FI63300C - MEASUREMENT OF THE PLACERING OF AV GRRAENSYTAN MELLANTVAO MATERIAL I EN BEHAOLLARE - Google Patents

MEASUREMENT OF THE PLACERING OF AV GRRAENSYTAN MELLANTVAO MATERIAL I EN BEHAOLLARE Download PDF

Info

Publication number
FI63300C
FI63300C FI762015A FI762015A FI63300C FI 63300 C FI63300 C FI 63300C FI 762015 A FI762015 A FI 762015A FI 762015 A FI762015 A FI 762015A FI 63300 C FI63300 C FI 63300C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sound
wall
acoustic
wave
conductors
Prior art date
Application number
FI762015A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI63300B (en
FI762015A (en
Inventor
Nikolai Ivanovich Brazhnikov
Original Assignee
Vnii K Tsvetmetavtomatika
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU752161009A external-priority patent/SU842416A1/en
Priority claimed from SU752165624A external-priority patent/SU599203A1/en
Application filed by Vnii K Tsvetmetavtomatika filed Critical Vnii K Tsvetmetavtomatika
Publication of FI762015A publication Critical patent/FI762015A/fi
Publication of FI63300B publication Critical patent/FI63300B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI63300C publication Critical patent/FI63300C/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2961Acoustic waves for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2965Measuring attenuation of transmitted waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

ΓβΙ tii\ KUULUTUSJULKAISU /77ΠηΓβΙ tii \ ADVERTISING PUBLICATION / 77Πη

t j (11) UTLÄCGNINGSSKRI FT 0 0 0UUt j (11) UTLÄCGNINGSSKRI FT 0 0 0UU

C ..-.Patentti myönnetty 10 05 1933 VgSJ •««Patoni tonVnlat ^ ^ (SI) K<rjJ/lM.CL3 G 05 D 9^00 | SUOMI—FINLAND pi) ριημμ^-νιμιμ^ι 762015 • (22) HakemtapUvi—AMSknlnpdac O9.O7.76 ' ' (23) Alkupllvi —Glttlgh«ttdi| O9.O7.76 (41) Tullut JuIMmIuI — Blivic off«it)l|C ..- Patent granted 10 05 1933 VgSJ • «« Patoni tonVnlat ^ ^ (SI) K <rjJ / lM.CL3 G 05 D 9 ^ 00 | FINLAND — FINLAND pi) ριημμ ^ -νιμιμ ^ ι 762015 • (22) HakemtapUvi — AMSknlnpdac O9.O7.76 '' (23) Alkupllvi —Glttlgh «ttdi | O9.O7.76 (41) Tullut JuIMmIuI - Blivic off «it) l |

Patentti-ja rekisterihallitus .... ...._____ . 12.01.77 _ ^ ' (44) NlhtttvIluIpMon {· kuuLhilkalaun pvm. —Patent and Registration Office .... ...._____ . 12.01.77 _ ^ '(44) NlhtttvIluIpMon {· moonlight date. -

Patent- och registerstyreleen ' ' amMcu utU(d ocfc utLskrtfu« pubUcand 31 Q1 Q3 (32)(33)(31) Pyydetty «tuoJk*u«—Ä.jtrd priorttat ^ Q ^ 23.07.75, 0i+.08.75, 01*.08.75, 11.08.75, 11.08.75 USSR(su) 2156895, 2161009, 2162829, 2160657, 2161351, 2165621* (Tl) Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky i Konstruktorsky Institut "Tsvetmetavtomatika", Dmitrovskoe shosse 129, Moskva, USSR(SU) (72) Nikolai Ivanovich Brazhnikov, Moskva, USSR(SU) (Jb) Oy Kolster Ab (5I+) Laite kahden aineen rajapinnan sijainnin määrittämiseksi säiliössä -Anordning för bestämning av placeringen av gränsytan mellan tvä material i en behällarePatent- och registerstyreleen '' amMcu utU (d ocfc utLskrtfu «pubUcand 31 Q1 Q3 (32) (33) (31) Requested« importJk * u «—Ä.jtrd priorttat ^ Q ^ 23.07.75, 0i + .08.75, 01 * .08.75, 11.08.75, 11.08.75 USSR (su) 2156895, 2161009, 2162829, 2160657, 2161351, 2165621 * (Tl) Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky i Konstruktorsky Institut "Tsvetmetavtomatika", Dmitrovskoe shosse, US, 129 (72) Nikolai Ivanovich Brazhnikov, Moscow, USSR (SU) (Jb) Oy Kolster Ab (5I +) Device for determining the location of the interface of two substances in a tank -Anordning för bestämning av placeringen av gränsytan mellan tvä material i en behällare

Esillä oleva keksintö koskee teknologisten parametrien automaattista valvontaa eri tuotantoprosesseissa eri teollisuudenaloilla akustisten värähtelyiden avulla ja erityisesti laitetta kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi yksikerros-säiliöissä. Keksintöä voidaan käyttää automaattisissa järjestelmissä, joilla valvotaan hydrometallurgisia ja malminrikastuspro-sesseja rauta- tai ei-rautametallurgiassa, kemiallisessa, petroke-miallisessa, elintarvike- ja muissa teollisuuksissa eri aineiden rajapinnan automaattista ei-kosketusvalvontaa varten teknologisissa yksikerrossäiliöissä.The present invention relates to the automatic control of technological parameters in different production processes in different industries by means of acoustic vibrations and in particular to a device for controlling the gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks. The invention can be used in automated systems for controlling hydrometallurgical and ore enrichment processes in ferrous or non-ferrous metallurgy, chemical, petrochemical, food and other industries for automatic non-contact control of the interface of different substances in technological single-layer tanks.

Rajapintojen valvonta perustuu tällaisten aineiden jonkin ominaisuuden eroihin. Valvottavalle tuotantoprosessille voivat olla luonteenomaisia aineen ominaisuuksien epästabiliteetin eri tekijät, 63300 jotka häiritsevät kaasu-neste ja neste-neste rajapintojen valvontaa. Näihin tekijöihin kuuluvat nesteiden vaihteleva tai alentunut tiheys, korotetut paineet ja viskositeetti, permittiviteetin muutokset, nesteen hämmentäminen kaasukuplilla, vaihtelevan konsistenssin omaava huomattava vaahtokerros nesteen pinnalla, erilaiset suspensiot nesteen sisällä ja jotkin muut tekijät.Interface control is based on differences in some properties of such substances. The controlled production process may be characterized by various factors of instability of the properties of the substance, 63300, which interfere with the control of the gas-liquid and liquid-liquid interfaces. These factors include varying or decreased density of liquids, increased pressures and viscosity, changes in permittivity, agitation of the liquid with gas bubbles, a considerable layer of foam of varying consistency on the surface of the liquid, various suspensions within the liquid, and some other factors.

Päävaatimuksena, joka asetetaan menetelmille ja laitteille kaasu-neste ja neste-neste rajapintojen valvomiseksi on minimoida mainittujen epästabiliteettitekijoiden vaikutus valvonnan luotettavuuteen ja tarkkuuteen. Vaaditaan myös, että valvontamenetelmän tulee olla herkkä, turvallinen käyttöhenkilökunnalle, että laitteen tulee olla rakenteeltaan yksinkertainen ja sen markkinahinnan tulee olla alhainen.The main requirement for methods and apparatus for monitoring gas-liquid and liquid-liquid interfaces is to minimize the effect of said instability factors on the reliability and accuracy of the control. It is also required that the control method be sensitive, safe for the operating staff, that the device be simple in structure and that its market price be low.

Rajapintojen valvontaan voidaan käyttää menetelmiä ja laitteita, jotka teknologisten ominaisuuksiensa mukaan voidaan luokitella kahteen, anturiryhmään ja kosketuksettomaan ryhmään. Ensinmainituissa menetelmissä ja laitteissa on tuntoelementit, jotka antavat informaation valvottavasta rajapinnasta, sijoitettu teknologiseen säiliöön, joka sisältää mainitut aineet ja ne koskettavat näitä aineita. Mitä toiseen ryhmään tulee, ovat tuntoelementit valvottavan säiliön ulkopuolella eivätkä niiden aineiden suoran vaikutuksen alaisina, joiden rajapintaa valvotaan.Methods and devices can be used to monitor the interfaces, which according to their technological properties can be classified into two groups, a sensor group and a non-contact group. In the former methods and devices, sensing elements which provide information about the monitored interface are placed in a technological container containing said substances and in contact with these substances. As for the second group, the sensing elements are outside the controlled tank and not under the direct influence of the substances whose interface is monitored.

Ennestään tunnettuja ovat uimurimenetelmä ja -laite rajapinnan valvontaan, jotka kuuluvat ensimmäiseen ryhmään. Tämä tunnettu menetelmä perustuu siihen, että tiivis ontto kappale tai ei-hygros-kooppinen kappale, jolla on alhainen tiheys (uimuri) ja jonka kellu-vuus on negatiivinen ylempään aineeseen nähden ja positiivinen alempaan aineeseen nähden, joiden aineiden rajapintaa valvotaan, sijoitetaan nämä aineet sisältävään säiliöön ja mainitun kappaleen pystysuora siirros rekisteröidään, sen aseman osoittaessa valvottua rajapintaa. Tunnettuun laitteeseen sisältyy uimurin lisäksi järjestelmä uimurin siirroksen rekisteröimiseksi. Tällaisessa järjestelmässä voidaan käyttää induktiokelaa ja indikaattoria, joka osoittaa sen muutoksen sähkömagneettisessa kentässä, jonka aiheuttaa uimurin siirros suhteessa kelaan.A floating method and apparatus for interface monitoring are known from the first group. This known method is based on placing a dense hollow body or a non-hygroscopic body with a low density (float) with a negative buoyancy relative to the upper substance and positive with respect to the lower substance, the interface of which is controlled. into the tank and the vertical displacement of said body is recorded, its position indicating a supervised interface. In addition to the float, the known device includes a system for registering the movement of the float. In such a system, an induction coil and an indicator showing the change in the electromagnetic field caused by the displacement of the float relative to the coil can be used.

Tällä tunnetulla menetelmällä ja laitteella on kuitenkin heikko luotettavuus ja tarkkuus valvottaessa rajapintaa viskoosien 3 63300 aineiden välillä sikäli kuin uimuri pistää yhteen aineista sekä valvottaessa kaasu-neste rajapintaa, kun nesteen pinnalla oleva paksu vaahto ympäröi uimuria jonkin matkaa pinnasta, mitä matkaa ei voida ennalta arvioida.However, this known method and apparatus has poor reliability and accuracy in monitoring the interface between viscous 3 63300 substances insofar as the float injects one of the substances and in monitoring the gas-liquid interface when a thick foam on the liquid surface surrounds the float some distance from the surface.

Samalla tavoin on tunnettu kapasitiivinen menetelmä ja laite rajapinnan valvomiseksi, myös nämä kuuluvat ensimmäiseen ryhmään.Similarly, a capacitive method and device for monitoring the interface are known, these also belong to the first group.

Tämä tunnettu menetelmä perustuu siihen, että säiliön sisälle on sijoitettu tuntoelementti, jolla on kahden levyn (tai tangon) muoto, joiden välissä on rako (väli), ja mainitun elementin kapasiteetti mitataan ja tämä kapasiteetti riippuu mainitussa välissä olevan aineen permittiviteetistä ja rajapinnan sijainti määrätään täten mitatusta kapasiteetista. Tunnettu laite sisältää kapasitii-visen tuntoelementin lisäksi mainitun elementin kapasiteetin muutoksen mittalaitteen, joka muutos tapahtuu, kun valvottava rajapinta siirtyy suhteessa mainittuun rekisteröintilaitteeseen.This known method is based on placing inside the container a sensing element having the shape of two plates (or rods) with a gap (gap) between them, and the capacity of said element is measured and this capacity depends on the permeability of the intermediate material and the interface is thus determined measured capacity. The known device includes, in addition to a capacitive sensing element, a measuring device for a change in the capacity of said element, which change occurs when the interface to be monitored moves relative to said recording device.

Tunnettu menetelmä ja laite rajapintojen valvontaan ovat epäedullisia siinä, että niiden luotettavuus on huono, koska aineiden permittiviteetti vaihtelee ja tuntoelementin väli ja tästä syystä sen kapasiteetti muuttuu aineissa olevien suspensoituneiden osasten vaikutuksesta.The known method and device for monitoring interfaces are disadvantageous in that their reliability is poor because the permeability of the substances varies and the distance between the sensing element and therefore its capacity changes due to the suspended particles in the substances.

Ennestään tunnettuja ovat myös impedanssimenetelmä ja -laite rajapintojen valvomiseksi, joka menetelmä sekä laite kuuluvat ensimmäiseen ryhmään. Tämä menetelmä perustuu säiliön sisällä sijaitsevan ultraääniemitterin sähköimpedanssin mittaamiseen, mikä sähköimpedans-siarvo muuttuu, kun rajapinta ohittaa tason, jolla emitteri sijaitsee. Laitteeseen kuuluu ultraääniemitteri, tähän kytketty sähkövärähtely-generaattori ja emitterin sähköimpedanssin muutoksen mittalaite.Also known are an impedance method and device for monitoring interfaces, which method and device belong to the first group. This method is based on measuring the electrical impedance of an ultrasonic emitter inside a tank, which electrical impedance value changes as the interface passes the level at which the emitter is located. The device includes an ultrasonic emitter, an electrical vibration generator connected to it and a device for measuring the change in electrical impedance of the emitter.

Mainitulle tunnetulle menetelmälle ja laitteelle on tunnusomaista pieni dynaaminen alue valvottaessa kaasu-neste rajapintaa, suhteessa nesteaineiden tiheyteen ja riittämätön luotettavuus valvottaessa neste-neste rajapintaa. Viimeksimainittu epäkohta johtuu pienestä, emitterin sähköimpendanssien välisestä erosta, jonka nesteet, joiden rajapintaa valvotaan, akustisesti vaimentava t.Said known method and apparatus are characterized by a small dynamic range for monitoring the gas-liquid interface, relative to the density of the liquid substances, and insufficient reliability for monitoring the liquid-liquid interface. The latter drawback is due to the small difference between the electrical impedances of the emitter, the fluids whose interface is monitored acoustically attenuating t.

Epäkohta, joka on yhteinen kaikille edellä mainituille menetelmille ja laitteille, jotka kuuluvat ensimmäiseen ryhmään, on myös tarve sijoittaa tuntoelementit säiliön sisälle mikä vaatii, että teknologinen prosessi on pysäytettävä kun laitetta asennetaan, sille suoritetaan ennaltaehkäisevää valvontaa ja kun siinä suoritetaan “ 63300 korjauksia. Tämän lisäksi näiden laitteiden toimintaikä ja luotettavuus vähenee voimakkaasti, kun säiliöt täytetään kemiallisesti voimakkaasti reagoivilla nesteillä.A disadvantage common to all the above methods and devices in the first group is also the need to place sensors inside the tank, which requires that the technological process be stopped when the device is installed, subjected to preventive monitoring and “63300 repairs”. In addition, the service life and reliability of these devices are greatly reduced when the tanks are filled with chemically highly reactive liquids.

Toiseen ryhmään kuuluvat menetelmät ja laitteet eivät kärsi näistä epäkohdista.Methods and equipment belonging to the second group do not suffer from these disadvantages.

Ennestään tunnettu on radioisotooppinen menetelmä ja laite rajapintojen valvomiseksi, nämä kuuluvat toiseen ryhmään.A radioisotope method and device for monitoring interfaces are already known, these belong to the second group.

Tämä menetelmä perustuu sen radioaktiivisen säteilyn absorption eron määräämiseen, joka kulkee teknologisen säiliön lävitse suuntaan, joka yhtyy mainitun säiliön akseliin, siis niiden aineiden aiheuttaman absorption mittaamiseen joiden rajapintaa säiliössä valvotaan. Laitteeseen, jolla mainittu menetelmä toteutetaan, kuuluu radioaktiivisen säteilyn lähde ja vastaanotin, jotka sijaitsevat eri puolilla säiliön ulkopintaa, ja vastaanottimeen kytketty mittalaite .This method is based on determining the difference in the absorption of radioactive radiation passing through the technological tank in a direction which coincides with the axis of said tank, i.e. by measuring the absorption caused by the substances whose interface in the tank is monitored. The device with which said method is carried out comprises a source of radioactive radiation and a receiver located on different sides of the outer surface of the container, and a measuring device connected to the receiver.

Tälle menetelmälle ja laitteelle rajapintojen valvomiseksi ovat luontaisia epäkohtia huono tarkkuus, rakenten monimutkaisuus, laitteen korkea markkinahinta ja mahdolliset säteilyvaarat käyttö-henkilöstölle.The inherent disadvantages of this method and device for controlling interfaces are poor accuracy, complexity of structures, high market price of the device, and potential radiation hazards for operating personnel.

Samalla tavoin on ennestään tunnettu seuraavassa kuvattu menetelmä ja laite kaasu-neste ja neste-neste rajapintojen valvomiseksi yksikerrossäiliöissä.Similarly, a method and apparatus for monitoring gas-liquid and liquid-liquid interfaces in single-layer containers is known in the following.

Tämä menetelmä perustuu siihen, että synnytetään akustisten värähtelyiden aalto ja lähetetään tämä säiliöön ääntäjohtavan aineen kautta, joka koskettaa osaa yksikerrossäiliön seinästä; akustinen aalto vastaanotetaan, kun se on kulkenut läpi säiliön ja toisen ääntäjohtavan aineen, joka koskettaa toista osaa yksikerrossäiliön seinästä, ja kaasu-neste tai neste-neste rajapinta määritetään läpi-kulkeneen akustisen aallon amplitudista. Muutokset amplitudissa aiheutuvat erosta akustisen aallon kulussa säiliön sisällä läpi aineiden, joiden rajapintaa valvotaan tällä menetelmällä.This method is based on generating a wave of acoustic vibrations and sending it to the tank through a sound-conducting substance which touches a part of the wall of the single-layer tank; the acoustic wave is received after it has passed through the container and the second sound-conducting substance touching another part of the wall of the single-layer container, and the gas-liquid or liquid-liquid interface is determined from the amplitude of the transmitted acoustic wave. Changes in amplitude are caused by a difference in the passage of an acoustic wave inside the tank through substances whose interface is controlled by this method.

Ennestään tunnetaan kaasu-neste tai nestemeste rajapinnan valvomiseksi yksikerrossäiliöissä laite, johon kuuluu akustisten värähtelyiden allon emitteri, joka on kytketty sähkövärähtelygene-raattoriin, akustisen aallon vastaanotin, joka sijaitsee mainitun emitteristä lähtevän aallon kulkutiellä, jolloin vastaanotin ja emitteri sijaitsevat yksikerrossäiliön seinällä, kumpikin äänijohtimen välityksellä, jolloin mainittujen äänijohtimien kosketusalueet koskettavat 5 63300 säiliön seinään ja niiden teholliset alueet ovat kosketuksessa vastaavien alueiden kanssa ääniaaltoemitterissä ja vastaanottiraessa, jolloin mainitun vastaanottimen ulostulo on kytketty piiriin, jonka muodostaa niiden sähkösignaalien vahvistin, jotka tulevat vastaanottimen ulostulosta ja mainittujen sähkösignaalien amplitudin mittalaite, jolloin mainitut vahvistin ja mittalaite (rekisteröintilaite) on kytketty sarjaan ja amplitudia käytetään määritettäessä kaaus-neste tai neste-neste rajapintaa.A device for monitoring a gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks is already known, which comprises an Allon emitter of acoustic vibrations connected to an electric vibration generator, an acoustic wave receiver located in the path of said wave emitting from said emitter, the receiver and the emitter being located in wherein the contact areas of said audio conductors contact the wall of the container and their effective areas are in contact with respective areas in the sound wave emitter and the receiving groove, the output of said receiver being connected to a circuit formed by an amplifier of electrical signals coming from the receiver and amplifying said electrical signals the measuring device (recording device) is connected in series and the amplitude is used to determine the seasonal-liquid or liquid-liquid interface.

Edellä mainittu menetelmä kaasu-neste ja erityisesti neste-neste rajapintojen valvomiseksi ja laite tämän menetelmän toteuttamiseksi, kun menetelmää ja laitetta käytetään lukuisissa teollisuusprosesseissa, esim. malmin rikastuksessa, hydrometallurgisissa tai kemiallisissa prosesseissa, eivät turvaa vaadittua tarkkuutta valvonnassa, mikä johtaa huomattaviin virheisiin, mutkistaa laitteen rakennetta ja lisää sen markkinahintaa.The above-mentioned method for controlling gas-liquid and in particular liquid-liquid interfaces and the device for carrying out this method when used in numerous industrial processes, e.g. ore beneficiation, hydrometallurgical or chemical processes, do not provide the required control accuracy, leading to significant errors, complicating the device structure and increase its market price.

Nämä epäsuotuisat seikat johtuvat siitä, että säiliöiden poikkileikkausten ollessa jopa 8-10 metriä, tämä aiheuttaa terävää taittumisdivergenssiä akustisessa aallossa, jolloin akustisen aallon amplitudi huomattavasti heikkenee vastaanottoalueessa. Taittumisen vaikutuksen vähentämiseksi olisi nostettava emitterin kokoa ja lähetetyn aallon taajuutta, mikä vuorostaan vaatii, että sähkö-värähtelygeneraattorin tehoa huomattavasti parannetaan, ja tämä tuo mukanaan vastaavan kasvun laitteen monimutkaisuudessa ja kustannuksissa .These disadvantages are due to the fact that when the cross-sections of the tanks are up to 8-10 meters, this causes a sharp refractive divergence in the acoustic wave, whereby the amplitude of the acoustic wave is considerably reduced in the receiving area. To reduce the effect of refraction, the size of the emitter and the frequency of the transmitted wave should be increased, which in turn requires a significant improvement in the power of the electric vibration generator, and this brings with it a corresponding increase in device complexity and cost.

