedení není jediným možným řešením podlí vynálezu, ale např. sonda 1_ může být upevněna na vnější; povrchu různých hydraulických strojů a zařízení a slouží k měřeni např. polohy pístu vysokot1akých hydraulických sys témů. Znázorněné elektronické prvky bloku 4 budícího signa lu, zesilovacího bloku 5 a vyhodnocovacího členu 7 mohou bý nahrazeny jinými, zajištujícími stejné funkce.

Claims (1)

1. MAROKY HA OCHRANU

   1. Zapojení k ultrazvukovému snímání polohy tělesa, zejména plováku v tlakových nádobách, vyznačující se t í m , še na vstup sondy (1) jsou paralelně připojeny blok (4) budícího signálu a zesilovací blok (5), jejíchž V/'SwLIpy j SOJ ČÍS ?./ krscl I 3. C O > , ks :íÍól'žu'J. j S V Sír “ rii připojen vyhodnocovací člen (7).

   Zapojení podle nároku i, vyznačující se tím, še blok (4) budícího signálu je tvořen v sérii zapojenými budícím generátorem (41), taktovacím generátorem (42) a generátorem (43) brány.

   Zapojení podle nároků 1 a 2, vyznač t í m , že zesilovací blok (5) nými vstupním zesilovačem (51),