Lisäksi kaasukuplien ja kiinteiden osasten läsnäolo nestemäisessä aineessa säiliön sisällä aiheuttaa näissä aineissa etenevän akustisen aallon huomattavaa sirontaa, jolloin vastaanotetun aallon amplitudi heikkenee eksponentiaalisesti säiliön koon kasvaessa. Kaikesta tästä on seurauksena huomattavia virheitä ja useissa tapauksissa mainittu menetelmä ja laite tulevat käyttökelvottomiksi tai epäkäytännöllisiksi.In addition, the presence of gas bubbles and solid particles in the liquid substance inside the container causes a considerable scattering of the acoustic wave propagating in these substances, whereby the amplitude of the received wave decreases exponentially as the size of the container increases. All of this results in considerable errors and in many cases the said method and apparatus become unusable or impractical.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite kaasu-neste ja neste-neste rajapintojen valvomiseksi yksikerros-säiliöissä, mikä varmistaa valvonnan laajalla alueella aineiden fysikokemiallisia koostumuksia, tiloja ja ominaisuuksia.It is an object of the present invention to provide an apparatus for monitoring gas-liquid and liquid-liquid interfaces in single-layer tanks, which ensures control over a wide range of physicochemical compositions, conditions and properties of substances.

Tämän keksinnön toisena kohteena on lisätä rajapintojen valvonnan tarkkuutta.Another object of the present invention is to increase the accuracy of interface monitoring.

6 633006 63300

Keksinnön vielä yhtenä kohteena on yksinkertaistaa laitteen rakennetta ja vähentää sen toimintakustannuksia ja markkinahintaa.Another object of the invention is to simplify the structure of the device and reduce its operating costs and market price.

Edellä mainitut päämäärät toteutetaan laitteella kahden aineen, joilla on erilaiset akustiset ominaisuudet, rajapinnan sijainnin määrittämiseksi säiliössä äänilähteen, joka on liitetty säiliön seinän johonkin pisteeseen akustisen aallon johtamiseksi säiliön seinään, äänivastaanottimen, joka on liitetty säiliön seinän johonkin toiseen pisteeseen vastaanottamaan säiliön seinän kautta kulkevan aallon, ja välineiden avulla, jotka määrittävät äänivastaanottimen vastaanottaman akustisen aallon amplitudin rajapinnan sijainnin tunnusmerkkinä.The above objects are achieved by a device for determining the location of the interface of two substances with different acoustic properties in a tank by a sound source connected to one point of the tank wall for conducting an acoustic wave to the tank wall; a sound receiver connected to another point in the tank wall and means for determining the amplitude of the acoustic wave received by the sound receiver as an indicator of the location of the interface.

Keksinnön mukainen laite on tunnettu seuraavien piirteiden yhdistelmästä: a) äänilähde on liitetty säiliön seinään ensimmäisen ääni-johtimen kautta, joka johtaa akustisen aallon äänilähteestä terävässä kulmassa säiliön seinään, jossa mekaaniset värähtelyt leviävät akustisen aallon etenemissuunnan ja tulokulman määrittämässä suunas-sa ja etenemisnopeudella, joka on likimain yhtä suuri kuin akustisen aallon leviämisnopeus säiliön seinässä säiliön seinää sisältäpäin koskettavan aineen samanaikaisesti vaikuttaessa, b) äänivastaanotin vastaanottaa toisen äänijohtimen kautta akustisen aallon, jonka amplitudi määrittää rajapinnan korkeuden.The device according to the invention is characterized by a combination of the following features: a) the sound source is connected to the tank wall via a first sound conductor leading an acoustic wave from the sound source at an acute angle to the tank wall, where mechanical vibrations propagate in the direction and direction determined by the acoustic wave propagation direction and angle approximately equal to the speed of propagation of the acoustic wave in the wall of the tank under the simultaneous action of the substance in contact with the inside wall of the tank, b) the sound receiver receives via the second sound line an acoustic wave whose amplitude determines the height of the interface.

Edelleen keksinnön mukainen laite tunnetaan siitä, että a) kummassakin äänijohtimessa kosketuspinta säiliön seinän kanssa ja sen kulloinkin äänilähteen kanssa yhteinen pinta ovat kulmassa Θ toistensa suhteen, jonka määrittää kaavaFurthermore, the device according to the invention is characterized in that a) in each sound conductor the contact surface with the wall of the container and its respective surface with the sound source are at an angle Θ with respect to each other, which is determined by the formula

CC

Θ = arc sin _3 CΘ = arc sin _3 C

b) ja äänijohtimet on valmistettu aineesta, jossa akustisten aaltojen etenemisnopeus on vähäisempi kuin mekaanisten värähtelyjen etenemisnopeus säiliön seinässä.(b) and the sound conductors are made of a material in which the rate of propagation of acoustic waves is less than the rate of propagation of mechanical vibrations in the tank wall.

Siinä tapauksessa, että säiliön seinän poikkileikkaus on vaihteleva, on suositeltavaa tehdä äänijohtimet kahdesta osasta, joiden materiaalit ovat erilaiset samoinkuin akustisten värähtelyjen aallon etenemisnopeus niissä, jolloin osilla on sylinterimäiset kosketusalueet ja näiden alueiden symmteria-akseli sijaitsee samassa tasossa emitterin tai vastaanottimen akselin aknssa kohtisuorassa näihin akseleihin nähden, kosketusalueiden säde määrätään kaa- 63300 vasta:In case the cross-section of the tank wall is variable, it is recommended to make the audio conductors from two parts with different materials as well as acoustic wave propagation speed in them, the parts having cylindrical contact areas and the axis of symmetry of these areas the radius of the contact areas is not determined until:

Ci +^2 ~ R - C2-ri c- - c~ A cot θ' 4 1 2 missä ja C2 ovat mekaanisten värähtelyiden maksimi- ja minimi-etenemisnopeudet säiliön seinäosassa, jotka tärytetään akustisten värähtelyiden aallolla; C4 3a C5 ovat akustisten värähtelyiden aallon etenemisnopeudet eri osissa äänijohtimia; A on äänijohtimien tehollisen osan pituus tasossa, joka sen viivan kautta, joka osuu yhteen niiden mekaanisten värähtelyiden etenemis-suunnan kanssa, jotka on herätetty säiliön seinään ja tämän alueen normaalin kautta; tämä piirre varmistaa akustisten värähtelyiden aallon divergenssin tai konvergenssin.Ci + ^ 2 ~ R - C2-ri c- - c ~ A cot θ '4 1 2 where and C2 are the maximum and minimum propagation velocities of the mechanical vibrations in the wall part of the container which are vibrated by the wave of acoustic vibrations; C4 3a C5 are the wave propagation velocities of the acoustic vibrations in different parts of the sound conductors; A is the length of the effective part of the sound conductors in a plane passing through the line coinciding with the direction of propagation of the mechanical vibrations excited on the wall of the container and through the normal of this region; this feature ensures the divergence or convergence of the acoustic vibration wave.

Siinä tapauksessa, että säiliön einän poikkileikkaus on vaih-televa, on tarkoituksenmukaista, että äänijohtimien tehollinen alue on sylinterinmuotoinen ja kaarevuussäde määrätään yhtälöstä: 8 - 1707¾ · Ä ctg 8 jolloin äänilähde ja äänivastaanotin on tehty siten, että niiden tehollinen alue on muodoltaan samanlainen kuin äänijohtimien teholliset alueet, mikä piirre varmistaa akustisten värähtelyiden aallon divergenssin tai konvergenssin.In the case where the cross-section of the tank wall is variable, it is expedient for the effective area of the sound conductors to be cylindrical and the radius of curvature to be determined from the equation: 8 to 1707¾ · Ä ctg 8.> The sound source and sound receiver are made so that their effective area is effective ranges, a feature that ensures wave divergence or convergence of acoustic vibrations.

Siinä tapauksessa, että säiliön seinän poikkileikkaus on vaihteleva, on myös tarkoituksenmukaista, että äänijohtimien tehollisten alueiden pituus A tasossa, joka kulkee mainitun alueen normaalin ja suoran kautta, joka osuu yhteen säiliön seinään herätettyjen mekaanisten värähtelyjen etenemissuunna kanssa määrätään kaavasta: H ^ K ' _ -/ ^ cot θ, missä k on kerroin, jonka määrää äänijohtimien teholliset alueet; on akustisten värähtelyjen aallonpituus äänijohtimissa, minimi-etäisyys H . tehollisten kosketusalueiden välillä määrätään kaa-vasta: 63300 a2 “min TTT cos S' tämä piirre varmistaa akustisten värähtelyjen aallon divergenssin tai konvergenssinIn the event that the cross-section of the tank wall is variable, it is also expedient that the length A of the effective areas of the sound conductors in a plane passing through the normal and straight line of said area coinciding with the direction of mechanical vibrations of the tank wall is given by the formula: H ^ K '_ - / ^ cot θ, where k is a factor determined by the effective ranges of the audio conductors; is the wavelength of the acoustic oscillations in the audio conductors, the minimum distance H. between the effective contact areas is determined as follows: 63300 a2 “min TTT cos S 'this feature ensures the divergence or convergence of the acoustic vibration wave

On myös tarkoituksenmukaista tehdä laitteessa äänijohtimet sulatetusta kvartsista tai posliinista taikka silikiaattilasista taikka lyijystä taikka tinasta taikka lyijy-tinaseoksista, joiden akustinen impedanssi on alueella 0,3 - 1,7 kertaa äänilähteen akustinen impedanssi lähetetylle akustiselle aallolle ja äänivas-taanottimen akustinen impedanssi vastaanotetulle akustiselle aallolle.It is also expedient to make audio conductors in the device from fused quartz or porcelain or silicate glass or lead or tin or lead-tin alloys with an acoustic impedance in the range of 0.3 to 1.7 times the acoustic impedance of the sound source for the transmitted acoustic wave and the acoustic input.

On myös mahdollista tehdä äänijohtimet perustuen vesiliuoksiin alkoholeista tai alkaleista tai hapoista tai epärigaanisten happojen suoloista, joissa akustisen aallon etenemisnopeudella on likimain parabolinen lämpötilariippuvuus, liuosten konsentraatio valitaan siten, että akustisen aallon etenemisnopeuden maksimiarvo on säiliön seinän keskilämpötilavyöhykkeellä.It is also possible to make sound conductors based on aqueous solutions of alcohols or alkalis or acids or salts of inorganic acids with an approximately parabolic temperature dependence of the acoustic wave propagation speed, the concentration of the solutions being chosen so that the maximum acoustic wave propagation velocity is

Edellä selitetyllä laitteella kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi yksikerrossäiliöissä on joukko etuja tunnettuihin laitteisiin verrattuna.The device described above for monitoring the gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks has a number of advantages over known devices.

Edellä kuvattu laite mahdollistaa huomattavan virheiden alenemisen valvottaessa rajapintoja yksikerrossäiliöissä ja täten paranemisen valvonnan tarkkuudessa ja luotettavuudessa.The device described above allows for a significant reduction in errors when monitoring interfaces in single-layer tanks and thus an improvement in the accuracy and reliability of monitoring.

Ensiksikin tässä ehdotettu laite sulkee täysin pois val-vontavirheet, jotka johtuvat akustisen aallon taittumisdivergens-sistä aineissa, joiden rajapintaa valvotaan säiliössä, koska aallon etenemistä mainituissa aineissa ei tarvitse mitata. Seinässä etenevien esillä olevan keksinnön mukaan mitattujen mekaanisten värähtelyiden taittumisefekti on varsin heikko eikä käytännössä vaikuta valvonnan tarkkuuteen.First, the device proposed here completely eliminates control errors due to the refractive divergence of the acoustic wave in substances whose interface is controlled in the tank, because it is not necessary to measure the propagation of the wave in said substances. The refractive effect of the mechanical vibrations propagating in the wall measured according to the present invention is quite weak and in practice does not affect the accuracy of the control.

Toiseksi tässä ehdotettu laite täysin sulkee pois virheet, joita aiheuttaa niissä nesteväliaineissa, joiden rajapintaa on valvottava, etenevän akustisen aallon huomattava sironta. Tämä saadaan aikaan sillä, että esillä olevassa laitteessa rajapinnan 9 63300 määrittämiseen käytettynä parametrina on akustisen aallon amplitudi muunnettuna mekaanisista värähtelyistä, jotka etenevät pitkin säiliön seinää, näiden värähtelyiden eteneminen on riippumaton akustisen aallon sironnasta nestemäisissä väliaineissa, jotka täyttävät valvottavan säiliön.Second, the device proposed here completely eliminates the errors caused by the considerable scattering of the propagating acoustic wave in those liquid media whose interface must be monitored. This is achieved by the fact that the parameter used in the present device to determine the interface 9 63300 is the amplitude of the acoustic wave converted from mechanical vibrations propagating along the tank wall, the propagation of these vibrations being independent of acoustic wave scattering in liquid media filling the controlled tank.

Lisäksi laite tässä ehdotetun menetelmän toteuttamiseksi on keksinnön mukaisesti olennaisesti yksinkertaistettu ja tekee mahdolliseksi käyttää pienempikokoista äänilähdettä ja olennaisesti alempitehoista sähkövärähtelygeneraattoria. Tämä tulee mahdolliseksi sen johdosta, että tässä ehdotetussa laitteessa ei ole tarvetta voimakkaasti lisätä akustisen aallon tehoa, kun taas ennestään tunnetuissa laitteissa tämä on välttämätöntä, jotta varmistettaisiin akustisen aallon kulku laajojen teollisuussäiliöden läpi. Tässä esitetyssä laitteessa tällainen akustisen aallon tehon voimakas lisääminen on vältetty sen seikan ansiosta, että informatiivinen akustinen aalto vastaanotetaan vastaanottimella osassa, joka on etäällä siitä osasta, jossa akustinen aalto lähetetään käytännöllisesti kätösen yhdellä suuruusluokalla ja myös johtuen säiliön pienemmästä poikkileikkauksesta.In addition, the device for carrying out the method proposed here is substantially simplified according to the invention and makes it possible to use a smaller sound source and a substantially lower power electric vibration generator. This becomes possible due to the fact that in this proposed device there is no need to greatly increase the power of the acoustic wave, whereas in the previously known devices this is necessary to ensure the passage of the acoustic wave through large industrial tanks. In the device shown here, such a strong increase in acoustic wave power is avoided due to the fact that the informative acoustic wave is received by the receiver in a part remote from the part where the acoustic wave is transmitted practically by one order of magnitude and also due to the smaller cross-section of the container.

Tässä ehdotetun laitteen kaasu-neste ja neste-neste rajapinnan valvomiseksi muita päämääriä ja etuja ilmenee täydellisemmin seuraavasta keksinnön suoritusmuotojen yksityiskohtaisesta, oheisiin piirustuksiin liittyvästä selityksestä.Other objects and advantages of the device for monitoring the gas-liquid and liquid-liquid interface proposed herein will become more fully apparent from the following detailed description of embodiments of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

Kuvio 1 on yleiskuva yksikerrossäiliöstä, jonka sivuseinään on asennettu keksinnön mukainen äänilähde tai akustisen aallon emitteri ja vastaanotin.Figure 1 is an overview of a single-layer tank with a sound source or acoustic wave emitter and receiver according to the invention mounted on its side wall.

Kuvio 2 esittää ylhäältä katsottuna samaa keksinnön mukaista järjestelyä kuin kuvio 1 (säiliö on kuvattu poikkileikkauksena) .Figure 2 shows a top view of the same arrangement according to the invention as Figure 1 (the container is illustrated in cross section).

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista laitetta kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi yksikerrossäiliöissä varustettuna äänijohtimilla keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti (säiliö on kuvattu pituusleikkauksena).Figure 3 shows an apparatus according to the invention for monitoring a gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks provided with sound conductors according to a first embodiment of the invention (the tank is described in longitudinal section).

ίο 63300ίο 63300

Kuvio 4 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimien avulla jotka on tehty keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 4 shows a part of the wall of the container on which the wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of sound conductors made according to a second embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 5 esittää sivusta katsottuna samaa järjestelyä kuin on esitetty kuviossa 4.Figure 5 is a side view of the same arrangement as shown in Figure 4.

Kuvio 6 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyn aallon emitteri äänijohtimien avulla, jotka on tehty keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus ).Fig. 6 shows a part of a wall of a container on which an acoustic vibration wave emitter is mounted by means of sound conductors made according to a third embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 7 esittää sivusta katsottuna samaa osaa kuin on kuvattu kuviossa 6.Figure 7 is a side view of the same part as illustrated in Figure 6.

Kuvio 8 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimien avulla, jotka on tehty keksinnön neljännen suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 8 shows a part of the wall of the container on which the wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of sound conductors made according to a fourth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 9 esittää sivusta katsottuna samaa osaa kuin on kuvattu kuviossa 8.Figure 9 is a side view of the same part as illustrated in Figure 8.

Kuvio 10 esittää samaa laitetta kuin on kuvattu kuviossa 3, varustettuna keksinnön mukaisesti elektronisella kanavalla referens-sisignaalin kulkua varten ehdotetun laitteen sähkövirtapiirissä.Fig. 10 shows the same device as illustrated in Fig. 3, provided according to the invention with an electronic channel for the passage of a reference internal signal in the electrical circuit of the proposed device.

Kuvio 11 esittää samaa laitetta kuin on kuvattu kuviossa 3, kun äänijohtimet on tehty keksinnön viidennen suoritusmuodon mukaisesti ja laite keksinnön mukaisesti on varustettu elektronisella kanavalla referenssisignaalin kulkua varten ehdotetun laitteen kanavalla referenssisignaalin kulkua varten ehdotetun laitteen sähkövirtapiirissä.Fig. 11 shows the same device as illustrated in Fig. 3, when the audio conductors are made according to a fifth embodiment of the invention and the device according to the invention is provided with an electronic channel for passing a reference signal in the electrical circuit of the proposed device.

Kuvio 12 esittää samaa laitetta kuin on kuvattu kuviossa 3, kun äänijohtimet on tehty keksinnön kuudennen suoritusmuodon mukaisesti ja laite keksinnön mukaisesti on varustettu elektronisella kanavalla referenssisignaalin kulkua varten ehdotetun laitteen sähkövirtapiirissä.Fig. 12 shows the same device as illustrated in Fig. 3 when the audio conductors are made according to a sixth embodiment of the invention and the device according to the invention is provided with an electronic channel for the transmission of a reference signal in the electrical circuit of the proposed device.

Kuvio 13 esittää samaa laitetta kuin on kuvattu kuviossa 3, kun se on varustettu sähkövirtapiirillä, joka keksinnön mukaisesti aikaansaa akustisten värähtelyjen aallon pulssimuodostuksen.Fig. 13 shows the same device as illustrated in Fig. 3 when it is provided with an electric circuit which, according to the invention, produces a pulse generation of a wave of acoustic vibrations.

Kuvio 14 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka 63300 on tehty keksinnön seitsemännen suoritusmuodon mukaisesti (osittai- -nen pituusleikkaus).Fig. 14 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor 63300 made according to a seventh embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 15 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitter! äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön kahdeksannen suoritusmuodon mukaisesti (osittain ^ nen pituusleikkaus).Fig. 15 shows a part of the wall of the tank on which the wave emitter of acoustic vibrations is mounted! by means of an audio conductor made according to an eighth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 16 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön yhdeksännen suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 16 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor made according to a ninth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 17 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön kymmenennen suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 17 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor made according to a tenth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 18 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön yhdennentoista suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 18 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor made according to an eleventh embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 19 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön kahdennentoista suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 19 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor made according to a twelfth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Kuvio 20 esittää osaa säiliön seinästä, jolle on asennettu akustisten värähtelyjen aallon emitteri äänijohtimen avulla, joka on tehty keksinnön kolmannentoista suoritusmuodon mukaisesti (osittainen pituusleikkaus).Fig. 20 shows a part of a wall of a container on which a wave emitter of acoustic vibrations is mounted by means of an audio conductor made according to a thirteenth embodiment of the invention (partial longitudinal section).

Ehdotettuun laitteeseen kaasu-neste ja neste-neste rajapintojen valvomiseksi yksikerrossäiliössä kuuluu akustisten värähtelyjen aallon 2 (kuvio 2) emitteri 1 (kuvio 1), joka on asennettu äänijohtimen 3 avulla kaasumaista ja nestemäistä ainetta 6 (kuvio 1) ja 7 ja näiden rajapinnan 8 sisältävän yksikerrossäiliön 5 seinälle 4. Emitteri 1 on asennettu osalle 9 sillä tavoin, että mekaanisia värähtelyjä 10 tulee herätetyksi lähetetyllä akustisten värähtelyjen aallolla 2 seinän 4 osaan 9 (kuvio 2), jotka mekaaniset värähtelyt etenevät ennaltamäärättyyn suuntaan.The proposed device for monitoring the gas-liquid and liquid-liquid interfaces in a single-layer tank comprises an emitter 1 (Fig. 1) of acoustic vibration wave 2 (Fig. 2) mounted by an audio conductor 3 containing gaseous and liquid material 6 (Fig. 1) and 7 and their interface 8. on the wall 4 of the single-layer tank 5. The emitter 1 is mounted on the part 9 in such a way that mechanical vibrations 10 are excited by the transmitted acoustic vibration wave 2 in the wall 9 part 9 (Fig. 2), which mechanical vibrations propagate in a predetermined direction.

Laitteeseen kuuluu myös mekaanisista värähtelyistä 10 muunnetun akustisen aallon 13 vastaanotin 12, joka on asennettu osal-13 9 äänijohtimen 11 avulla, joka on mekaanisten värähtelyjen 10 etenemistiellä. Sähkövärähtelygeneraattori 14 (kuvio 3) on kytketty emitteriin 1 ja piiri, jonka muodostavat sarjakytkentäinen sähkösig- 12 63300 naalien amplitudin mittalaite 17 (kuvio 1) on kytketty vastaanottimeen 12, mainittujen sähkösignaalien amplitudi on riippuvainen sen aineen 16 tyypistä, joka koskettaa seinän 4 osaa 9, tämä aine on rajapinnan 8 (kuvio 1) yläpuolella tai alapuolella.The device also includes a receiver 12 for an acoustic wave 13 converted from mechanical vibrations 10, which is mounted on the part-13 9 by means of an audio conductor 11 which is in the path of propagation of the mechanical vibrations 10. An electric oscillation generator 14 (Fig. 3) is connected to the emitter 1 and a circuit formed by a series-connected electrical signal amplitude measuring device 17 (Fig. 1) is connected to the receiver 12, the amplitude of said electrical signals depending on the type of substance 16 contacting the wall part 4, this substance is above or below interface 8 (Figure 1).

Jotta akustisten värähtelyjen allon 2, joka lähetettiin säiliöön 5 pitkin seinää 4, nopeus olisi likimain yhtä suuri kuin mekaanisten värähtelyjen 10 nopeus pitkin mainittua seinää, äänijohti-mien 3, 11 tehollinen alue 18, jolle emitteri 1 ja vastaanotin 12 on asennettu ja näiden äänijohtimien 3, 11 kosketusalue 19 on kulmassa Θ toisiinsa nähden, mainitut kulmat Θ määrätään seuraavasta kaavasta : Θ = arc <^in (1) missä Cg on akustisten aaltojen 2, 13 etenemisnopeus äänijohtimissa 3, 11; C on akustisen aallon 2 herättämän mekaanisen värähtelyn 10 etenemisnopeus pitkin säiliön 5 seinää 4.In order for the speed of the acoustic vibrations Allon 2 transmitted to the tank 5 along the wall 4 to be approximately equal to the speed of the mechanical vibrations 10 along said wall, the effective area 18 of the sound conductors 3, 11 on which the emitter 1 and the receiver 12 are mounted and these sound conductors 3 , 11 the contact area 19 is at an angle Θ to each other, said angles Θ are determined by the following formula: Θ = arc <^ in (1) where Cg is the propagation speed of the acoustic waves 2, 13 in the sound conductors 3, 11; C is the rate of propagation of the mechanical vibration 10 generated by the acoustic wave 2 along the wall 4 of the container 5.

Äänijohtimet 3, 11 on tehty aineesta, jossa akustisen aallon 2, 13 etenemisnopeus on pienempi kuin mekaanisen värähtelyn 10 etenemisnopeus säiliön 5 seinässä 4.The sound conductors 3, 11 are made of a material in which the propagation speed of the acoustic wave 2, 13 is lower than the propagation speed of the mechanical vibration 10 in the wall 4 of the container 5.

Äänijohtimet 3, 11 voidaan tehdä joko samasta aineesta tai eri aineista. Viimeksimainitussa tapauksessa, mikä seuraa kaavasta (1), äänijohtimien 3, 11 kulmat Θ ovat myös erilaiset. Kaikissa seuraavassa esimerkkeinä esitetyissä suoritusmuodoissa äänijohtimet 3, 11 on oletettu valmistetuiksi samasta aineesta. Tässä kuvatussa suoritusmuodossa äänijohtimet 3, 11 on tehty plexilasista ja ne voivat myös olla valmistetut etyylialkoholin 16 % liuoksesta.The audio conductors 3, 11 can be made of either the same material or different materials. In the latter case, which follows from formula (1), the angles Θ of the audio conductors 3, 11 are also different. In all the following exemplary embodiments, the audio conductors 3, 11 are assumed to be made of the same material. In the embodiment described here, the audio conductors 3, 11 are made of plexiglass and may also be made of a 16% solution of ethyl alcohol.

Äänijohtimet 3, 11 on asennettu siten, että niiden kosketuspinnat 19 ovat säiliön 5 seinällä 4 osalla 9, joka herätetään laipalla 20, joka on kiinnitetty nastoilla (ei esitetty piirustuksessa), jotka on alustavasti hitsaattu säiliöön S ja kulkevat laipassa 20 olevien asianmukaisten reikien lävitse. On myös mahdollista käyttää toista versiota, jossa laippa 20 on liimattu säiliön 5 seinään 4.The sound conductors 3, 11 are mounted so that their contact surfaces 19 are on the wall 4 of the container 5 with a part 9 raised by a flange 20 fixed by pins (not shown in the drawing) preliminarily welded to the container S and passing through appropriate holes in the flange 20. It is also possible to use another version in which the flange 20 is glued to the wall 4 of the container 5.

Tässä kuvattavassa suoritusmuodossa on osa äänijohtimien 3, 11 pinnasta päällystetty kerroksella 21 akustisia aaltoja absorboivaa ainetta, joka on seos epoksihartsista ja polymeroivasta aineesta, volframijauhe täytteenä.In the embodiment to be described here, a part of the surface of the sound conductors 3, 11 is coated with a layer 21 of an acoustic wave absorbing substance, which is a mixture of an epoxy resin and a polymerizing agent, as a tungsten powder filler.

i3 6330 0i3 6330 0

Akustisten värähtelyjen aallon emitterinä 1 käytetään pietso-sähköistä tyyppiä olevaa emitteriä (ks. esim. US patentti n:o 2 931223) Vastaanotin 12 on samaa rakennetta kuin emitteri 1. Generaattori 14 käyttää tunnettua jatkuvaa kidestabiloitua oskillaattoripiiriä. Sähkösignaalien amplitudin mittalaite 17 on valmistettu analogisen mittalaitteen tunnetun kaavion mukaan (ks. esim. US patentti 3 345 861). Mittalaite 17 voi olla tehty relelohkona, kun tarvitaan relekosketinsignalointia siitä, että valvottava rajapinta on ennalta-määrätyllä tasolla.The piezoelectric type emitter 1 is used as the wave emitter 1 of the acoustic oscillations (see e.g. U.S. Patent No. 2,932,223). The receiver 12 has the same structure as the emitter 1. The generator 14 uses a known continuous crystal-stabilized oscillator circuit. The amplitude measuring device 17 for electrical signals is manufactured according to a known diagram of an analog measuring device (see, e.g., U.S. Patent 3,345,861). The measuring device 17 can be made as a relay block when relay contact signaling is required to indicate that the interface to be monitored is at a predetermined level.

Edellä kuvattu laite on yksinkertaisin sitä tapausta varten, jossa säiliön 5 seinän 4 poikkileikkaus on vakio.The device described above is the simplest for the case where the cross-section of the wall 4 of the container 5 is constant.

Säiliön 5 seinän 4 vaihtelevan poikkileikkauksen vaikutusta aineiden 6 ja 7 välisen rajapinnan 8 (kuvio 1) valvontaan voidaan pienentää herättämällä säiliön 5 seinän 4 osa 9 akustisten värähtelyjen divergentillä tai konvergentilla aallolla ja valitsemalla tulokulma kaavasta: ι^ηβι £l_, (2) μη θ2 C2 missä ja ovat akustisten värähtelyiden allon 2 (kuvio 3) tulokulmia määrättynä mainitun aallon 2 etenemissuunnasta ja säiliön 5 seinän 4 normaalista tulovyöhykkeessä;The effect of the varying cross-section of the wall 5 of the tank 5 on the control of the interface 8 between substances 6 and 7 (Figure 1) can be reduced by excitation of the wall 5 of the tank 5 with a divergent or convergent wave of acoustic oscillations and selecting the input angle from the formula: ι C2 where and are the input angles of the acoustic vibrations Allon 2 (Fig. 3) determined from the direction of propagation of said wave 2 and the normal input zone of the wall 4 of the container 5;

Ci ja C2 ovat vastaavasti mekaanisen värähtelyn 10 maksimi ja minimi etenemisnopeudet säiliön 5 seinän 4 osassa 9, joka mekaaninen värähtely herätetään akustisen värähtelyn aallolla 2.Ci and C2 are the maximum and minimum propagation velocities of the mechanical vibration 10, respectively, in the part 9 of the wall 4 of the container 5, which mechanical vibration is excited by the acoustic vibration wave 2.

Seinän 4 vaihtelevan poikkileikkauksen kullekin arvolle alueella di - d2 on olemassa tulokulma, joka tyydyttää ehdon, että tuodun aallon 2 nopeus on sama kuin mekaanisen värähtelyn 10 etenemisnopeus seinän 4 kysymyksessä olevalla paksuusalueella, niin että säilytetään optimi mekaanisen värähtelyn 10 herättämisessä.For each value of the varying cross section of the wall 4 in the range di - d2, there is an incident angle which satisfies the condition that the velocity of the introduced wave 2 is the same as the mechanical vibration 10 propagation speed in the thickness range of the wall 4 in question.

Jotta tuotaisiin konvergentti tai divergentti aalto kulma-alueella &i - §2, on kumpikin äänijohtimista 3, 11 ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti (kuvio 4) tehty kahdesta osasta 22 ja 23, joiden aineet ovat erilaiset sen nopeuden suhteen, jolla akustisen värähtelyn aallot 2, 13 (kuvio 3) etenevät niissä. Osilla 22 (kuvio 4) ja 23 on sylinterimäinen kosketusalue 24, jonka symmetria akseli on samassa tasossa kuin emitterin 1 ja vastaanottimen 12 (kuvio 3) akseli 14 63300 kohtisuorassa mainittuja akseleita vastaan. Kosketusalueiden 2¼ (kuvio H) säde määrätään seuraavasta kaavasta: L, + C- - Cg R < —-— —I-— A cot Θ, (3) C4 + C5 C1 " C2 missä ja Cg ovat akustisen aallon 2, 13 etenemisnopeudet äänijoh-timien 3, 11 (kuvio 3) eri osissa 22 ja 23 (kuvio 5); · A on äänijohtimien 3, 11 tehollisen alan 18 pituus tasossa, joka kulkee suoran kautta, joka osuu yhteen seinässä 4 herätetyn mekaanisen värähtelyn 10 etenemissuunnan kanssa ja tämän alueen 18 normaalin kautta.In order to produce a convergent or divergent wave in the angular range & i - §2, each of the sound conductors 3, 11 according to the first embodiment (Fig. 4) is made of two parts 22 and 23 whose materials differ in the speed at which the acoustic vibration waves 2, 13 ( Figure 3) proceed in them. The parts 22 (Fig. 4) and 23 have a cylindrical contact area 24, the axis of symmetry of which is in the same plane as the axis 14 of the emitter 1 and the receiver 12 (Fig. 3) perpendicular to said axes 63300. The radius of the contact areas 2¼ (Fig. H) is determined by the following formula: L, + C- - Cg R <—-— —I-— A cot Θ, (3) C4 + C5 C1 "C2 where and Cg are the propagation velocities of the acoustic wave 2, 13 · A is the length of the effective area 18 of the sound conductors 3, 11 in a plane passing through a line coinciding with the direction of propagation of the mechanical vibration 10 excited in the wall 4, and through 18 normal in this range.

Akustisen aallon 2 keskisäde 25 (kuvio *4) kulkee läpi koske-tusalueen 24 taittumatta ja menee seinän 4 sisään kaltevuuskulmassa, joka äänijohtimen 3 osan 22 tehollisen alueen 18 normaalin kanssa muodostaa kulman Θ. Sivusäteet 26 ja 27 taittuvat mainitussa alueessa 24 ja tulevat seinän 4 sisään kulmissa ja θ2 jotka ovat vastaavasti suuremmat tai pienemmät kuin keskisäteen 25 tulokulma Θ. Jotta vältettäisiin äänijohtimien 3, 11 (kuvio 3) tilavuusjälkikaiunta, minkä aiheuttaa akustisten aaltojen 2, 13 moninkertaiset heijastukset, mainitut äänijohtimet 3, 11 on osittain päällystetty kerroksella 21 (kuten kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa) ainetta, joka absorboi ääniaaltoja.The central beam 25 of the acoustic wave 2 (Fig. * 4) passes through the contact area 24 without bending and enters the wall 4 at an angle of inclination which forms an angle Θ with the normal area 18 of the sound guide part 3. The side rays 26 and 27 fold in said region 24 and enter the wall 4 at angles and θ2 which are respectively larger or smaller than the incident angle Θ of the central beam 25. In order to avoid volume reverberation of the sound conductors 3, 11 (Fig. 3) caused by multiple reflections of the acoustic waves 2, 13, said sound conductors 3, 11 are partially coated with a layer 21 (as in the embodiment shown in Fig. 3) of a substance which absorbs sound waves.

Säiliön 5 seinän 4 paksuuden vaihtelun aiheuttaman vaikutuksen pieneneminen saadaan myös aikaan sillä, että emitterin 1 äänijohtimen 3 (kuvio 6) ja vastaanottimen 12 äänijohtimen 11 (kuvio 3) tehollinen ala 18 on tehty sylinterimäiseksi kaarevuussäteellä R (kuvio 6), jolloin suhde mainitun säteen R ja tämän alueen 18 pituuden A välillä tasossa, joka kulkee mainitun alueen 18 normaalin ja suoran kautta, joka osuu yhteen seinään 4 herätetyn mekaanisen värähtelyn etenemissuunnan kanssa määrätään kaavasta: A n. ~ ^9 ->2 -2— tan Θ (4) R ci + c2The reduction of the effect caused by the variation in the thickness of the wall 4 of the container 5 is also achieved by making the effective area 18 of the emitter 1 audio conductor 3 (Fig. 6) and receiver 12 audio conductor 11 (Fig. 3) cylindrical with radius of curvature R (Fig. 6). and between the length A of this region 18 in a plane passing through the normal and straight line of said region 18 coinciding with the direction of propagation of the mechanical vibration excited by the wall 4 is determined by the formula: A about ~ ^ 9 -> 2 -2— tan Θ (4) R ci + c2

Emitteri 1 ja vastaanotin 12 (kuvio 3) on tehty onton sylinterin osan muotoon, jonka sisäinen kaarevuussäde on sama kuin is 63300 äänijohtimien 3, 11 (kuvio 3) tehollisen alueen 18 säde R; konver-gentti sädekimppu tulee viedyksi seinään 4 kulmien alueella 0^ - 02 (kuvio 6), mikä varmistaa mekaanisen värähtelyn 10 optimaalisen herätyksen seinän 4 osassa kun seinän paksuus vaihtelee d-^:stä d2:een. Säiliön 5 seinän 4 paksuuden vaihteluiden vaikutus pienenee myös sen seikan johdosta, että äänijohtimien 3, 11 (kuvio 3) tehollisen alan 18 pituus A tasossa, joka kulkee tämän alan 18 normaalin ja suoran kautta, joka osuus yhteen seinässä 4 herätetyn mekaanisen värähtelyn etenemissuunnan kanssa, määrätään kaavasta:The emitter 1 and the receiver 12 (Fig. 3) are made in the shape of a hollow cylinder part having an internal radius of curvature equal to the radius R of the effective area 18 of the audio conductors 3, 11 (Fig. 3); the convergent beam is introduced into the wall 4 in the range of angles 0 ^ - 02 (Fig. 6), which ensures the optimal excitation of the mechanical vibration 10 in the part of the wall 4 when the wall thickness varies from d - ^ to d2. The effect of variations in the thickness of the wall 4 of the container 5 is also reduced by the fact that the length A of the effective area 18 of the sound conductors 3, 11 (Fig. 3) in the plane passing through the normal and straight line of this area 18 coincides with the direction of mechanical vibration. provides for the formula:

C + CC + C

K -Λ- λ .cot 0, (5) missä k on kerroin, jonka määrää äänijohtimien 3, 11 tehollisen alan 18 muoto ja joka on yhtä suuri kuin 0,86 pyöreälle teholliselle alalla ja 0,7 suorakulmaiselle alalla; (numeeriset arvot on saatu analyyttisistä ailmaisuista emittereiden suuntakuvioille, joiden emittereiden emittoivat pinnat ovat edellä mainittua muotoa); ^on akustisten värähtelyiden aallon 2, 13 pituus äänijohtimissa 3, 11; 0 on äänijohtimien 3, 11 tehollisen alan kaltevuuskulma.K -Λ- λ .cot 0, (5) where k is a coefficient determined by the shape of the effective area 18 of the audio conductors 3, 11 and equal to 0.86 for the circular effective area and 0.7 for the rectangular area; (numerical values are obtained from analytical expressions for directional patterns of emitters whose emitting surfaces have the above-mentioned shape); ^ is the wavelength of the acoustic vibrations 2, 13 in the sound conductors 3, 11; 0 is the angle of inclination of the effective area of the audio conductors 3, 11.

Minimietäisyys H ^ (kuvio 9) äänijohtimien 3, 11 tehollisen alan 18 ja kosketusalueen 19" välillä määrätään kaavasta: A2 v - . cos Θ (6)The minimum distance H 1 (Fig. 9) between the effective area 18 and the contact area 19 "of the sound conductors 3, 11 is determined by the formula: A2 v -. Cos Θ (6)

Hmin s 4 A.Hmin s 4 A.

Tämän seurauksena muuntuu tasorintama 28 (kuvio 8) akustisessa aallossa 2, säilyttyään matkan B, lähestyessään kosketusaluet-ta 19 osittain pallonmuotoiseksi rintamaksi divergoivin sätein, joiden tulokulma seinään 4 on alueella maksimikulmasta 0^ minimikul-maan 02. Mainitut kulmat varmistavat mekaanisen värähtelyn 10 optimaalisen herättämisen säiliön 5 seinässä 4 tämän paksuusalueella d-^dj· Äänijohtimen 2 akustisen värähtelyaallon 2 (kuvio 10) kiihdytyksen epästabiilisuus, jota käytetään herättämään mekaaninen värähtely 10 säiliön 5 seinän 4 määrätyssä osassa, eliminoidaan sisällyttämällä ehdotetun laitteen sähkövirtapiiriin lisäpiiri, jonka muodostaa sarjakytkentäinen muovaaja 29, joka on sovitettu muodostamaan sähköinen referenssisignaali generaattorin 14 sähkövä-rähtelystä, jonka muovaajan sisäänmeno on kytketty generaattorin 16 63300 ulostuloon, lohko 30 informatiivisen sähkösignaalin vertaamiseksi referenssisignaaliin ja muovaaja 31, joka on sovitettu muodostamaan informatiivinen sähkösignaali vahvistimen 15 sähkösignaaleista, jonka muovaajan sisäänmeno on kytketty vahvistimen ulostuloon. Vertai-lulohkon 30 ulostulo on kytketty mittalaitteeseen 17, jota syötetään signaalilla, joka riippuen valvonnan tarkoituksesta on suhteellinen joko erotukseen tai suhteeseen informatiivisen ja vertailusähkösig-naalin välillä.As a result, the planar front 28 (Fig. 8) in the acoustic wave 2, after maintaining distance B, approaches the contact areas 19 into a partially spherical front with diverging rays having an angle of incidence in the wall 4 in the range from a maximum angle of 0 to a minimum angle 02. Said angles ensure optimal vibration in the wall 4 of the container 5 in its thickness range d- ^ dj · The instability of the acceleration of the acoustic oscillation wave 2 (Fig. 10) of the sound conductor 2 used to excite the mechanical vibration 10 in a certain part of the wall 4 of the container 5 is eliminated by including an additional circuit 29 is adapted to generate an electrical reference signal from the electrical oscillation of the generator 14, the input of the former of which is connected to the output of the generator 16, 63300, a block 30 for comparing the informative electrical signal with the reference signal, and a former 31 adapted to generate the informative an electrical signal from the electrical signals of the amplifier 15, the input of the former of which is connected to the output of the amplifier. The output of the reference block 30 is connected to a measuring device 17, which is supplied with a signal which, depending on the purpose of the monitoring, is proportional to either the difference or the ratio between the informative and the reference electrical signal.

Laitteen kuvatussa suoritusmuodossa generaattorin 14 sähkövä-rähtelyn amplitudin epästabiliteetin vaikutus kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan 8 vahvonnan tarkkuuteen yksikerrossäiliön 5 aineiden 6 ja 7 välillä (kuvio 1) on eliminoitu sen seikan ansiosta, että mainittu epästabiliteetti samalla tavoin vaikuttaa sähköisen referenssisignaalin ja informatiivisen signaalin amplitudeihin.In the illustrated embodiment of the device, the effect of the electric vibration amplitude instability of the generator 14 on the accuracy of the gas-liquid or liquid-liquid interface 8 gain between the monolayer 5 materials 6 and 7 (Fig. 1) is eliminated due to the same effect on the electronic reference signal and the informative signal. amplitudes.

Olosuhteet, joissa akustinen aalto 2 (kuvio 10) viedään läpi kosketusalueen 19 seinään 4, voivat vaihdella laitteen toiminnan aikana, mikä merkitsee muutoksia mekaanisen värähtelyn 10 amplitudissa säiliön 5 seinän 4 alueessa 9 ja tämän seurauksena aiheuttaa virheitä rajapinnan 8 valvonnassa (kuvio 1).The conditions under which the acoustic wave 2 (Fig. 10) is passed through the contact area 19 to the wall 4 may vary during operation, which means changes in the amplitude of the mechanical vibration 10 in the area 9 of the container 5 wall 9 and consequently errors in interface 8 monitoring (Fig. 1).

Näiden virheiden eliminoimiseksi mekaaninen värähtely säiliön 5 seinän 4 osassa 9 herätetään toisella kustisella aalloilla, joiden viimeksimainittujen mekaanisten värähtelyjen vaimennus on erilainen kuin niiden mekaanisten värähtelyiden vaimennus, jotka herätettiin primääriallolla. Rajapinta 8 määritetään suhteesta niiden mekaanisten värähtelyiden amplitudien välillä, jotka on herätetty primäärisellä ja sekundäärisellä aallolla.To eliminate these errors, the mechanical vibration in the part 9 of the wall 4 of the container 5 is excited by a second custic wave whose damping of the latter mechanical vibrations is different from the damping of the mechanical vibrations excited by the primary wave. Interface 8 is determined by the relationship between the amplitudes of the mechanical vibrations excited by the primary and secondary waves.

Mekaanisen värähtelyn sekundäärisen herättämisen toteuttamiseksi säiliön 5 seinässä 4 akustisella värähtelyaallolla on ehdotettu laitteen kaksi suoritusmuotoa, joita on kuvattu kuvioissa 11 ja 12.In order to realize the secondary excitation of the mechanical vibration in the wall 4 of the container 5 by an acoustic vibration wave, two embodiments of the device have been proposed, which are illustrated in Figures 11 and 12.

Näistä suoritusmuodoista ensinmainitun mukaan laitteeseen kuuluu akustisen värähtelyn aallon 2 edellä mainittu emitteri, joka on kytketty sähkövärähtelygeneraattoriin 14 ja asennettu ääni-johtimelle 3 ja akustisen aallon 13 vastaanotin 12, joka on kytketty vahvistimeen 15 ja asennettu äänijohtimelle 11. Nyt kuvattavaan laitteen suoritusmuotoon kuuluu myös mittalaite (rekisteröintilaite) 17, referenssisähkösignaalin muovaaja 29, lohko 30 informatiivisen sähkösignaalin vertaamiseksi referenssisignaaliin ja muovaaja 31 informatiiviselle sähkösignaalille.According to the former, the device includes the above-mentioned emitter of acoustic vibration wave 2 connected to an electric vibration generator 14 and mounted on an audio conductor 3 and an acoustic wave 13 receiver 12 connected to an amplifier 15 and mounted on an audio conductor 11. The embodiment of the device now described also includes a measuring device ( recording apparatus) 17, a reference electrical signal shaper 29, a block 30 for comparing an informative electrical signal with a reference signal, and a shaper 31 for comparing an informative electrical signal.

17 6330017 63300

Nyt kuvattavassa laitteen suoritusmuodossa on äänijohtimilla 3 ja 11 tehollinen lisäalue 32, joka muodostaa kulman f kosketus-alueen 19 kanssa, mikä kulma on valittu kaavasta:In the embodiment of the device now described, the sound conductors 3 and 11 have an effective additional area 32 which forms an angle f with the contact area 19, which angle is selected from the formula:

QQ

Ί” = arc ^in —, (7) C6 missä Cg on sen mekaanisen värähtelyn etenemisnopeus, joka sekundää-risesti herätetään säiliön 5 seinän 4 osassa 9.Ί ”= arc ^ in -, (7) C6 where Cg is the rate of propagation of the mechanical vibration which is secondary excited in the part 9 of the wall 4 of the container 5.

Laitteessa on myös lisäemitteri 33 akustisen värähtelyn aaltoa 34 varten ja lisävastaanotin 35 akustista aaltoa 36 varten, jotka emitteri ja vastaanotin on asennettu vastaavien äänijohtimien tehollisille lisäalueille 32. Lisäemitteri 33 on yhdessä pääemitte-rin 1 kanssa kytketty sähkövärähtelygeneraattoriin 14. Laitteen sähkövirtapiiriin kuuluu myös sähkösignaalin lisävahvistin 37, joka on kytketty akustisen aallon 36 lisävastaanottimeen 35, joka aalto 36 on muunnettu niistä mekaanisista värähtelyistä 38, jotka sekun-däärisesti herätettiin seinässä 4 aallolla 34, näiden mekaanisten värähtelyiden 38 vaimennus on erilainen kuin primäärisesti herätettyjen mekaanisten värähtelyiden 10 vaimennus. Vahvistimen 37 ulostulo on kytketty sisäänmenoon muovaajassa 29, joka on sovitettu muovaamaan referenssisähkösignaali ja kytkettäväksi lohkon 30 sisäänmenoon informatiivisen sähkösignaalin vertaamista varten referenssisignaaliin. Vertailulohkon 30 toinen sisäänmeno on kytketty ulostuloon muovaajassa 31, joka on sovitettu muodostamaan informatiivinen sähkösignaali, tämän muovaajan sisäänmeno on kytketty vahvistimen 15 ulostuloon. Vertailulohkon 30 ulostulo on kytketty mittalaitteeseen 17 .The device also has an additional emitter 33 for the acoustic vibration wave 34 and an additional receiver 35 for the acoustic wave 36, which emitter and receiver are mounted in the effective additional areas 32 of the respective audio conductors. connected to the auxiliary receiver 35 of the acoustic wave 36, which wave 36 is converted from the mechanical vibrations 38 which were secondary excited in the wall 4 by the wave 34, the damping of these mechanical vibrations 38 is different from the damping of the primary excited mechanical vibrations 10. The output of the amplifier 37 is connected to an input in a shaper 29 adapted to shape the reference electrical signal and to be connected to the input of the block 30 for comparison of the informative electrical signal with the reference signal. The second input of the reference block 30 is connected to the output of a molding 31 adapted to generate an informative electrical signal, the input of this molding being connected to the output of the amplifier 15. The output of the reference block 30 is connected to the measuring device 17.

Esilläolevassa laitteen suoritusmuodossa on tarkoituksenmukaista valita etäisyys E kosketusalueen 19 tehollisen pääalueen 18 ja lisäalueen 32 keskusten projektioiden välillä kosketusalueella 19 kaavasta E = tan Θ - tan (8) missä ja H^ ovat etäisyydet äänijohtimien 3 ja 11 tehollisten pää- ja lisäalueiden 18 ja 32 keskusten ja kosketusalueen 19 välillä.In the present embodiment of the device, it is expedient to select the distance E between the projections of the effective main area 18 and the additional area 32 centers in the contact area 19 from the formula E = tan Θ - tan (8) where and H ^ are the distances between the effective main and additional areas 18 and 32 of the audio conductors 3 and 11. and the contact area 19.

18 6330018 63300

Akustisen lisäkanavan (akustisen värähtelyn aallon 34 emitter! 33 - mekaaninen värähtely 38 seinässä 4 - aallon 36 vastaanotin 35) ja referenssisignaali-sähkövirtapiirin (vahvistin 37-muo-vaaja 29) käyttäminen tekee mahdolliseksi muovattavasti lisätä valvonnan tarkkuutta siinä tapauksessa että epästabiliteettia ilmenee vietäessä akustisen värähtelyn aaltoa seinään 4 äänijohtimen 3 kos-ketusalueen 19 kautta ja vastaanotettaessa aaltoa 13 äänijohtimessa 11 tämän kosketusalueen 19 kautta.The use of an additional acoustic channel (emitter of the acoustic oscillation wave 34 - mechanical oscillation 38 in the wall 4 - receiver 35 of the wave 36) and a reference signal electric circuit (amplifier 37-shaper 29) makes it possible to formally increase the control accuracy in case of instability during oscillation a wave in the wall 4 through the contact area 19 of the sound conductor 3 and when receiving the wave 13 in the sound conductor 11 via this contact area 19.

Kuviossa 12 esitetyssä suoritusmuodossa äänijohtimissa 3 ja 11 on heijastusalue 39 säiliön 5 seinän 4 osan 9 sekundäärisen herättämisen varmistamiseksi akustisen värähtelyn aallolla einitte-ristä 1, mainittu heijastin muodostaa kulman tehollisen alueen 18 kanssa, tämä kulmamäärätään kaavasta:In the embodiment shown in Fig. 12, the sound conductors 3 and 11 have a reflection area 39 for ensuring secondary excitation of part 9 of the wall 4 of the container 5 by acoustic vibration wave from the einiter 1, said reflector forming an angle with the effective area 18, this angle is determined by the formula:

QQ

A= — - (Θ - arc Iin — ) (9)A = - - (Θ - arc Iin -) (9)

' 2 * C'2 * C

Mekaanisten värähtelyiden 38 sekundäärinen herättäminen seinässä 4, jossa se etenee nopeudella Cg, toteutetaan akustisen värähtelyn aallolla 34, joka muunnetaan emitterin 1 aallosta 40 sen jälkeen kun aalto 40 on heijastunut heijastusalueesta 39. Lisäaalto 36, joka on muunnettu sekundäärisestä herätetystä mekaanisesta värähtelystä 38, heijastumisen jälkeen heijastusalueesta 39 äänijohtimessa 11 ja muuntamisen jälkeen akustiseksi aalloksi 41, vastaanotetaan samalla vastaanottimella 12, joka vastaanottaa akustisen aallon 13. Laitteen esilläolevan suoritusmuodon sähkövirtapiirin muodostaa sarjakytkentäinen ensimmäinen lohko 42 sähkösignaalien valitsemiseksi, mainitun lohkon siääänmeno on kytketty sähkösignaa-livahvistimen 15 ulosmenoon, informatiivisen sähkösignaalin muodostaja 31 ja lohko 30 informatiivisen sähkösignaalin vertaamiseksi referenssisignaaliin. Virtapiiriin kuuluu myös referenssisähkö-signaalin muodostaja 29, jonka sisäänmeno on kytketty lohkon 30 sisäänmenoon ja toinen lohko 43 sähkösignaalien valitsemiseksi, jonka lohkon sisäänmeno myös on kytketty vahvistimen 15 ulostuloon ja lohkon 43 ulostulo on kytketty muodostajan 29 sisäänmenoon. Sähkö-virtapiiri sisältää valintapulssien muodostajan 44, jonka ulostulot on kytketty valintalohkojen 42 ja 43 valvottuihin sisäänmenoihin.The secondary excitation of the mechanical vibrations 38 in the wall 4, where it propagates at a speed Cg, is effected by an acoustic vibration wave 34 converted from the wave 40 of the emitter 1 after the wave 40 is reflected from the reflection region 39. An additional wave 36 converted from the secondary excited mechanical vibration from the reflection region 39 in the audio conductor 11 and after conversion to the acoustic wave 41, is received by the same receiver 12 which receives the acoustic wave 13. The electric circuit of the present embodiment of the device is formed by block 30 for comparing the informative electrical signal with the reference signal. The circuit also includes a reference electrical signal generator 29, the input of which is connected to the input of block 30 and a second block 43 for selecting electrical signals, the input of which block is also connected to the output of amplifier 15 and the output of block 43 is connected to the input of generator 29. The electrical circuit includes a selection pulse generator 44, the outputs of which are connected to the controlled inputs of the selection blocks 42 and 43.

19 6330019 63300

Esilläolevassa suoritusmuodossa on sähkövärähtelygeneraatto-rina 14 käytetty pulssiamplitudimoduloitujen värähtelyjen (kussakin modulaatioperiodissa on kestot) generaattoria ja valintapuls-sien muodostajan 44 sisäänmeno on kytketty mainitun generaattorin ulostuloon. Valintalohkot 42 ja 43 on ennestään tunnetun virtapiirin tapaan muodostettu vahvistimesta, jolla on valvottu lisäsi-säänmeno valintapulssia varten, joka ajallisesti osuu yhteen sen valintasignaalin vastaanoton kanssa, joka tulee sähkösignaalien vahvistimesta 15. Valintapulssien muodostaja 44 on tunnetun virtapiirin tapaan muodostettu porttipulssigeneraattorista (ks. esim.In the present embodiment, a generator of pulse amplitude modulated oscillations (each modulation period has durations) is used as the electric oscillation generator 14, and the input of the selection pulse generator 44 is connected to the output of said generator. The selection blocks 42 and 43 are formed, like a previously known circuit, from an amplifier having a controlled additional weather input for a selection pulse which coincides in time with the reception of the selection signal from the electrical signal amplifier 15. The selection pulse generator 44 is a gate pulse

I.N. Yermolovin teosta "Methods of Ultrasonic Flew Detection", venäjäksi, Moskova, MGI Publishers, 1966, sivut 118-119).I.N. Yermolov, "Methods of Ultrasonic Flew Detection," in Russian, Moscow, MGI Publishers, 1966, pp. 118-119).

Valvottaessa rajapintaa 8 (kuvio 1) aineiden välillä, jotka fysikaalisilta ominaisuuksiltaan huomattavasti poikeavat toisistaan, mekaanisten värähtelyjen 10 (kuvio 2) taajuus säiliön 5 seinän 4 herätetyssä osassa 9 muuttuu mainitun rajapinnan sijainnin mukana, jolloin olosuhteet, joissa mainittu mekaaninen värähtely herätetään akustisen värähtelyn aallolla 2, muuttuvat; näiden mekaanisten värähtelyjen amplitudi ja sähkövärähtelyjen amplitudi vastaanottimen 12 ulostulossa pienenee. Kaikki tämä voi aiheuttaa huomattavia virheitä valvottaessa rajapintaa 8 (kuvio 1).When controlling the interface 8 (Fig. 1) between substances with significantly different physical properties, the frequency of mechanical vibrations 10 (Fig. 2) in the excited part 9 of the wall 4 of the container 5 changes with said interface location, whereby the conditions under which said mechanical vibration 2 is excited by acoustic vibration , changing; the amplitude of these mechanical oscillations and the amplitude of the electrical oscillations at the output of the receiver 12 decrease. All of this can cause significant errors when monitoring interface 8 (Figure 1).

Näiden haitallisten vaikutusten eliminoimiseksi herätetään säiliön 5 seinän 4 (kuvio 2) osaa 9 jaksottaisesti akustisten värähtelyjen pulssiaallolla 2, jonka aallon spektri on valittu alueesta, joka ylittää mekaanisten värähtelyjen 10 taajuusalueen säiliön 5 seinässä 4 eri kohdissa rajapintaa 8 (kuvio 1) aineiden 6 ja 7 välillä värähtelevään osaan 9 nähden. Tämä varmistaa sen, että mekaaninen värähtely 10 (kuvio 2) tulee herätetyksi seinään 4 aallolla 2 näiden värähtelyjen taajuudella riippumattomasti rajapinnan 8 sijainnista (kuvio 1) ja siten sen aineen 16 tyypistä (kuvio 3), joka koskettaa säiliön 5 seinän 4 herätetyn osan 9 sisäpintaa. Akustisen pulssiaallon 13 täyttötaajuus määrätään myös ja mainittua taajuutta käytetään määrittämään nesteen tyyppi, kun rajapinta 8 (kuvio 1) sijaitsee säiliön 5 seinän 4 (kuvio 2) värähtelevän osan 9 yläpuolella tai alapuolella.To eliminate these adverse effects, a portion 9 of the wall 4 (Fig. 2) of the container 5 is periodically excited by a pulsed wave 2 of acoustic vibrations selected from a range exceeding the frequency range of the mechanical vibrations 10 in the wall 5 of the container 5 at different points 8 (Fig. 1). with respect to the oscillating part 9. This ensures that the mechanical vibration 10 (Fig. 2) is excited in the wall 4 by the wave 2 at the frequency of these vibrations regardless of the location of the interface 8 (Fig. 1) and thus the type of substance 16 (Fig. 3) contacting the inner surface of the excited part 9 . The filling frequency of the acoustic pulse wave 13 is also determined and said frequency is used to determine the type of liquid when the interface 8 (Fig. 1) is located above or below the vibrating part 9 of the wall 4 (Fig. 2) of the container 5.

Seinän 4 osan 9 jaksottaisten herättämisten toteuttamiseksi akustisella värähtelypulssiaallolla esilläolevassa suoritusmuodossa 20 63300 sähkövärähtelyjen generaattoriin 14 (kuvio 13) sähkövirtapiirissä sisältyy laajaspektristen sähköpulssien muodostaja 45 ja tähän kytketty tehovahvistin 46, joka on kytketty akustisen värähtelyaallon 2 emitteriin 1. Sähkövirtapiiriin kuuluu myös informatiivisen sähkösig-naalin muodostaja 31, jonka sisäänmeno on kytketty sähkösginaalien vahvistimeen 15, lohko 30 informatiivisen signaalin vertaamiseksi referenssisignaaliin, jonka lohkon 30 siäänmeno on kytketty muovaajan 31 ulostuloon, referenssisähkösginaalin muovaaja 29, jonka sisäänmeno on kytketty tehovahvistimeen 46 ja ulostulo on kytketty vertailulohkon 30 sisäänmenoon. Sähkövirtapiiriin sisältyy myös lohko 47, joka on sovitettu mittaamaan sähkösignaalin taajuutta ja jonka sisäänmeno on kytketty sähkösignaalien vahvistimen 15 ulostuloon. Vertailulohkon 30 ulostulo on kytketty mittalaitteeseen 17.In order to carry out periodic excitations of the wall 4 part 9 with an acoustic oscillation pulse wave in the present embodiment, the 63300 electric vibration generator 14 (Fig. 13) in the electric circuit includes a broad-spectrum electric pulse generator , the input of which is connected to an electric signal amplifier 15, a block 30 for comparing an informative signal with a reference signal, the input of the block 30 of which is connected to the output of a shaper 31; The electrical circuit also includes a block 47 adapted to measure the frequency of the electrical signal and having an input connected to the output of the electrical signal amplifier 15. The output of the reference block 30 is connected to the measuring device 17.

Laitteen esilläolevassa suoritusmuodossa oleva laajaspektristen sähköpulssien muodostaja 45 on tehty kuten sähköisten video-pulssien muodostaja käyttäen tunnettua sulkuoskillaattoripiiriä. Näiden videopulssien kesto ^ valitaan kaavasta:In the present embodiment of the device, the broad-spectrum electric pulse generator 45 is made like an electric video pulse generator using a known barrier oscillator circuit. The duration of these video pulses ^ is selected from the formula:

To = °’5 fo ~ (10) missä Fq on emitterin 1 ja sen johdosta vastaanottimen 12 keskimääräinen läpäisykaistataajuus.To = ° '5 fo ~ (10) where Fq is the average passband frequency of the emitter 1 and consequently of the receiver 12.

Jos pietsosähköistä levyä käytetään aktiivisena elementtinä emitterissä ja vastaanottimessa, on arvo f tämän levyn resonanssi-värähtelyjen taajuus.If a piezoelectric plate is used as an active element in the emitter and receiver, the value of f is the frequency of the resonant oscillations of this plate.

Laitteen esilläolevassa suoritusmuodossa on tehovahvistin 46 tehty tunnetun emitteriseuraajapiirin mukaisesti.In the present embodiment of the device, the power amplifier 46 is made according to a known emitter follower circuit.

Primäärisesti herätettyjen mekaanisten värähtelyjen 10 ja sekundäärisesti herätettyjen mekaanisten värähtelyjen 38 (kuviot 11, 12) taajuus muuttuu säiliön herätetyn seinäosan poikkileikkauksen vaihteluiden kera. Tämä muuttaa näiden värähtelyjen herättämisolo-suhteita ja niiden sen jälkeen tapahtuvaa muuttamista akustiseksi aalloksi ja tämän johdosta pienentää mainittujen mekaanisten värähtelyjen amplitudia ja sähkösignaalien suuruutta niiden akustisten aaltojen 13, 36 vastaanottimien 12, 35 ulostuloissa, jotka on muunnettu mekaanisista värähtelyistä 10, 38; tämän seurauksena syntyy huomattavia virheitä rajapinnan 8 (kuvio 1) valvonnassa.The frequency of the primary excited mechanical vibrations 10 and the secondary excited mechanical vibrations 38 (Figures 11, 12) changes with variations in the cross section of the excited wall portion of the container. This changes the excitation conditions of these oscillations and their subsequent conversion into an acoustic wave and consequently reduces the amplitude of said mechanical oscillations and the magnitude of electrical signals at the outputs of the receivers 12, 35 of the acoustic waves 13, 36 converted from mechanical oscillations 10, 38; as a result, considerable errors occur in the control of the interface 8 (Fig. 1).

Näiden virheiden pienentämiseksi herätetään säiliön 5 seinän 4 21 63300 (kuvio 2) osaa 9 jaksottaisesti akustisen värähtelyn pulssiaallolla, jonka suhteellinen spektrileveys valitaan yhtä suureksi tai suuremmaksi kuin suhteellinen muutos säiliön 5 seinän 4 värähtelevän osan 9 paksuudessa: AF 2 (f, - f, ) 2(d, - d9) f - -2---i-2— UI) 3 + f2 <4 ♦ d2 missä f = on akustisen värähtelyn pulssiaallon spektrin leveyden absoluuttinen arvo; f2 ja ovat vastaavat akustisen pulssiaallon spektrin ylä- ja alarajat; f3 = 0,5 (^ + £2) on mainitun spektrin keskimääräinen taajuus; d·^ ja d2 ovat säiliön 5 seinän 4 vastaavat maksimi ja minimi paksuudet.To reduce these errors, a portion 9 of the wall 4 of the tank 5 21 (Fig. 2) is periodically excited by a pulsed wave of acoustic vibration whose relative spectral width is selected to be equal to or greater than the relative change in the thickness of the vibrating portion 9 of the wall 5 of the tank 5: AF 2 (f, - f,) 2 (d, - d9) f - -2 --- i-2— UI) 3 + f2 <4 ♦ d2 where f = is the absolute value of the width of the pulse wave spectrum of the acoustic oscillation; f2 and are the respective upper and lower limits of the acoustic pulse wave spectrum; f3 = 0.5 (^ + £ 2) is the average frequency of said spectrum; d · ^ and d2 are the respective maximum and minimum thicknesses of the wall 4 of the container 5.

Esilläolevan teknillisen ratkaisun toteuttamiseksi äänijoh-timet 3, 11 on kuviossa 13 tehty sulatetusta kvartsista tai posliinista tai piilasista tai tinasta tai lyijystä tai tina-lyijy-seoksista, joiden akustinen impedanssi Z on alueella 0,3-1,7 kertaa akustisen aallon emitterin 1 ja vastaanottimen 12 akustinen impedanssi.To implement the present technical solution, the sound conductors 3, 11 in Fig. 13 are made of fused quartz or porcelain or silicon or tin or lead or tin-lead alloys with an acoustic impedance Z in the range of 0.3 to 1.7 times that of the acoustic wave emitter 1 and the acoustic impedance of the receiver 12.

Keskimääräiset arvot akustiselle impedanssille Z (dimensio 6 2 ^ on 10 kg/m s) pietsosähköisten emittereiden ja vastaanottimien X-muotoisille kvartsikiteille, lyijymetaniobaatille, bariumtitanaa- tille ja lyijysirkonaattititanaatille on annettu taulukossa 1The average values for the acoustic impedance Z (dimension 6 2 ^ is 10 kg / m s) for X-shaped quartz crystals, lead methaniobate, barium titanate and lead zirconate titanate of piezoelectric emitters and receivers are given in Table 1.

Taulukko 1 X-muotoinen lyijymeta- bariumtitanaatti lyijysirkonaatti-kvartsikide niobaatti_titanaatti_ 15,2 16 30,2 36,5Table 1 X-shaped lead metabium titanate lead zirconate quartz crystal niobate_titanate_ 15.2 16 30.2 36.5

Keskimääräiset arvot akustiselle impedanssille Z (dimensio 6 2 10 kg/m s) ja nopeudelle (m/s) äänijohtimissa 3, 11, jotka on tehty mainituista aineista, on annettu taulukossa 2.The average values for the acoustic impedance Z (dimension 6 2 10 kg / m s) and velocity (m / s) in the audio conductors 3, 11 made of said materials are given in Table 2.

22 6330022 63300

Taulukko 2Table 2

Materiaali Sulatettu Posliini Piilasi Tina Lyijy Tina-Lyijy-seokset, % _kvartsi__' __ Z 13 13,5 15 24,2 24,6 25+75 50+50 75+25 24,3 24,4 24,5 C3 5,570 5,600 5,500 3,320 2,160 3,030 2,740 2,450 Tämä tekee mahdolliseksi huomattavasti leventää akustisen värähtelyn aallon spektriä niiden virheiden pienentämiseksi, joita aiheuttaa säiliön 5 seinän 4 muuttuva poikkileikkaus.Material Fused Porcelain Silicon Glass Tin Lead Tin-Lead alloys,% _quartz__ '__ Z 13 13.5 15 24.2 24.6 25 + 75 50 + 50 75 + 25 24.3 24.4 24.5 C3 5,570 5,600 5,500 3,320 2,160 3,030 2,740 2,450 This makes it possible to considerably widen the spectrum of the acoustic vibration wave in order to reduce the errors caused by the variable cross section of the wall 4 of the container 5.

Äänijohtimien 3, 11 lämpötila ja tämän johdosta akustisen värähtelyn aallon 2, 13 nopeus muuttuu säiliön 5 seinän 4 lämpötilan mukana. Tämän johdosta tulevat ehdot (1) ja (7) mekaanisen värähtelyn 10, 38 primääriselle ja sekundääriselle herättämiselle (kuviot 11, 12) säiliön 5 seinässä 4 häirityiksi ja syntyy lämpötilasta johtuvia lisävirheitä rajapinnan 8 (kuvio 1) valvonnassa.The temperature of the sound conductors 3, 11 and consequently the speed of the acoustic vibration wave 2, 13 changes with the temperature of the wall 4 of the tank 5. As a result, the conditions (1) and (7) for the primary and secondary excitation of the mechanical vibration 10, 38 (Figs. 11, 12) in the wall 4 of the container 5 become disturbed and additional temperature-induced errors occur in the control of the interface 8 (Fig. 1).

Näitä virheitä pienennetään äänijohtimien 3, 11 erityisellä suunnittelulla, joita johtimia laitteen seuraavissa suoritusmuodoissa kuvioihin 14-20 liittyen selitetään käyttämällä äänijohdinta 3 esimerkkinä.These errors are reduced by the special design of the audio conductors 3, 11, which in the following embodiments of the device in connection with Figures 14-20 will be explained using the audio conductor 3 as an example.

Kuvioissa 14-20 esitettyjen äänijohtimien 3 muoto on samanlainen kuin kuvioissa 3, 4, 6, 11 ja 12 esitettyjen.The shape of the audio conductors 3 shown in Figs. 14 to 20 is similar to that shown in Figs. 3, 4, 6, 11 and 12.

Kuitenkin on äänijohtimet 3 kuvioissa 14-20 esitetyissä suoritusmuodoissa tehty perustuen vesiliuoksiin alkoholeista tai alkaleista tai hapoista tai epäorgaanisten happojen suoloista, joilla on likimain parabolinen akustisen värähtelyn aallon 2 etenemisnopeuden lämpötilariippuvuus, mainittujen liuosten konsentraatio on siten valittu, että aallon 2 etenemisnopeuden maksimiarvo C3ma^g on säiliön 5 seinän 4 keskilämpötilan t alueella.However, the sound conductors 3 in the embodiments shown in Figs. in the region of the average temperature t of the wall 4 of the tank 5.

Seuraavassa on annettu taulukko 3, joka esittää arvot ja t vedelle ja joukolle vesiliuoksia eri aineista: rikkihappo I^SC^, typpihappo HNOg, kloorivetyhappo HC1, alkali NaOH, etyylialkoholi CgHgOH, sinkkisulfaatti ZnSO^, formamidi HC0NH2 ja asetonitrii-li CHgCN painokonsentraatioin q, joilla on mainittu parabolinen akustisen värähtelyn aallon 2 etenemisnopeuden lämpötila-riippuvuus .The following is Table 3, which shows the values and t for water and a number of aqueous solutions of various substances: sulfuric acid I having said parabolic temperature dependence of the propagation speed of the acoustic vibration wave 2.

23 6330023 63300

Taulukko 3Table 3

Veteen liuotettu HjO I^SO^ HNOg HC1 NaOHH 2 O 2 SO 2 HNO 3 HCl NaOH dissolved in water

Aine_ q, % 0 33 20 27 2«+ 30 8 12 t , °C 70 30 50 30 50 30 50 30 C3max 111/3 1,555 1,565 1,520 1,525 1,530 1,510 1,760 1,860Substance_q,% 0 33 20 27 2 «+ 30 8 12 t, ° C 70 30 50 30 50 30 50 30 C3max 111/3 1,555 1,565 1,520 1,525 1,530 1,510 1,760 1,860

Veteen liuotettuDissolved in water

Aine C^OH ZnS04 HCONI^ CHgCNSubstance C ^ OH ZnSO 4 HCONI ^ CHgCN

q, % 12,5 16 6,7 12 20 36,5 10 17 t , °C 40 20 60 40 50 30 50 30 C, m/s 1,580 1,605 i»630 1,665 1,565 1,575 1,550 1,545 Äänijohtimet 3, jotka on esitetty kuvioissa 14, 18 ja 20 muodostuvat ontosta kappaleesta 48, joka on täytetty vesiliuoksella aineesta, joka on valittu taulukosta 3 ja jolla on mainittu akustisen värähtelyn allon etenemisnopeuden parabolinen lämpötilariippuvuus. Kuvioissa 14, 18 ja 19 esitetyissä äänijohtimissa akustisia aaltoja absorboiva kerros 21 on sijoitettu onton kappaleen 48 sisäpinnalle. Akustisen värähtelyn aallon 2 emitteri 1 on sijoitettu kappaleeseen 48 ennaltamäärättyyn kulmaan ja asianmukaisesti tiivistetty. Jos vesiliuoksena 49 käytetään happojen tai emästen vesi-liuoksia, on emitterin 1 tehollisella alueella päällyste, joka on kemiallisesti suojaava ja akustisesti ei-absorboiva (ei esitetty kuvioissa 14-20). Tetrafluorieteenipolymeeria voidaan käyttää sellaisena päällysteenä.q,% 12.5 16 6.7 12 20 36.5 10 17 t, ° C 40 20 60 40 50 30 50 30 C, m / s 1.580 1.605 i »630 1.665 1.565 1.575 1.550 1.545 Audio conductors 3 shown Figures 14, 18 and 20 consist of a hollow body 48 filled with an aqueous solution of a material selected from Table 3 and having said parabolic temperature dependence of the Allon propagation speed of the acoustic vibration. In the sound conductors shown in Figs. 14, 18 and 19, an acoustic wave absorbing layer 21 is disposed on the inner surface of the hollow body 48. The emitter 1 of the acoustic vibration wave 2 is placed in the body 48 at a predetermined angle and properly sealed. If aqueous solutions of acids or bases are used as the aqueous solution 49, the effective area of the emitter 1 has a coating which is chemically protective and acoustically non-absorbent (not shown in Figs. 14-20). The tetrafluoroethylene polymer can be used as such a coating.

Kuviossa 15 esitetyssä äänijohtimessa 3, joka on samanlainen kuin kuviossa 4 esitetty äänijohdin 3,.osa tätä äänijohdinta, johon emitteri 1 on sijoitettu, on tehty ontoksi kappaleeksi 50, joka on täytetty taulukosta 3 valitun yhdisteen vesiliuoksella 51. Kosketusosa äänijohdinta 3, joka osa koskettaa säiliön 5 seinää 4, on tehty yhdisteestä, joka on valittu taulukosta 2.In the sound conductor 3 shown in Fig. 15, which is similar to the sound conductor 3 shown in Fig. 4, a part of this sound conductor in which the emitter 1 is placed is made a hollow body 50 filled with an aqueous solution 51 of a compound selected from Table 3. the wall 4 of the tank 5 is made of a compound selected from Table 2.

Kuviossa 16 esitetyssä äänijohtimessa 3, joka myös on samanlainen kuin kuviossa 4 esitetty äänijohdin 3, on säiliön 5 seinää 4 koskettavana äänijohtimena ontto kappale 52, joka on täytetty taulukosta 3 valitun yhdisteen vesiliuoksella 53, äänijohtimen se osa, johon emitteri 1 on sijoitettu, on tehty taulukosta 2 valitusta aineesta.The sound conductor 3 shown in Fig. 16, which is also similar to the sound conductor 3 shown in Fig. 4, has a hollow body 52 filled with an aqueous solution 53 of the compound selected from Table 3, the portion of the sound conductor in which the emitter 1 is placed. from the substance selected in Table 2.

24 6 3 3 0 024 6 3 3 0 0

Kuviossa 17 esitetyssä äänijohtimessa 3, joka myös on samanlainen kuin kuviossa 4 esitetty äänijohdin, äänijohtimen 3 molemmissa osissa on erilliset kappaleet 50 ja 52, jotka on täytetty vesiliuoksilla 51 ja 53, joissa liuoksissa ääniaallolla on erilaiset etenemisnopeudet ja C,.. Äänijohtimen 3 molemmat osat on erotettu toisistaan akustisesti johtavalla väliseinällä 54, jonka kaa-revuussäde on R, mikä on määrätty kaavasta (3). Väliseinänä voidaan käyttää osaa ontosta sylinteristä, jonka sisäpinnan kaarevuus-säde on R ja joka on valmistettu tetrafluorieteenipolymeerista. Väliseinän 54 paksuus valitaan suuruusluokkaa pienemmäksi kuin akustisen värähtelyn aallon 2 pituus.In the sound conductor 3 shown in Fig. 17, which is also similar to the sound conductor shown in Fig. 4, both parts of the sound conductor 3 have separate bodies 50 and 52 filled with aqueous solutions 51 and 53, in which the sound wave has different propagation speeds and C, .. Both parts of the sound conductor 3 is separated by an acoustically conductive partition 54 having a radius of curvature R as determined by formula (3). A part of a hollow cylinder having an inner surface curvature radius R and made of a tetrafluoroethylene polymer can be used as a partition. The thickness of the partition 54 is selected to be an order of magnitude smaller than the length of the acoustic vibration wave 2.

Kuvioissa 16 ja 17 esitettyjen äänijohtimien 3 kosketus-osissa on onttojen kappaleiden 52 sisäpinnat myös päällystetty kerroksella 21 ainetta, joka absorboi ääniaaltoja.In the contact portions of the sound conductors 3 shown in Figs. 16 and 17, the inner surfaces of the hollow bodies 52 are also coated with a layer 21 of a substance which absorbs sound waves.

Kuvioissa 18, 19 ja 20 esitetyt äänijohtimet 3 ovat samanlaisia kuin niiden suoritusmuotojen äänijohtimet 3, jotka on esitetty kuvioissa 6, 11 ja 12. Äänijohtimet muodostaa ontto kappale 48, joka on täytetty taulukosta 3 valitun yhdisteen vesiliuoksella 49, kuten edellä selitetyissäkin suoritusmuodoissa.The audio conductors 3 shown in Figs. 18, 19 and 20 are similar to the audio conductors 3 of the embodiments shown in Figs. 6, 11 and 12. The audio conductors form a hollow body 48 filled with an aqueous solution 49 of the compound selected from Table 3, as in the embodiments described above.

Laitteen kaikkia edellä mainittuja suoritusmuotoja voidaan menestyksellisesti käyttää neste-neste-rajapintojen määräämiseen.All of the above embodiments of the device can be successfully used to define liquid-liquid interfaces.

Menetelmä kaasu-neste tai neste-nesterajapinnan määräämiseksi yksikerrossäiliöissä toteutetaan laitteen edellä selitetyillä suoritusmuodoilla seuraavalla tavalla.The method for determining the gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer containers is implemented with the embodiments of the device described above as follows.

Synnytetään akustisen värähtelyn aalto 2 emitterin 1 avulla (kuviot 1, 2, 3) ja aalto viedään yksikerrossäiliön 5 seinää 4 koskettavalla äänijohtimella 3 mainittuun säiliöön 5, joka on täytetty kahdella aineella 6 ja 7 (kuvio 1), joiden rajapintaa on merkitty viitenumerolla 8. Aalto 2 viedään säiliön 5 osaan 9, joka sijaitsee ennaltamäärätyllä korkeudella ja rajapinnan 8 läsnäoloa tällä korkeudella valvotaan ehdotetulla laitteella.A wave 2 of acoustic vibration is generated by means of the emitter 1 (Figs. 1, 2, 3) and the wave is introduced by a sound conductor 3 touching the wall 4 of the single-layer container 5 to said container 5 filled with two substances 6 and 7 (Fig. 1). The wave 2 is fed to a part 9 of the tank 5 located at a predetermined height and the presence of the interface 8 at this height is monitored by the proposed device.

Ennen akustisen värähtelyn aallon 2 viemistä säiliöön 5 suunnataan akustisen värähtelyn aallon 2 rinta äänijohtimessa 3 terävään tai tylppään kulmaan Θ (kuvio 3) suhteessa yksikerrossäiliön 5 seinään 4 ja mainitulla aallolla herätetään mekaaninen värähtely 10 seinän 4 osaan 9, joka mekaaninen värähtely etenee pitkin seinää 4 suuntaan, jonka määräävät akustisen värähtelyn aallon 2 etenemis- 25 63300 suunta ja sen tulokulma Θ. Laitteen kuvioissa 3-20 esitetyissä suoritusmuodoissa on kulma Θ akustisen värähtelyn aallon 2 rinnan ja herätetyn mekaanisen värähtelyn 10 etenemissuunnan välillä aina terävä. Kulma Θ voi olla tylppä täysin määrätyllä ehdolla, nimittäin kun herätetty mekaaninen värähtely 10 etenee vastakkaiseen suuntaan· kuin on kuvattu kuvioissa 3-20.Before introducing the acoustic vibration wave 2 into the container 5, the chest of the acoustic vibration wave 2 in the sound guide 3 is directed at a sharp or obtuse angle Θ (Fig. 3) with respect to the wall 4 of the single-layer container 5 and said vibration , determined by the direction of propagation of the acoustic oscillation wave 2 and its angle of incidence Θ. In the embodiments of the device shown in Figures 3-20, the angle Θ between the parallel of the acoustic vibration wave 2 and the direction of propagation of the excited mechanical vibration 10 is always sharp. The angle Θ can be obtuse under a completely defined condition, namely when the excited mechanical vibration 10 propagates in the opposite direction · as illustrated in Figures 3-20.

Suunnattaessa akustisen värähtelyn aaltoa 2 asetellaan sen vanan nopeus Cy pitkin säiliön 5 seinää 4 likimain yhtä suureksi kuin mekaanisen värähtelyn 10 etenemisnopeus C pitkin mainittua seinää 4: C = — ^ C’ (12) 7’ iin» missä Cg on akustisen värähtelyn aallon 2 etenemisnopeus äänijohtimes-sa 3.When the acoustic vibration wave 2 is directed, its velocity Cy along the wall 4 of the container 5 is set approximately equal to the propagation speed C of the mechanical vibration 10 along said wall 4: C = - ^ C '(12) 7' »where Cg is the propagation velocity of the acoustic vibration wave 2 in the audio conductor 3.

Aallon 2, 13 vanan nopeuden vaadittu arvo Cy asetellaan asianmukaisesti valitsemalla tulokulman Θ arvo ja äänijhotimen 3 aine. Akustisen värähtelyn aallon 2 tulokulma säiliön 5 seinään 4 vastaa äänijohtimen 3 tehollisen alueen 18 kaltevuuskulmaa sen seinää 4 koskettavaan kosketusalueeseen 19 nähden.The required value Cy of the velocity of the wave 2, 13 is set appropriately by selecting the value of the input angle Θ and the substance of the sound conductor 3. The angle of entry of the acoustic vibration wave 2 into the wall 4 of the container 5 corresponds to the angle of inclination of the effective area 18 of the sound conductor 3 with respect to the contact area 19 touching its wall 4.

Emitteri 1 herätetään sähkövärähtelyllä, joka on joko jatkuvaa tai pulssiamplitudimoduloitua ja joka tuotetaan generaattorilla 14.The emitter 1 is excited by an electrical oscillation which is either continuous or pulse amplitude modulated and which is produced by a generator 14.

Mekaaniset värähtelyt 10 kokevat kulkiessaan pitkän säiliön 5 seinää 4 amplitudivaimennuksen, jonka suurus on riippuvainen sen aineen 16 akustisesta impedanssista, joka koskettaa seinän värähtelevän osan 9 sisäpintaa. Jos tämä aine on kaasumaista, on amplitudi-vaimennus minimissä; siinä tapauksessa että aine on nestemäistä, on amplitudivaimennus maksimissa. Jos säiliössä 5 on kahta nestettä, on mekaanisen värähtelyn vaimennus suurempi nesteelle, jolla on suurempi aksutinen impedanssi.As the mechanical vibrations 10 pass through the wall 4 of the long container 5, they experience an amplitude damping, the magnitude of which depends on the acoustic impedance of the substance 16 which contacts the inner surface of the vibrating part 9 of the wall. If this substance is gaseous, the amplitude attenuation is at a minimum; in the case where the substance is liquid, the amplitude attenuation is at a maximum. If there are two liquids in the tank 5, the damping of the mechanical vibration is higher for a liquid with a higher axial impedance.

Kun mekaaninen värähtely 10 saapuu äänijohtimen 11 sijaintialueelle, se tulee osittain muutetuksi akustiseksi aalloksi 13, joka etenee äänijohtimeen 11 kosketusalueeseen 19 nähden kulmassa jf_ _ g. tämä tarkoittaa, että värähtely etenee tehollisen alueen 18 2 normaalin suuntaan, mihin vastaanotin 12 on sijoitettu. Mainittu 26 63300 vastaanotin muuttaa aallon 13 sähkösignaaleiksi, joiden amplitudi on suhteellinen mekaanisten värähtelyiden 10 amplitudiin äänijohti-men 11 sijaintivyöhykkeessä. Sähkösignaalit vastaanottimesta 12 tulevat vahvistimen 15 sisäänmenoon. Vahvistetut sähkösignaalit, jotka kuljettavat informaatiota, joka koskee mekaanisten värähtelyiden 10 vaimennuksen määrää säiliön 5 seinän H osassa 9 ja tämän johdosta rajapintaa 8 (kuvio 1) koskevaa informaatiota, saapuvat mittalaitteeseen (rekisteröintilaitteeseen 17 (kuvio 3). Rajapinta 8 (kuvio 1) määritetään vahvistettujen sähkösignaalien amplitudista, joka on suhteellinen sen akustisen aallon 13 (kuvio 3) amplitudiin, joka muutettiin mekaanisista värähtelyistä 10, jotka etenevät pitkin säiliön 5 seinää 4.When the mechanical vibration 10 enters the location area of the sound conductor 11, it becomes a partially converted acoustic wave 13 which propagates to the sound conductor 11 at an angle jf_ _ g to the contact area 19. this means that the oscillation propagates in the normal direction of the effective area 18 2 in which the receiver 12 is located. Said 26 63300 receiver converts the wave 13 into electrical signals having an amplitude proportional to the amplitude of the mechanical vibrations 10 in the location zone of the audio conductor 11. Electrical signals from the receiver 12 come to the input of the amplifier 15. The amplified electrical signals carrying information concerning the amount of damping of the mechanical vibrations 10 in the wall H part 9 of the container 5 and consequently the information about the interface 8 (Fig. 1) arrive at the measuring device (recording device 17 (Fig. 3)). an amplitude of electrical signals proportional to the amplitude of the acoustic wave 13 (Fig. 3) converted from mechanical vibrations 10 propagating along the wall 4 of the container 5.

Erityisesti, jos mitattujen sähkösignaalien amplitudi on maksimissa, on kaasu-neste-rajapinta 8 (kuvio 1) osan 9 alapuolella; jos amplitudi on minimissä, rajapinta on mainitun seinäosan yläpuolella. Kun valvottavana rajapintana 8 on neste-neste-rajapinta, edellä tarkastellut tapaukset ovat relevantteja sille nesteelle, jolla on alempi akustinen impedanssi kuin toisella.In particular, if the amplitude of the measured electrical signals is at a maximum, the gas-liquid interface 8 (Fig. 1) is below the portion 9; if the amplitude is at a minimum, the interface is above said wall portion. When the monitored interface 8 is a liquid-liquid interface, the cases discussed above are relevant for the liquid with a lower acoustic impedance than the other.

Hyppäyksellinen muutos mitattavien sähkösignaalien amplitudissa osoittaa, että rajapinta 8 on säiliön 5 seinän *4 värähtelevän osan 9 tasolla, kun akustisen aallon emitteri 1 ja vastaanotin 12 on asennettu mainitulle osalle äänijohtimien 3 avulla. Tämä muutos amplitudissa voidaan rekisteröidä automaattisesti rekisteröintime-kanismilla tai relelohkolla mittalaitteessa 17 (kuvio 3), riippuen tämän rakenteesta.The abrupt change in the amplitude of the electrical signals to be measured indicates that the interface 8 is at the level of the oscillating part 9 of the wall 5 of the tank 5 when the acoustic wave emitter 1 and the receiver 12 are mounted on said part by means of sound conductors 3. This change in amplitude can be registered automatically by a recording mechanism or a relay block in the measuring device 17 (Fig. 3), depending on its structure.

Edellä kuvattu menetelmä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi on teknologisesti yksinkertainen ja tekee mahdolliseksi tehokkaan valvonnan, kun säiliön 5 seinän 4 poikkileikkaus on vakio. Muutos mainitussa poikkileikkauksessa muuttaa mekaanisten värähtelyjen 10 etenemisnopeutta C pitkin seinää 4 ja tämän vuoksi häiritsee yhtäläisyyttä mainitun mekaanisten värähtelyjen etenemisnopeuden C ja akustisen värähtelyn aallon 2 aiheuttaman vanan etenemisnopeuden C? välillä. Tämä vuorostaan aiheuttaa alenemisen seinässä 4 herätettyjen mekaanisten värähtelyjen 10 amplitudissa, ja tämän johdosta informatiivisen sähkösignaalin amplitudissa, mikä johtaa valvontavirheisiin.The method described above for monitoring the gas-liquid or liquid-liquid interface is technologically simple and enables efficient monitoring when the cross-section of the wall 4 of the container 5 is constant. The change in said cross-section changes the propagation speed C of the mechanical vibrations 10 along the wall 4 and therefore interferes with the similarity between the propagation speed C of said mechanical vibrations and the velocity C of the bead caused by the acoustic vibration wave 2? between. This in turn causes a decrease in the amplitude of the mechanical vibrations 10 excited in the wall 4, and consequently in the amplitude of the informative electrical signal, which leads to monitoring errors.

27 63300 Tämänlaisten virheiden vähentämiseksi on käytettävä menetelmää kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan määräämiseksi kuviossa 3 esitetyn laitteen avulla yhdessä kuvioissa 4-9 esitettyjen äänijoh-timien suoritusmuotojen kanssa.In order to reduce such errors, a method for determining the gas-liquid or liquid-liquid interface by means of the device shown in Figure 3 must be used in conjunction with the embodiments of the audio conductors shown in Figures 4-9.

Menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon mukaan yksikerrossäi-liön 5 seinän 4 osaa 9 herätetään akustisten värähtelyjen divergentillä tai konvergentilla aallolla 2, mainitun aallon 2 maksimi ja minimi tulokulmat ja 02 valitaan kaavasta (2). Kutakin seinän 4 (kuvio 4) paksuutta varten alueella d-^-d2 ja vastaavia mekaanisten värähtelyjen 10 nopeuksia varten alueella C^-C2 on olemassa tulokulma Θ, joka on alueella ja tyydyttää ehdon (1) mekaanisten vä rähtelyjen 10 optimaalisesta herätyksestä.According to a first embodiment of the method, the part 9 of the wall 4 of the single-layer container 5 is excited by a divergent or convergent wave 2 of acoustic vibrations, the maximum and minimum input angles of said wave 2 and O 2 are selected from formula (2). For each wall thickness 4 (Fig. 4) in the range d1-d2 and for the corresponding rates of mechanical vibrations 10 in the range C 1 -C 2, there is an incidence angle Θ which is in the range and satisfies condition (1) for optimal excitation of the mechanical vibrations 10.

Divergentti aalto kulma-alueella - θ2 muodostetaan emit-terin 1 aallosta 2 äänijohtimen 3 kahden osan 22 ja 23 sylinteri-mäisellä kosketuspinnalla 24, jonka kaarevuussäde on R. Aallon 2 keskisäde 25 kulkee pinnan 24 lävitse taittumatta ja tulee seinään 4 kulmassa Θ, joka on sama kuin äänijohtimen 3 tehollisen alueen 18 kaltevuus suhteessa mainitun äänijohtimen kosketusalueeseen 19.The divergent wave in the angular range θ2 is formed from the wave 2 of the emitter 1 by a cylindrical contact surface 24 of the two parts 22 and 23 of the sound conductor 3 having a radius of curvature R. The central radius 25 of the wave 2 passes through the surface 24 without bending and enters the wall 4 at an angle Θ the same as the inclination of the effective area 18 of the sound conductor 3 with respect to the contact area 19 of said sound conductor.

Tämän aallon 2 sivusäteet 26 ja 27 taittuvat, koska ne eivät osu pintaan 24 kohtisuorasti vaan kulmassa £ pinnan normaaliin nähden. Tämä kulma £ määrätään kaavasta:The side rays 26 and 27 of this wave 2 refract because they do not hit the surface 24 perpendicularly but at an angle kul to the normal of the surface. This angle £ is determined by the formula:

Jlin t- — (13)Jlin t- - (13)

2R2R

missä A on äänijohtimen 3 (tai emitterin 1) tehollisen alueen 18 pituus ja vastaavasti vastaanottimen 12 puolella (kuviot 1 ja 3) tasossa, joka kulkee suoran kautta, joka osuu yhteen säiliön 5 seinässä 4 herätettyjen mekaanisten värähtelyjen etenemissuunnan kanssa ja tämän alueen 18 normaalin kautta.where A is the length of the effective region 18 of the audio conductor 3 (or emitter 1) and respectively on the receiver 12 side (Figures 1 and 3) in a plane passing through a line coinciding with the direction of mechanical vibrations propagated in the wall 4 of the container 5 .

Taituttuaan sylinterimäisellä pinnalla 24 (kuvio 4) säteet 26 ja 27 etenevät äänijohtimen 3 toisessa osassa 23 kulmassa ^ tämän alueen 24 normaaliin nähden: n Cg n AC^ = aro yin (j- £in i ) = aro {fin (11() missä ja ovat akustisten värähtelyjen aallon 2 etenemisnopeudet äänijohtimen osissa 22 ja 23, ja nämä säteet tulevat seinään 4 kulmissa ja jotka määrätään kaavoista: 28 63300 θ = θ - arc Jdn — + arc tin —~ 2R 2C4= (15)After bending on the cylindrical surface 24 (Fig. 4), the rays 26 and 27 propagate in the second part 23 of the sound conductor 3 at an angle ^ to the normal of this region 24: n Cg n AC ^ = aro Yin (j- £ in i) = aro {fin (11 () where and are the propagation velocities of the acoustic vibration wave 2 in the sound guide parts 22 and 23, and these beams enter the wall 4 at the corners and are determined by the formulas: 28 63300 θ = θ - arc Jdn - + arc tin - ~ 2R 2C4 = (15)

ACj- _ AACj- _ A

8? = 8 - arc ^in - + arc yin — (16)8? = 8 - arc ^ in - + arc Yin - (16)

0 2C[+R ° 2R0 2C [+ R ° 2R

Jotta aallon maksimi ja minimi kulmat 8^ ja 82 taittumisen jälkeen vastaisivat aallon vaadittu divergenssia tai konvergenssia, valitaan osien 22 ja 23 välisen sylinterimäisen kosketuspinnan 24 kaarevuussäde R molemmissa äänijohtimissa 3 ja 11 (kuvio 3) kaavasta (3) tyydyttäen ehdon (2) ja kaavat (15) ja (16). Kuvio 4 esittää esimerkkiä divergenssistä aallosta 2, kun Jos C4< C5 » on aalto 2 konvergentti. Edellä kuvatun menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon toteuttamisessa, jossa suoritusmuodossa eliminoidaan informatiivisen sähkösignaalin pienenemiseen liittyvät virheet, laitteen annetussa suoritusmuodossa äänijohtimien 3 ja 11 tekeminen sylinterimäisellä kosketuspinnalla 24 varustetuiksi on varsin monimutkaista. Yksinkertaisempi rakenne äänijohtimille 3, 11 on annettu laitteen toisessa suoritusmuodossa, joka on esitetty kuvioissa 6 ja 7.In order for the maximum and minimum angles of the wave after refraction 8 and 82 to correspond to the required divergence or convergence of the wave, the radius of curvature R of the cylindrical contact surface 24 between the portions 22 and 23 in both sound conductors 3 and 11 (Fig. 3) is selected from formula (3) (15) and (16). Figure 4 shows an example of divergence of wave 2 when If C4 <C5 »is wave 2 convergent. In the implementation of the first embodiment of the method described above, in which the errors related to the reduction of the informative electrical signal are eliminated, in the given embodiment of the device, making the audio conductors 3 and 11 provided with a cylindrical contact surface 24 is quite complicated. A simpler structure for the audio conductors 3, 11 is given in the second embodiment of the device shown in Figures 6 and 7.

Tässä suoritusmuodossa äänijohtimilla 3, 11 on sylinteri-mäinen tehollinen alue 18 samalla kun akustisen aallon 2 ja 13 emitterillä 1 ja vastaanottimella 12 (kuvio 3) on samanlaiset teholliset alueet kuin äänijohtimien 3, 11 teholliset alueet, mikä aikaansaa akustisten värähtelyjen aallon 2, 13 divergenssin tai konvergenssin. Aallon 2 divergenssi tapahtuu, kun äänijohtimen 3 tehollinen alue 18 on kupera ja konvergenssi (esitetty kuviossa 6) esiintyy silloin, kun tämä alue on kovera. Aallon 2 keskisäde 25 tulee seinään 4 kulmassa Θ, joka on yhtä suuri kuin kulma tehollisen alueen 18 keskelle piirretyn tangentin ja äänijohtimen 3 kosketusalu-een 19 välillä. Aallon 2 sivusäteet 26 ja 27 tulevat seinään 2 kulmissa 0^ ja Θ2, jotka ovat vastaavasti suurempia tai pienempiä kuin kulma Θ kulma-arvon verran, joka määrätään kaavasta (13): θ, = Θ + arc iin — (17)In this embodiment, the audio conductors 3, 11 have a cylindrical effective region 18 while the emitter 1 of the acoustic wave 2 and 13 and the receiver 12 (Fig. 3) have similar effective regions as the effective regions of the audio conductors 3, 11, which causes the divergence of the acoustic vibrations wave 2, 13. or convergence. The divergence of wave 2 occurs when the effective region 18 of the sound conductor 3 is convex and convergence (shown in Fig. 6) occurs when this region is concave. The central radius 25 of the wave 2 enters the wall 4 at an angle Θ which is equal to the angle between the tangent drawn in the middle of the effective area 18 and the contact area 19 of the sound conductor 3. The side radii 26 and 27 of the wave 2 enter the wall 2 at angles 0 ^ and Θ2, respectively, which are larger or smaller than the angle Θ by the angular value determined by the formula (13): θ, = Θ + arc iin - (17)

1 ° 2R1 ° 2R

8 = 0- arc <£in — 2R (18) 29 633008 = 0- arc <£ in - 2R (18) 29 63300

Jotta näistä kaavoista (17) ja (18) määrätyt kulmat 8^ ja θ2 tyydyttäisivät aallon 2 vaaditun konvergenssi- tai divergenssi-ehdon (2), on äänijohtimen 3 tehollisen alueen 18 pituus A (tai emitterin 1 ja vastaavasti vastaanottimen 12 valittava kaavan (4) mukaisesti.In order for the angles ^1 and θ2 determined from these formulas (17) and (18) to satisfy the required convergence or divergence condition (2) of wave 2, the length A (or emitter 1 and receiver 12, respectively) must be selected by formula (4). ).

Kuvioissa 6 ja 7 esitetty laite tekee mahdolliseksi pienentää edellä mainittuja virheitä valvottaessa rajapintaa 8 (kuvio 1) tekemä llä äänijohtimien 3, 11 teholliset alueet 18 sylinterimäisik-si rajoittamatta akustisten värähtelyjen aallon 2 pituutta.The device shown in Figures 6 and 7 makes it possible to reduce the above-mentioned errors in monitoring the interface 8 (Figure 1) by making the effective areas 18 of the audio conductors 3, 11 cylindrical without limiting the length of the acoustic vibrations wave 2.

Kuvioissa 8 ja 9 esitetty laitteen äänijohtimen 3 suoritusmuoto on yksinkertaisempi kuin edellä esitetyt suoritusmuodot, mutta aiheuttaa tiettyjä rajoituksia akustisten värähtelyjen aallon 2 pi-. tuudessa /\_ . Laitteen tässä suoritusmuodossa minimietäisyys äänijohtimen 3 tehollisen alueen 18 ja kosketusalueen 19 välillä valitaan kaavan (6) mukaisesti, niin että sivusäteen 27 etenemistien pituus ylittää emitterin 1 akustisen kentän Fresnel-vyöhykkeen pituuden B, jolla vyöhykkeellä aallolla 2 on ei-divergentti tasomainen rinta 28. Jättäessään tämän vyöhykkeen aallon 2 tasomainen rinta 28 muuttuu osittain pallopinnan muotoiseksi rinnaksi, jossa on divergentti kimppu akustisia säteitä 26 ja 27, jolloin sivusäteet tulevat seinään 4 kulmissa 8^ ja θ2» jolloin 8^ on pienempi ja θ2 suurempi kuin keskisäteen 25 tulokulma 8.The embodiment of the audio conductor 3 of the device shown in Figs. 8 and 9 is simpler than the embodiments shown above, but causes certain limitations in the ac. / / _ _. In this embodiment of the device, the minimum distance between the effective area 18 of the audio conductor 3 and the contact area 19 is selected according to formula (6) so that the length of the side beam 27 exceeds the length of the Fresnel zone B of the acoustic field of the emitter 1, which zone 2 has a non-divergent planar chest. the planar chest 28 of the wave 2 of this zone transforms into a partially spherical chest with a divergent bundle of acoustic rays 26 and 27, the side beams entering the wall 4 at angles 8 ^ and θ2 »where 8 ^ is smaller and θ2 larger than the center angle of the beam 25.

Riittävän suurella etäisyydellä Fresnel-vyöhykkeen rajasta määrätään aallon 2 divergenssikulma emitterin 1 suuntauskuviosta ja melkein kaikki akustisen emission energia rajoittuu tähän di-vergenssikulmaan, jonka suuruus on: h* 8, - 80 = 1.4 arc λιη - 1 1 U A, (19) missä k^ on kerroin, jonka määrää äänijohtimen 3 tehollisen alueen 18 muoto ja on esim. 1,22 pallomaiselle ja 1 suorakulmaiselle muodolle. Tällöin kulmat 8^ ja θ2 määrätään seuraavista yhtälöistä: kl λ.At a sufficiently large distance from the boundary of the Fresnel zone, the divergence angle of wave 2 is determined from the orientation pattern of emitter 1, and almost all the energy of acoustic emission is limited to this di-divergence angle of: h * 8, - 80 = 1.4 arc λιη - 1 1 UA, (19) where k ^ is a coefficient determined by the shape of the effective area 18 of the sound conductor 3 and is e.g. 1.22 for a spherical and 1 for a rectangular shape. Then the angles 8 ^ and θ2 are determined from the following equations: kl λ.

Θ, =8 + 0,7 arc £in - 1 U A, (20) k “3 θ0 = θ - 0,7 arc Cin —- 1 U A (21) 30 63300Θ, = 8 + 0.7 arc £ in - 1 U A, (20) k “3 θ0 = θ - 0.7 arc Cin —- 1 U A (21) 30 63300

Yhtälöryhmän (2), (20) ja (21) ratkaisu antaa suhteen (5) tehollisen alueen 18 pituudelle A ja aallonpituudelle \ , mikä suhde varmistaa aallon 2 vaaditun divergenssin ja tämän seurauksena säiliön 5 seinän 4 osan 9 (kuvio 3) optimaalisen herätyksen mekaanisten värähtelyjen 10 etenemisnopeuksien alueella ·The solution of the set of equations (2), (20) and (21) gives the ratio (5) effective area 18 for length A and wavelength \, which ratio ensures the required divergence of wave 2 and consequently the optimal excitation of the wall 5 of the tank 5 wall part 9 (Fig. 3). in the range of 10 propagation speeds of vibrations ·

Kuviossa 3 esitetyllä laitteella ja sen suoritusmuodoilla, jotka on varustettu kuvioissa 4-9 esitetyillä erilaisilla äänijohti-milla 3, on yksinkertainen sähköinen kanava, joka sallii valvonnan suorittamisen, kun generaattorin 14 sähkövärähtelyiden amplitudi-epästabiliteetti (ajan suhteen) on pieni, mainittuja värähtelyjä käytetään emitterin 1 herättämiseen (aktivoimiseen). Generaattorin 14 sähkövärähtelyjen amplitudin muutokset vaativat mittalaitteen 17 jaksottaista uudelleen asettelua tai vahvistimen 15 vahvistusker-toimen muuttamista, mikä vaikuttaa valvonnan tehokkuuteen ja stabiliteettiin .The device shown in Fig. 3 and its embodiments, equipped with the various audio conductors 3 shown in Figs. 4-9, have a simple electrical channel that allows monitoring when the amplitude instability (with respect to time) of the generator 14 electric vibrations is small, said vibrations being used 1 to wake up (activate). Changes in the amplitude of the electrical oscillations of the generator 14 require periodic repositioning of the measuring device 17 or a change in the gain of the amplifier 15, which affects the efficiency and stability of the monitoring.

Kuviossa 10 esitetyn laitteen käyttäminen voi parantaa sekä tehokkuutta että stabiliteettia kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvonnassa.The use of the device shown in Figure 10 can improve both efficiency and stability in gas-liquid or liquid-liquid interface monitoring.

Tässä suoritusmuodossa muodostetaan referenssisähkösignaali analogisessa tai diskreetissä muodossa muovaajalla 29 generaattorin 14 sähkövärähtelyistä; informatiivinen sähkösignaali muovataan samassa muodossa muovaajalla 31 vahvistimen 15 sähkösignaaleista; mainittuja referenssi- ja informatiivisia sähkösignaaleja verrataan toisiinsa vertailulohkossa 30. Vertailulohkon 30 ulostulosignaali, joka on suhteellinen toisiinsa verrattavien signaalien erotukseen tai suhteeseen,· menee mittalaitteeseen 17. Koska generaattorin 14 sähkösignaalien amplitudiepästabiliteetti yhtä paljon vaikuttaa informatiivisen ja referenssisignaalin arvoon, on tästä seurauksena, että rajapinnan valvonta on käytännöllisesti katsoen riippumaton mainitusta epästabiliteetista.In this embodiment, the reference electrical signal is generated in analog or discrete form by the shaper 29 from the electrical vibrations of the generator 14; the informative electrical signal is formed in the same form by the former 31 from the electrical signals of the amplifier 15; said reference and informative electrical signals are compared with each other in the comparison block 30. The output signal of the comparison block 30, which is proportional to the difference or ratio of comparable signals, goes to the measuring device 17. Since the amplitude instability of the is virtually independent of said instability.

Kuvattu laite yhdessä äänijohtimien (kuviot 4-9) kanssa on hyvin tehokas siinä tapauksessa, että generaattorin 14 sähköväräh-telyjen amplitudissa esiintyy erilaista epästabiliteettia ja kun säiliön 5 seinän 4 osaan 9 herätettyjen mekaanisten värähtelyjen etenemisnopeus C muuttuu alueella C·^ - C^· Kuitenkin muuttuu mekaanisten värähtelyjen 10 (kuvio 10) amplitudi, kun aallon 2 tulon ehdot seinään 4 äänijohtimen 3 kosketuspinnan 19 kautta muuttuvat laitteen stationäärisen toiminnan kuluessa tai rajapinnan 8 (kuvio 1) 31 63300 nopean säädön aikana. Tällaisia muutoksia tulon ehdoissa voivat aiheuttaa esimerkiksi kosketusrasvan erilainen paksuus äänijohtimien 3 ja 11 kosketusalueen 19 ja säiliön 5 seinän 4 välillä, seinän 4 karheus nopean säädön aikana sekä sen kosketuskerroksen säröileminen, irtoaminen ja osittainen tuhoutuminen, joka sitoo toisiinsa äänijohtimien 3, 11 kosketusalueen 19 ja säiliön 5 seinän 4 rajapinnan stationäärisen valvonnan kuluessa. Nämä vaihtelut vaativat informatiivisen sähkösignaalin muovaajan 31 ajoittaista uudelleenasettelua ja uudelleenasetteluhetket voivat aiheuttaa merkittäviä virheitä rajapinnan valvonnassa.The described device together with the sound conductors (Figs. 4-9) is very effective in the case where the amplitude of the electric vibrations of the generator 14 is differently unstable and when the propagation speed C of the mechanical vibrations excited in the wall 5 of the tank 5 changes in the range C · ^ - C ^ the amplitude of the mechanical vibrations 10 (Fig. 10) changes when the conditions of entry of the wave 2 into the wall 4 via the contact surface 19 of the sound conductor 3 change during stationary operation of the device or during rapid adjustment of the interface 8 (Fig. 1) 31 63300. Such changes in input conditions can be caused, for example, by different thickness of contact grease between the contact area 19 of the audio conductors 3 and 11 and the wall 4 of the container 5, roughness of the wall 4 during rapid adjustment, and cracking, detachment and partial destruction of the contact layer 5 within the stationary supervision of the wall 4 interface. These variations require intermittent resetting of the informative electrical signal shaper 31, and resetting moments can cause significant errors in interface monitoring.

On mahdollista pienentää tällaisia virheitä käyttämällä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvontamenetelmää toteutettuna kuvioissa 11 ja 12 esitettyjä laitteita hyväksikäyttäen.It is possible to reduce such errors by using a gas-liquid or liquid-liquid interface monitoring method implemented utilizing the devices shown in Figures 11 and 12.

Tämän rajapinnan valvontamenetelmän mukaan herätetään lisäksi säiliön 5 seinän 4 osaan 9 sekundäärisiä mekaanisia värähtelyjä 38 akustisten värähtelyjen aallolla 34, joiden mekaanisten värähtelyjen vaimennus on erilainen kuin niiden mekaanisten värähtelyjen 10 vaimennus, jotka herätetään primäärisellä aallolla 2. Tässä tapauksessa tilan muutos aaltojen 2 ja 34 tulossa seinään 4 sekä generaattorin 14 sähkövärähtelyjen amplitudin muutos aiheuttavat samanlaiset muutokset primääristen ja sekundääristen mekaanisten värähtelyjen 10, 38 amplitudeissa. Samalla tavoin muutos äänijohti-men 11 kosketusalueen 19 parametreissä aiheuttaa samanlaisen muutoksen ääniaaltoon 13, joka muunnettiin mekaanisista värähtelyistä 10, jotka primäärisesti herätettiin seinässä 4 ja ääniaaltoon 36, joka muunnettiin mekaanisista värähtelyistä 38, jotka sekundäärisesti herätettiin seinässä 4. Edellä mainitun johdosta on mahdollista määrittää aineiden 6 ja 7 välinen rajapinta 8 (kuvio 1) mekaanisten värähtelyjen 10 (kuviot 11 ja 12) ja 38 välisestä suhteesta, jotka herätettiin akustisen värähtelyn primäärisellä ja sekundäärisellä aallolla 2 ja 34, riippumatta muutoksista ehdoista, joihin vaikuttavat aaltojen 2 ja 34 tulo äänijohtimen 3 kosketusalueen 19 lävitse ja äänijohtimen 11 kosketusalueen 19 aiheuttama muunnos.According to this interface monitoring method, secondary mechanical vibrations 38 are additionally excited to the portion 4 of the wall 4 of the container 5 by a wave 34 of acoustic vibrations whose mechanical vibration damping is different from the damping of mechanical vibrations 10 excited by the primary wave 2. In this case, the state changes 4 and the change in the amplitude of the electrical vibrations of the generator 14 cause similar changes in the amplitudes of the primary and secondary mechanical vibrations 10, 38. Similarly, a change in the parameters of the contact area 19 of the audio conductor 11 causes a similar change in the sound wave 13 converted from mechanical vibrations 10 primarily excited in wall 4 and the sound wave 36 converted from mechanical vibrations 38 secondary excited in wall 4. The interface 8 (Fig. 1) between the mechanical vibrations 10 (Figs. 11 and 12) and 38, which were excited by the primary and secondary waves 2 and 34 of the acoustic vibration, regardless of changes in the conditions affected by the input of the waves 2 and 34 to the contact area of the audio conductor 3 19 and the modification caused by the contact area 19 of the audio conductor 11.

Kuviossa 11 esitetyssä laitteessa aalto 34 viedään seinään 4 mekaanisten värähtelyjen 38 sekundääristä herättämistä varten lisä-emitterin 33 avulla. Mainittu lisäemitteri on suunnattu sillä tavoin, että sen tehollinen alue, joka osuu yhteen äänijohtimen 3 tehollisen lisäalueen 32 kanssa, muodostaa kulman ^kosketusalueen 19 kanssa, 32 63300 joka kulma ^valitaan kaavasta (7), mikä tyydyttää yhtäläisyysehdon aallon 34 vanan nopeuden ja mekaanisten värähtelyjen 38 nopeuden välillä. Aalto 34 viedään seinään 4 mainitussa kulmassa fr. Akustinen aalto 13, joka muunnetaan primäärisesti herätetyistä mekaanisista värähtelyistä 10, etenee kulmassa Θ suhteessa kosketusalueen 19 normaaliin ja tulee päävastaanottimeen 12 pitkin sen tehollisen alueen normaalia. Akustinen aalto 36, joka muunnetaan sekundäärisesti seinään 4 herätetyistä mekaanisista värähtelyistä 38, etenee ääni-johtimessa 11 kulmassa fr sen kosketusalueen normaaliin nähden ja tulee lisävastaanottimeen 35 pitkin sen tehollisen alueen normaalia.In the device shown in Fig. 11, the wave 34 is applied to the wall 4 for the secondary excitation of the mechanical vibrations 38 by means of an additional emitter 33. Said additional emitter is oriented in such a way that its effective region coinciding with the effective additional region 32 of the audio conductor 3 forms an angle with the contact region 19, which angle is selected from formula (7), which satisfies the equatorial wave 34 velocity and mechanical oscillations. Between 38 speeds. Wave 34 is applied to the wall 4 at said angle fr. The acoustic wave 13, which is converted primarily from the excited mechanical vibrations 10, propagates at an angle Θ with respect to the normal of the contact area 19 and enters the main receiver 12 along the normal of its effective area. The acoustic wave 36, which is converted secondary to the mechanical vibrations 38 excited in the wall 4, propagates in the sound conductor 11 at an angle fr with respect to the normal of its contact area and enters the auxiliary receiver 35 along the normal of its effective area.

Päävastaanottimen 12 sähkösignaaleista, jotka ovat kulkeneet päävahvistimen 15 lävitse, muovaaja 31 muodostaa (diskreetissä tai analogisessa muodossa) infromatiivisen sähkösignaalin, jonka amplitudi on suhteellinen niiden primäärisesti herätettyjen mekaanisten värähtelyjen 10 amplitudiin, jotka ovat tulleet äänijohtimen 11 sijaintivyöhykkeeseen. Toinen muovaaja 29 muodostaa referenssisäh-kösignaalin niistä sähkösignaaleista, jotka ovat tulleet lisävas-taanottimesta 35 ja kulkeneet lisävahvistimen 37 lävitse, tämän referenssisähkösignaalin amplitudi on suhteellinen niiden mekaanisten signaalien 38 amplitudiin, jotka sekundäärisesti herätettiin äänijohtimen 11 sijaintivyöhykkeessä. Muovaa-ien 29 ja 31 muodostamiin sekä referenssisähkösignaaliin että informatiiviseen sähkösig-naaliin vaikuttavat yhtäläisesti epästabiliteetit, jotka syntyvät äänijjohtimen 3 kosketusalueessa 19 vietäessä sisään akustisten värähtelyjen aaltoja 2 ja 34 ja äänijohtimen 11 kosketusalueessa 19 muunnettaessa primäärisesti ja sekundäärisesti herätettyjä mekaanisia värähtelyjä 10, 38 akustisiksi aalloiksi 13 ja 36. Tämän johdosta on vertailulohkon 30 ulostulosignaali, joka on muodostettu tähän lohkoon tulevista informatiivisesta signaalista ja referens-sisignaalista, suhteellinen näiden signaalien väliseen suhteeseen eikä ole riippuvainen edellä mainituista epästabiliteeteista.From the electrical signals of the main receiver 12 which have passed through the main amplifier 15, the shaper 31 generates (in discrete or analogous form) an infrared electrical signal having an amplitude proportional to the amplitude of the primary excited mechanical oscillations 10 entering the location zone of the audio conductor 11. The second shaper 29 generates a reference electrical signal from the electrical signals coming from the auxiliary receiver 35 and passing through the auxiliary amplifier 37, the amplitude of this reference electrical signal being proportional to the amplitude of the mechanical signals 38 secondary excited at the location of the audio line 11. Both the reference electrical signal and the informative electrical signal generated by the molds 29 and 31 are equally affected by the instabilities that occur in the contact area 19 of the audio conductor 3 when the acoustic vibration waves 2 and 34 are introduced into and 36. As a result, the output signal of the reference block 30 formed of the informative signal and the reference signal coming to this block is proportional to the relationship between these signals and is not dependent on the above-mentioned instabilities.

Koska mekaanisilla värähtelyillä 10, 38, jotka on tuotettu primäärisellä ja sekundäärisellä herätyksellä, on erilainen vaimennus säiliön 5 seinässä 4, minkä aiheuttaa niiden energian osittainen vuoto seinän 4 värähtelevän osan 9 sisäpintaan koskettavaan aineeseen 16, antaa vertailulohkon 30 ulostulosignaali kiistattoman informaation rajapinnan 8 (kuvio 1) sijainnista aineiden 6 ja 7 välissä valvottavassa säiliössä 5 ja tämän informaatio rekisteröidään rekisteröintilaitteella 17.Since the mechanical vibrations 10, 38 produced by the primary and secondary excitation have different damping in the wall 4 of the container 5 caused by their partial leakage of energy into the contact surface 16 of the vibrating part 9 of the wall 4, the output signal of the reference block 30 provides an undeniable information interface 8 (Fig. 1). ) between substances 6 and 7 in the controlled tank 5 and its information is recorded by the recording equipment 17.

6330063300

Akustisten värähtelyjen pää- ja lisäaallon 2, 34 tulovyöhyk-keiden yhdistäminen äänijohtimen 3 kosketusalueella 19 sekä primäärisestä ja sekundäärisestä mekaanisesta värähtelystä 10, 38 muunnettavien akustisen pää- ja lisäaallon 13, 36 muunnosvyöhykkeen yhdistäminen äänijohtimen 11 kosketusalueella 19 saadaan aikaan valitsemalla väli E tehollisten pää- ja lisäalueiden 18, 32 keskusten projektioiden välillä kosketusalueella 19 ja korkeudet ja Hj koske-tusalueesta 19 näihin keskipisteisiin kaavan (8) mukaisesti.The connection of the input zones of the main and auxiliary waves 2, 34 of the acoustic oscillations in the contact area 19 of the audio conductor 3 and the conversion zones of the main and auxiliary acoustic waves 13, 36 converted from the primary and secondary mechanical vibrations 10, 38 in the contact area 19 of the mains between the projections of the centers of the additional areas 18, 32 in the contact area 19 and the heights and Hj from the contact area 19 to these centers according to the formula (8).

Vaikka esilläoleva laite tehokkaasti eliminoi edellä mainittujen epästabiliteettien vaikutuksen ja laitteen elektroninen kanava on suhteellisen yksinkertainen, ovat muutokset kuitenkin mahdollisia emittereiden muuttajaominaisuuksissa ja tämä voi johtaa vastaaviin virheisiin.Although the present device effectively eliminates the effect of the above-mentioned instabilities and the electronic channel of the device is relatively simple, changes in the converter characteristics of the emitters are possible and this can lead to corresponding errors.

Tällaisia virheitä voidaan pienentää toteuttamalla kuvattu menetelmä käyttämällä kuviossa 12 esitettyä laitetta, jossa on yksi emitteri 1, yksi vastaanotin 12 ja monimutkaisempi elektroninen kanava. Tässä tapauksessa lisäaalto 34, joka tuodaan kulmassa ^seinään 4 ja jota käytetään mekaanisten värähtelyiden 38 sekundääriseen herättämiseen mainitussa seinässä 4, synnytetään heijastamalla osa emitterin 1 akustisten värähtelyiden aallosta 40 äänijohtimen 3 hei-jastusalueesta 39, joka muodostaa kulmantehollisen alueen 18 kanssa, joka kulma kaavoista (7) ja (9) määrättynä on 7Γ + ]f-9. Toinen osa emitterin 1 aaltoa 2 viedään seinään 4 kulmas- 2 sa Θ ja sitä käytetään mekaanisten värähtelyiden 10 primääriseen herättämiseen seinässä 4 osan 9 sisällä. Äänijohtimessa 11 muutetaan primäärisesti herätetyt mekaaniset värähtelyt 10 akustiseksi pääaalloksi 13, joka etenee kulmassa Θ suhteessa tämän äänijohtimen kosketusalueen 19 normaaliin. Sekundäärisestä herätetyt mekaaniset värähtelyt 38 muutetaan äänijohtimessa 11 akustiseksi aalloksi 36, jo ka etenee kulmassa kosketusalueen 19 normaaliin nähden suuntautuen kohti heijastusaluetta 39. Aalto 36 heijastuu mainitusta heijastus-alueesta ja akustisena lisäaaltona 41 se tulee vastaanottimeen 12 pitkin tämän tehollisen alueen normaalia.Such errors can be reduced by implementing the described method using the device shown in Figure 12 with one emitter 1, one receiver 12 and a more complex electronic channel. In this case, the additional wave 34 introduced at an angle to the wall 4 and used to secondary excite the mechanical vibrations 38 in said wall 4 is generated by reflecting part of the acoustic vibration wave 40 of the emitter 1 from the reflection region 39 of the sound conductor 3 forming an angular region 18 7) and (9) are defined as 7Γ +] f-9. The second part of the wave 2 of the emitter 1 is introduced into the wall 4 at an angle Θ 2 and is used for the primary excitation of mechanical vibrations 10 in the wall 4 inside the part 9. In the sound conductor 11, the primary excited mechanical vibrations 10 are converted into a main acoustic wave 13 propagating at an angle Θ with respect to the normal of the contact area 19 of this sound conductor. The mechanical vibrations 38 excited from the secondary are converted in the audio conductor 11 into an acoustic wave 36, which also propagates at an angle to the normal of the contact area 19 towards the reflection area 39. The wave 36 is reflected from said reflection area and enters the receiver 12 along the normal of this effective area.

Sekundäärisesti herätetyillä mekaanisilla värähtelyillä 38 on pitkin seinää 4 etenemisnopeus Cg, joka on erilainen kuin primäärisesti herätettyjen mekaanisten värähtelyjen 10 nopeus C (kuviossa 12 esitetyssä laitteen suoritusmuodossa Cg ~^· C). Sen vuoksi, kun mekaanisten värähtelyjen 10 etenemistie pitkin seinää 4 huomat- 3l+ 63300 tavasti ylittää emittoidun aallon rinnan, akustiset pää- ja lisä-aallot 13 ja 41 tulevat vastaanottimeen 12 aikasiirrolla toisiinsa nähden, mikä siirto olennaisesti ylittää generaattorista 14 emitteriin 1 tulevan pulssiamplitudimoduloidun sähkövärähtelyn ajan *-1 . Tämän johdosta vastaanottimen 12 sähköiset pää- ja lisäpulssi-signaalit, joiden amplitudit ovat suhteelliset primäärisesti ja se-kundäärisesti herätettyihin mekaanisiin värähtelyihin 10 ja 38, tulevat erotetuiksi ajassa.The secondary excited mechanical vibrations 38 have a propagation velocity Cg along the wall 4 which is different from the velocity C of the primary excited mechanical vibrations 10 (Cg ~ ^ · C in the embodiment of the device shown in Fig. 12). Therefore, when the propagation path of the mechanical vibrations 10 along the wall 4 substantially exceeds the parallel of the emitted wave, the main and auxiliary acoustic waves 13 and 41 arrive at the receiver 12 with a time shift relative to each other, which substantially exceeds the time amplitude pulse amplitude from the generator 14 to the emitter 1. * -1. As a result, the electrical main and auxiliary pulse signals of the receiver 12, the amplitudes of which are relative to the primary and secondary excited mechanical oscillations 10 and 38, become separated in time.

Vastaanottimen 12 pulssisignaalit tulevat yhteisen vahvistimen 15 kautta valintalohkojen 42 ja 43 sisäänmenoihin, joiden lohkojen valvottuja sisäänmenoja syötetään valintapulseilla muovaajan 44 ulostulosta. Valintalohkoon 42 tulevat valintapulssit vastaavat pääpulssisignaalin aika-asemaa ja lohkoon 43 tulevat valintapulssit vastaavat referenssipulssisignaalin aika-asemaa.The pulse signals of the receiver 12 come through a common amplifier 15 to the inputs of the selection blocks 42 and 43, the monitored inputs of the blocks of which are fed by selection pulses from the output of the shaper 44. The selection pulses entering selection block 42 correspond to the time position of the main pulse signal and the selection pulses entering block 43 correspond to the time position of the reference pulse signal.

Sähköiset pää- ja lisäsignaalit, jotka on erotettu lohkoissa 42 ja 43, tulevat muovaajaan 31, joka on järjestetty muovaamaan informatiivinen sähkösignaali ja muovaajaan 29, joka on järjestetty muovaamaan sähköinen referenssisignaali ja sitten ne syötetään sisäänmenoihin vertailulohkossa 30. Tämän lohkon ulostulosta signaali, joka sisältää kiistattoman informaation valvottavasta rajapinnasta, tulee rekisteröintilaitteeseen 17.The main electrical and auxiliary signals separated in blocks 42 and 43 are fed to a shaper 31 arranged to shape an informative electrical signal and a shaper 29 arranged to shape an electrical reference signal and then fed to the inputs of a reference block 30. An output of this block information about the monitored interface, enters the recording device 17.

Edellä kuvattu menetelmä rajapinnan valvomiseksi yksikerros-säiliöissä antaa hyvin tarkan ja stabiilin valvonnan pitkäaikaisen toiminnan kuluessa. Samalla kertaa tämä menetelmä tekee mahdolliseksi pienentää virheitä, jotka johtuvat epästabiliteeteista, joita esiintyy, kun akustisten värähtelyjen aalto viedään säiliön seinään ja kun säiliön seinässä herätetyt mekaaniset värähtelyt muutetaan akustiseksi aalloksi sen äänijohtimen kosketusalueen vyöhykkeellä, jolle vastaanotin on asennettu. Kuitenkin voi edellä kuvatussa menetelmässä esiintyä virheitä, jotka johtuvat mekaanisten värähtelyjen taajuuden muutoksista säiliön seinän tärytetyssä osassa, jotka virheet liittyvät rajapinnan eri sijainteihin tässä säiliössä.The method described above for monitoring the interface in single-layer tanks provides very accurate and stable monitoring over long periods of operation. At the same time, this method makes it possible to reduce errors due to instabilities that occur when a wave of acoustic vibrations is introduced into the tank wall and when mechanical vibrations generated in the tank wall are converted to an acoustic wave in the contact area of the audio conductor. However, errors may occur in the method described above due to changes in the frequency of mechanical vibrations in the vibrated portion of the container wall, which errors are related to different locations of the interface in this container.

Näitä virheitä voidaan pienentää kun esilläolevan keksinnön mukainen menetelmä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi yksikerrossäiliöissä toteutetaan käyttämällä kuviossa 13 esitettyä laitetta.These errors can be reduced when the method according to the present invention for monitoring the gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks is implemented using the device shown in Fig. 13.

Tässä menetelmässä säiliön 5 seinän 4 osaa 9 tärytetään jak- 35 63300 sottaisesti akustisten värähtelyjen pulssiaallolla 2, jonka aallon spektri on valittu alueelta, joka ylittää säiliön 5 seinän 4 mekaanisten värähtelyjen taajuusalueen, kun rajapinta 8 (kuvio 1) aineiden 6 ja 7 välillä löydetään eri asemissa seinän 4 värähtelevään osaan 9 nähden (kuvio 13). Laajaspektriset pulssit, jotka on tuotettu muovaajalla 45 ja jotka ovat kulkeneet läpi tehovahvistimen 46, vaikuttavat emitteriin 1. Näillä pulsseilla on suorakulmaisten video-pulssien (sakarapulssien) muoto ja kesto *LQ» joka määrätään kaavasta (10). Tämän seurauksena emitteri 1 emittoi äänijohtimeen 3 spektrin ultraäänivärähtelyjä, peittäen kaikki seinän 4 mekaanisten värähtelyjen 10 taajuudet, kun rajapinta 8 (kuvio 1) löytyy eri asemissa.In this method, part 9 of the wall 4 of the tank 5 is vibratically vibrated by a pulse wave 2 of acoustic vibrations, the wave spectrum of which is selected from the range exceeding the frequency range of mechanical vibrations of the wall 5 of the tank 5 when the interface 8 (Fig. 1) is found between 6 and 7. positions relative to the oscillating portion 9 of the wall 4 (Fig. 13). The broad-spectrum pulses produced by the shaper 45 and passed through the power amplifier 46 act on the emitter 1. These pulses have the shape and duration * LQ »of rectangular video pulses (square pulses) determined by formula (10). As a result, the emitter 1 emits spectral ultrasonic vibrations in the sound conductor 3, covering all the frequencies of the mechanical vibrations 10 of the wall 4 when the interface 8 (Fig. 1) is found at different positions.

Pulssisignaalilla vastaanottimesta 12, joka signaali mainitulla vastaanottimella on muunnettu akustisesta aallosta 13 (kuvio 13), joka vuorostaan on muunnettu äänijohtimen 11 kosketus-alueelle tulevista mekaanisista värähtelyistä 10, on sähkövärähte-lyiden amplitudi, joka täyttää mainitun pulssisignaalin (näiden sähkövärähtelyiden muoto on samanlainen kuin vastaanotetun akustisen pulssiaallon 13) riippuen valvottavan rajapinnan 8 (kuvio 1) asemesta. Lisäksi täyttävien sähkövärähtelyiden taajuus f riippuu sen aineen 16 tyyppistä (kuvio 13), joka on kosketuksessa säiliön 5 seinän 4 värähtelevään osaan 9.The pulse signal from the receiver 12, which signal at said receiver is converted from an acoustic wave 13 (Fig. 13), which in turn is converted from mechanical oscillations 10 coming into the contact area of the audio conductor 11, has an amplitude of electrical oscillations equal to that of the received pulse signal. acoustic pulse wave 13) depending on the monitored interface 8 (Fig. 1). In addition, the frequency f of the filling electrical vibrations depends on the type of substance 16 (Fig. 13) in contact with the vibrating part 9 of the wall 4 of the container 5.

Mainittu taajuus f rekisteröidään lohkossa 47, joka on sovitettu mittaamaan sähkösignaalin taajuutta, signaali syötetään mainittuun lohkoon 47 vastaanottimesta 12 vahvistimen 15 kautta.Said frequency f is registered in a block 47 adapted to measure the frequency of the electrical signal, the signal being input to said block 47 from a receiver 12 via an amplifier 15.

Täten mitattua taajuutta käytetään määrittämään nesteen tyyppiä (jolle on ominaista esimerkiksi sen akustisen impedanssin arvo) kun rajapinta 8 (kuvio 1) löytyy säiliön 5 seinän 4 (kuvio 13) värähtelevän osan 9 yläpuolella tai alapuolella.The frequency thus measured is used to determine the type of liquid (characterized, for example, by its acoustic impedance value) when the interface 8 (Fig. 1) is located above or below the vibrating part 9 of the wall 4 (Fig. 13) of the container 5.

Informatiivinen signaali muovataan muovaajassa 31, joka on sovitettu muovaamaan informatiivinen sähkösignaali vastaanottimen pulssisignaaleista, jotka syötetään mainittuun muovaajaan 31 vahvistimen 15 kautta. Täten muodostetun informatiivisen signaalin amplitudi on suhteellinen pulssisignaalien amplitudiin. Referenssisähkö-signaali muovataan muovaajassa 29 videopulsseista, jotka on otettu tehovahvistimen 46 ulostulosta. Mainittu referenssisignaali ja informatiivinen sähkösignaali tulevat vertailulohkoon 30. Tämän 63300 lohkon 30 ulostulosignaali antaa informaation valvottavasta rajapinnasta 8 (kuvio 1) ja tämä rekisteröidään rekisteröintilaitteel-la 17 (kuvio 13).The informative signal is formed in a former 31 adapted to form an informative electrical signal from the pulse signals of the receiver supplied to said former 31 via an amplifier 15. The amplitude of the informative signal thus generated is relative to the amplitude of the pulse signals. The reference electrical signal is formed in the shaper 29 from video pulses taken from the output of the power amplifier 46. Said reference signal and informative electrical signal enter the reference block 30. The output signal of the block 30 of this 63300 provides information about the monitored interface 8 (Fig. 1) and this is registered by the recording device 17 (Fig. 13).

Edellä kuvattu menetelmän suoritusmuoto tehokkaasti pienentää mekaanisten värähtelyjen taajuuden muutosten vaikutusta, minkä aiheuttaa valvottavan rajapinnan erilaiset asemat, ja mahdollistaa lisäkontrollin nesteen tyyppistä, kun tärytettävän seinäosan poikkileikkaus on vakio. Virheitä voi kuitenkin syntyä, kun mainittu poikkileikkaus vaihtelee huomattavasti, mikä aiheuttaa mekaanisten värähtelyiden taajuuden muutoksen laajemmalla alueella kuin se tapaus, että rajapinnan asema säiliössä muuttuu.The embodiment of the method described above effectively reduces the effect of changes in the frequency of mechanical vibrations caused by different positions of the monitored interface, and allows additional control of the type of liquid when the cross-section of the wall part to be vibrated is constant. However, errors can occur when said cross-section varies considerably, which causes a change in the frequency of the mechanical vibrations over a wider range than the case where the position of the interface in the container changes.

Näitä virheitä pienennetään, kun esilläolevan keksinnön mukainen menetelmä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi toteutetaan laitteella, joka myös on esitetty kuviossa 13.These errors are reduced when the method of monitoring the gas-liquid or liquid-liquid interface according to the present invention is implemented with a device also shown in Fig. 13.

Tämän menetelmän mukaan säiliön 5 seinän 4 osaa 9 jaksottaisesti tärytetään akustisten värähtelyiden pulssiaallolla 2, jonka aallon spektrin suhteellinen leveys on valittu kaavan (11) mukaan yhtä suureksi tai suuremmaksi kuin säiliön 5 seinän 4 värähtelevän osan 9 paksuuden suhteellinen muutos. Tämä saadaan aikaan sillä, että äänijohtimet 3 ja 11 on valmistettu sulatetusta kvartsista tai posliinista tai piilasista tai lyijystä tai tinasta tai lyijy-tinaseoksista, joiden akustinen impedanssi on alueella 0,3-1,7 kertaa emitterin 1 ja vastaanottimen 12 akustinen impedanssi akustiselle aallolle. Aineet, joista äänijohtimet on tehty, on määritelty taulukossa 2.According to this method, the portion 9 of the wall 4 of the container 5 is periodically vibrated by a pulsed wave 2 of acoustic vibrations, the relative width of the wave spectrum selected according to formula (11) equal to or greater than the relative change in the thickness of the vibrating portion 9 of the wall 5 of the container 5. This is achieved by the sound conductors 3 and 11 being made of fused quartz or porcelain or silicon or lead or tin or lead-tin alloys having an acoustic impedance in the range of 0.3 to 1.7 times the acoustic impedance of the emitter 1 and receiver 12 for the acoustic wave. The materials from which the audio conductors are made are defined in Table 2.

Tällainen äänijohtimien 3 ja 11 rakenne aikaansaa emitterin 1 ja vastaanottimen 12 akustisen vaimentamisen vastaavasti leventäen akustisten värähtelyiden aaltojen 2 ja 13 emissio- ja vastaanotto-spektrien rajoja. Äänijohtimien 3 ja 11 akustisen impedanssin aleneminen, mikä riippuu äänijohtimien aineesta, suhteessa emitterin 1 ja vastaanottimen 12 akustiseen impedanssiin, pienentää spektrin leveyttä. Äänijohtimien 3 ja 11 aineen tyyppi ja vastaavasti niiden impedanssi (ks taulukko 2) valitaan sen spektrileveyden mukaan, jota kaava (11) vaatii.Such a structure of the sound conductors 3 and 11 provides acoustic attenuation of the emitter 1 and the receiver 12, respectively, broadening the limits of the emission and reception spectra of the acoustic vibration waves 2 and 13. The decrease in the acoustic impedance of the audio conductors 3 and 11, which depends on the material of the audio conductors, relative to the acoustic impedance of the emitter 1 and the receiver 12, reduces the width of the spectrum. The type of material of the audio conductors 3 and 11 and their impedance (see Table 2), respectively, are selected according to the spectral width required by formula (11).

Tässä esilläoleva menetelmä varmistaa rajapinnan ja nesteen tyypin valvonnan, kun rajapinta sijaitsee säiliön tärytettävän seinäosan yläpuolella tai alapuolella (kaasu-neste järjestelmän ollessa kysymyksessä rajapinta on tämän seinäosan yläpuolella). Valvonta- 37 63300 virheitä voi kuitenkin syntyä lämpötilavaihteluista johtuen. Näiden virheiden arvo määrätään yleensä akustisten värähtelyjen aallon etenemisnopeuden lämpötilariippuvuudesta äänijohtimissa.The method presented here ensures the control of the interface and the type of liquid when the interface is located above or below the vibrating wall part of the container (in the case of a gas-liquid system, the interface is above this wall part). However, monitoring errors can occur due to temperature fluctuations. The value of these errors is usually determined by the temperature dependence of the propagation speed of the acoustic vibration wave in the audio conductors.

Lämpötilavirheitä voidaan huomattavasti pienentää käyttämällä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseen kuvioissa 3-13 esitettyjä laitteita äänijohtimien ollessa kuvioiden 14-20 mukaisia.Temperature errors can be greatly reduced by using the gas-liquid or liquid-liquid interface monitoring devices shown in Figures 3-13 with the audio conductors in accordance with Figures 14-20.

Lämpötilavirheiden pieneneminen saadaan aikaan sillä, että äänijohtimet 3 ja 11 on tehty perustuen alkoholien tai alkalien tai happojen tai epäorgaanisten happojen suolojen vesiliuoksiin, joilla akustisen aallon 2, 13 etenemisnopeuden riippuvuus lämpötilasta t on melkein parabolinen C3 » C3 make Λ-«-»„)?>. (22) missä C3 ^ on aallon 2, 13 maksimi etenemisnopeus vesiliuoksessa kun t = t .The reduction in temperature errors is obtained by making the sound conductors 3 and 11 based on aqueous solutions of alcohols or alkalis or salts of acids or inorganic acids, in which the dependence of the speed of acoustic wave 2, 13 on temperature t is almost parabolic C3 »C3 make Λ -« - »„)? >. (22) where C3 ^ is the maximum propagation speed of wave 2, 13 in aqueous solution when t = t.

oo

Liuoksen konsentraatio q valitaan siten, että etenemisnopeuden maksimi arvo Cg j^g on säiliön 5 seinän 4 keskimääräisen lämpötilan t alueella. Tämän johdosta akustisen aallon nopeus äänijoh-timessa 3 toimintalämpötila-alueella vaihtelee varsin vähän. Esim. kun lämpötilan vaihtelut ovat - 20°C keskiarvosta t , nopeus vaihtelee enintään 0,6 %. Tämä nostaa rajapinnan valvonnan tarkkuutta olennaisesti.The concentration q of the solution is chosen so that the maximum value of the propagation speed Cg j ^ g is in the range of the average temperature t of the wall 4 of the tank 5. As a result, the speed of the acoustic wave in the sound conductor 3 in the operating temperature range varies quite little. For example, when the temperature variations are -20 ° C from the mean t, the speed varies by a maximum of 0.6%. This substantially increases the accuracy of the interface control.

Edellä mainittu menetelmä kaasu-neste tai neste-neste rajapinnan valvomiseksi yksikerrossäiliöissä toteutettuna kuvioissa 3-20 esitetyillä laitteilla antaa hyvin tehokkaan ei-koskettavan automaattisen valvonnan rajapinnoille säiliöissä erilaisissa teknologisissa prosesseissa metallurgisessa, malminrikastus, kemiallisessa, petrokemiallisessa, ravintoaine ja muussa teollisuudessa.The above-mentioned method for controlling the gas-liquid or liquid-liquid interface in single-layer tanks with the devices shown in Figures 3-20 provides very efficient non-contact automatic control of interfaces in tanks in various technological processes in metallurgical, ore beneficiation, chemical, petrochemical, nutrient and other industries.

Claims (10)

38 6330038 63300 1. Laite kahden aineen, joilla on erilaiset akustiset ominaisuudet, rajapinnan sijainnin määrittämiseksi säiliössä äänilähteen, joka on liitetty säiliön seinän johonkin pisteeseen akustisen aallon johtamiseksi säiliön seinään, äänivastaanottimen, joka on liitetty säiliön seinän johonkin toiseen pisteeseen vastaanottamaan säiliön seinän kautta kulkevan aallon, ja välineiden avulla, jotka määrittävät äänivastaanottimen vastaanottaman akustisen aallon amplitudin rajapinnan sijainnin tunnusmerkkinä, tunnettu seuraavien piirteiden yhdistelmästä: a) äänilähde (1) on liitetty säiliön seinään (4) ensimmäisen äänijohtimen (3) kautta, joka johtaa akustisen aallon (2) äänilähteestä terävässä kulmassa (θ^ säiliön seinään, jossa mekaaniset värähtelyt (10) leviävät akustisen aallon etenemissuunnan ja tulo-kulman määrittämässä suunnassa ja etenemisnopeudella, joka on likimain yhtä suuri kuin akustisen aallon leviämisnopeus säiliön seinässä säiliön seinää sisältäpäin koskettavan aineen (16) samanaikaisesti vaikuttaessa, b) äänivastaanotin (12) vastaanottaa toisen äänijohtimen (11) kautta akustisen aallon (13), jonka amplitudi määrittää rajapinnan (8) korkeuden.An apparatus for determining the position of an interface between two substances having different acoustic properties in a tank, a sound source connected to a point on the tank wall for conducting an acoustic wave to the tank wall, a sound receiver connected to another point on the tank wall to receive a wave passing through the tank wall, and means by determining the amplitude of the acoustic wave received by the sound receiver as a characteristic of the interface, characterized by a combination of the following features: a) the sound source (1) is connected to the tank wall (4) via a first sound conductor (3) leading the acoustic wave (2) ^ to the wall of the tank, in which the mechanical vibrations (10) propagate in the direction determined by the direction and angle of incidence of the acoustic wave and at a speed approximately equal to the speed of propagation of the acoustic wave in the tank wall b) the sound receiver (12) receives via the second sound conductor (11) an acoustic wave (13), the amplitude of which determines the height of the interface (8). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että a) kummassakin äänijohtimessa (3; 11) kosketuspinta (19) säiliön seinän (14) kanssa ja sen kulloinkin äänilähteen kanssa yhteinen pinta (18) ovat kulmassa Θ toistensa suhteen, jonka määrittää kaava Θ = arc sin b) ja äänijohtimet on valmistettu aineesta, jossa akustisten aaltojen (2 ja 13) etenemisnopeus on vähäisempi kuin mekaanisten värähtelyjen (10) etenemisnopeus säiliön seinässä.Device according to Claim 1, characterized in that a) in each sound conductor (3; 11) the contact surface (19) with the container wall (14) and its respective sound source surface (18) are at an angle Θ to each other defined by the formula Θ (b) and the sound conductors are made of a material in which the rate of propagation of the acoustic waves (2 and 13) is less than the rate of propagation of the mechanical vibrations (10) in the wall of the tank. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että siinä tapauksessa, että säiliön seinän (4) poikkileikkaus vaihtelee, äänijohtimet (3 ja 11) on tehty kahdesta osasta (22 ja 23), joiden materiaalit eroavat akustisten aaltojen (2, 13) etenemisnopeuden suhteen ja joilla on sylinterimäinen kosketuspinta (24), jonka symmetria-akseli on äänilähteen (1) vast, äänivastaanottimen (12) akselien tasossa ja kohtisuorassa näihin akseleihin 39 63300 nähden, jolloin kosketuspintojen säde R toteuttaa vaatimuksen R < c+C^" cT=c ' A ct? ® 1 2Device according to Claim 1 or 2, characterized in that, in the event that the cross-section of the tank wall (4) varies, the audio conductors (3 and 11) are made of two parts (22 and 23) whose materials differ from those of the acoustic waves ( 2, 13) and having a cylindrical contact surface (24) with an axis of symmetry in the plane of the axes of the sound source (1), the sound receiver (12) and perpendicular to these axes 39 63300, the radius R of the contact surfaces fulfilling the requirement R <c + C ^ "cT = c 'A ct? ® 1 2 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että a) siinä tapauksessa, että säiliön seinän poikkileikkaus vaihtelee äänijohtimien (3, 11) teholliset pinta-alat (18) ovat sylinterimäiset kaarevuussäteen R määräytyessä kaavasta Vc2 E < 2(crc2t · A <=tg Θ b) äänilähde (1) ja äänivastaanotin (12) on tehty siten, että niiden teholliset pinta-alat ovat samanmuotoiset kuin äänijoh-timien teholliset pinta-alat (18).Device according to Claim 1 or 2, characterized in that a) in the event that the cross-section of the container wall varies, the effective areas (18) of the sound conductors (3, 11) are cylindrical, the radius of curvature R being determined by the formula Vc2 E <2 ( crc2t · A <= tg Θ b) the sound source (1) and the sound receiver (12) are made so that their effective areas are the same as the effective areas of the sound conductors (18). 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että a) siinä tapauksessa, että säiliön seinän poikkileikkaus vaihtelee, äänijohtimien (3, 11) tehollisen pinta-alan (18) pituus A tasossa, jonka määrittää mainitun tehollisen pinnan normaali ja säiliön seinään synnytettyjen mekaanisten värähtelyjen (10) etene-missuunta, määräytyy kaavasta VC2 A < K w--r- - . λ . ctg Θ 2 b) minimietäisyys Hmin tehollisen pinta-alan (18) ja äänijohtimien kosketuspinta-alan (19) välillä säiliön seinämän yli määräytyy kaavasta a2 «min > 4Γ COS 0Device according to claim 1 or 2, characterized in that a) in case the cross-section of the container wall varies, the length A of the effective area (18) of the sound conductors (3, 11) in a plane defined by the normal area of said effective surface and the direction of propagation of the mechanical vibrations (10) generated in the tank wall is determined by the formula VC2 A <K w - r- -. λ. ctg Θ 2 b) the minimum distance Hmin between the effective area (18) and the contact area (19) of the sound conductors over the tank wall is determined by the formula a2 «min> 4Γ COS 0 6. Jonkin patenttivaatimuksien 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että äänijohtimet (3, 11) on tarvittaessa tehty sulatetusta kvartisista tai posliinista tai silikaattilasista tai tinasta tai lyijystä tai tinalyijylejeeringeistä, joiden akustinen impedanssi on alueella 0,3-1,7 kertaa äänilähteen (1) akustinen impedanssi lähetetylle akustiselle aallolle (2) ja äänivastaanotti-men (12) akustinen impedanssi vastaanotetulle akustiselle aallolle (13) . 1,0 63300Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the sound conductors (3, 11) are, if necessary, made of fused quartz or porcelain or silicate glass or tin or lead or tin-lead alloys with an acoustic impedance in the range of 0.3 to 1.7 times the sound source. (1) the acoustic impedance for the transmitted acoustic wave (2) and the acoustic impedance of the sound receiver (12) for the received acoustic wave (13). 1.0 63300 7. Jonkin patenttivaatimuksien 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että äänijohtimet (3, 11) on tehty perustuen vesi-liuoksiin alkoholeista tai alkaleista tai hapoista tai epäorgaanisten happojen suoloista.Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the sound conductors (3, 11) are made on the basis of aqueous solutions of alcohols or alkalis or acids or salts of inorganic acids. 8. Jonkin patenttivaatimuksien 1-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että a) äänijohtimella (3, 11) on ylimääräiset teholliset pinta-alat (32), jotka muodostavat kulman -f niiden kosketuspinnan (19) suhteen säiliön seinän (4) kanssa, b) äänijohtimien (3, 11) ylimääräisille tehollisille alueille on asennettu ylimääräinen äänilähde (33) akustisten aaltojen (34) lähettämiseksi ja ylimääräinen äänivastaanotin (35) akustisten aaltojen (36) vastaanottamiseksi, joka äänilähde (33) on kytketty samaan sähköiseen värähtelygeneraattoriin (14) kuin ensimmäinen ääni-lähde (1) .Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a) the sound guide (3, 11) has additional effective areas (32) which form an angle-with respect to their contact surface (19) with the container wall (4), b) an additional sound source (33) for transmitting acoustic waves (34) and an additional sound receiver (35) for receiving acoustic waves (36), which sound source (33) is connected to the same electrical vibration generator (14), are mounted on the additional effective areas of the sound conductors (3, 11) as the first audio source (1). 9. Jonkin patenttivaatimuksien 1-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että äänijohtimi11a (3, 11) on heijastusalue (39) toistuvasti lähetettyjä akustisia aaltoja (34, 36) varten, joka alue muodostaa kulman β niiden tehollisen alueen (18) kanssa.Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the sound conductor 11a (3, 11) is a reflection region (39) for repeatedly transmitted acoustic waves (34, 36), which region forms an angle β with their effective region (18). 10. Jonkin patenttivaatimuksien 1-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että sähköinen takaisinkytkentäpiiri on muodostettu äänilähteen (1) ja äänivastaanottimen (12) väliin, jossa piirissä käytetään komparaattoria (30) säiliössä (5) olevan aineen rajapinnan (8) sijainnin ohjaamiseen. 41 63300Device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that an electrical feedback circuit is formed between the sound source (1) and the sound receiver (12), in which circuit a comparator (30) is used to control the position of the substance interface (8) in the tank (5). 41 63300
FI762015A 1975-07-11 1976-07-09 MEASUREMENT OF THE PLACERING OF AV GRRAENSYTAN MELLANTVAO MATERIAL I EN BEHAOLLARE FI63300C (en)

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2156895 1975-07-11
SU2156895 1975-07-11
SU2161009 1975-07-23
SU752161009A SU842416A1 (en) 1975-07-23 1975-07-23 Method and device for checking properties of liquid medium in a reservoir
SU2162829 1975-08-04
SU2160657 1975-08-04
SU2162829 1975-08-04
SU2160657 1975-08-04
SU2161351 1975-08-11
SU2161351 1975-08-11
SU2165624 1975-08-11
SU752165624A SU599203A1 (en) 1975-08-11 1975-08-11 Device for monitoring physical parameters of liquid media in closed vessels

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI762015A FI762015A (en) 1977-01-12
FI63300B FI63300B (en) 1983-01-31
FI63300C true FI63300C (en) 1983-05-10

Family

ID=27555332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI762015A FI63300C (en) 1975-07-11 1976-07-09 MEASUREMENT OF THE PLACERING OF AV GRRAENSYTAN MELLANTVAO MATERIAL I EN BEHAOLLARE

Country Status (5)

Country Link
AT (1) AT379020B (en)
CH (1) CH627840A5 (en)
DE (1) DE2631037C2 (en)
FI (1) FI63300C (en)
FR (1) FR2317635A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO150532C (en) * 1981-05-22 1984-10-31 Bjoern R Hope DEVICE FOR LEVELS.

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2931223A (en) * 1954-12-10 1960-04-05 Kritz Jack Transducers for acoustic flowmeter
DE1154647B (en) * 1959-05-12 1963-09-19 Automation Ind Inc Fluid level meter
US3213439A (en) * 1962-02-16 1965-10-19 Duane E Atkinson Level indicating device with high frequency resonant probe
US3246546A (en) * 1963-06-27 1966-04-19 Lemuel A Madden Power tool safety assembly
DE2461403C3 (en) * 1974-12-24 1979-01-25 Joseph Jericho Long Island N.Y. Baumoel (V.St.A.) Flow meter

Also Published As

Publication number Publication date
FR2317635B1 (en) 1978-06-30
DE2631037A1 (en) 1977-01-20
ATA512776A (en) 1985-03-15
FI63300B (en) 1983-01-31
AT379020B (en) 1985-11-11
FI762015A (en) 1977-01-12
DE2631037C2 (en) 1982-04-29
CH627840A5 (en) 1982-01-29
FR2317635A1 (en) 1977-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10215613B2 (en) System and method for non-intrusive and continuous level measurement of a liquid
US20210172909A1 (en) Method and apparatus for determining gvf -gas volume fraction- for aerated fluids and liquids in flotation tanks, columns, drums, tubes, vats
US10281315B2 (en) System and method for measuring a speed of sound in a liquid or gaseous medium
US10228275B2 (en) System and method for non-intrusive and continuous level measurement in a cylindrical vessel
RU2085933C1 (en) Device for ultrasonic inspection of solution density
US7647840B2 (en) Plastic ultrasonic measurement section and corresponding measurement method
US4679430A (en) Ultrasonic liquid interface detector
EP0801311B1 (en) Ultrasonic flow velocity sensor and method of measuring the velocity of a fluid flow
US10620026B2 (en) Ultrasonic transducer for application in an ultrasonic, flow measuring device or in an ultrasonic, fill-level measuring device
US11215489B2 (en) Apparatus and method for measuring the flow velocity of a fluid in a pipe
JPH01109255A (en) Electromagnetic type ultrasonic conversion
US10634543B2 (en) Ultrasonic concentration detector and liquid feature detector
CN113242959A (en) Ultrasonic instrument
US4392385A (en) Flow meter utilizing Karman vortex street
US20090183564A1 (en) Ultrasonic liquid level detector
FI63300C (en) MEASUREMENT OF THE PLACERING OF AV GRRAENSYTAN MELLANTVAO MATERIAL I EN BEHAOLLARE
CN114046857A (en) Anti-inclination and anti-fluctuation ultrasonic liquid level sensor and application and processing method thereof
US3204457A (en) Ultrasonic flowmeter
US3748637A (en) Sonar transducer assembly
JPS628726B2 (en)
JP2000304581A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2003139591A (en) Ultrasonic flowmeter
RU2188398C1 (en) Method of ultrasonic indication of level of loose media contained in reservoir
RU147049U1 (en) VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER
JPH02112757A (en) Instrument for measuring concentration of particulate matter in piping

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VSESOJUZNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY I