RU2010180C1

RU2010180C1 - Acoustic level indicator

Info

Publication number: RU2010180C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Кузьмич Бровцын
Original assignee: Анатолий Кузьмич Бровцын
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: acoustic level indicator consists of pipe with rod waveguide and acoustic measuring element connected with counting-recording unit; trapezoidal reflector is secured to lower portion of pipe. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике в энергетике, химической промышленности и других областях народного хозяйства. The invention relates to measuring equipment in the energy sector, the chemical industry and other areas of the national economy.

Проведенные прогнозно-оценочные исследования показывают, что известен ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости (авт. св. N 7734442), содержащий пьезоэлектрические преобразователи и волноводы; анализаторы уровня и уровнемеры, а также уровнемер, (авт. св. N 1364889), содержащий преобразователи и отсчетно-регистрирующий блок. Predictive and evaluation studies show that the known ultrasonic liquid level switch (ed. St. N 7734442), containing piezoelectric transducers and waveguides; level analyzers and level gauges, as well as a level gauge (ed. St. N 1364889), containing converters and a reading-recording unit.

Недостатками указанных устройств являются ненадежность и ограниченность в их применении. The disadvantages of these devices are unreliability and limitation in their use.

Наиболее близким из известных техническим решением (прототип) является ультразвуковой уровнемер, содержащий волновод с пьезоэлементами и стержнями. The closest known technical solution (prototype) is an ultrasonic level gauge containing a waveguide with piezoelectric elements and rods.

Недостатками прототипа являются сложность, неточность измерений и ограниченность применения. The disadvantages of the prototype are the complexity, inaccuracy of measurements and limited application.

Целью изобретения является упрощение конструкции. The aim of the invention is to simplify the design.

Цель достигается тем, что в акустический уровнемер введен стержневой волновод, установленный соосно трубе, отражатель выполнен трапецеидальной формы и закреплен на трубе напротив рабочего торца волновода, при этом боковые грани отражателя установлены под углом 60^о к горизонтальной грани отражателя, которые расположены перпендикулярно рабочему торцу волновода.The object is achieved in that the acoustic transmitter is entered rod waveguide mounted coaxially to the tube, the reflector is formed trapezoidal shape and is fixed on the tube opposite the working end of the waveguide, the lateral faces of the reflector installed at an angle of ⁶⁰ ° to the horizontal facets of the reflector which are arranged perpendicular to the working end of the waveguide .

Новизна заявленного акустического уровнемере заключается в вышеперечисленной совокупности признаков, позволяющих улучшить точность и упростить конструкцию. The novelty of the claimed acoustic level gauge lies in the above set of features that can improve accuracy and simplify the design.

Существенным отличием заявленного технического решения от известных (см. аналоги) является выполнение акустического уровнемера с корытообразным отражателем. A significant difference between the claimed technical solution and the known ones (see analogues) is the implementation of an acoustic level gauge with a trough-like reflector.

На чертеже приведена схема акустического уровнемера, общий вид. The drawing shows a diagram of an acoustic level gauge, General view.

Акустический уровнемер состоит из трубы 1 со стержневым волноводом 2 и акустическим измерительным элементом 3, соединенным с отсчетно-регистрирующим блоком 4, причем к нижней части трубы присоединен отражатель 5 трапецеидальной формы, преимущественно из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью 6. The acoustic level gauge consists of a pipe 1 with a rod waveguide 2 and an acoustic measuring element 3 connected to a reading and recording unit 4, and a trapezoidal reflector 5, mainly made of stainless steel with a polished inner surface 6, is attached to the lower part of the pipe.

Акустический уровнемер работает следующим образом. Acoustic level gauge works as follows.

Уровнемер вертикально опускается в измеряемую жидкость и закрепляется. Затем с помощью ультразвукового измерительного элемента 3 подается ультразвуковой сигнал по акустическому волноводу 2, который, частично отразившись от торца волновода, проходит в виде продольной волны в жидкость, где он поступает на отражатель 5, на котором ультразвуковой сигнал отражается от полированных поверхностей 6 под углом, равным или меньшим 60^о, т. е. меньшим второго критического угла, при котором по законам преломления акустические волны полностью отражаются, проходят в жидкости и достигают поверхности, от которой они вновь отpажаются и в обратном порядке достигают ультразвукового измерительного элемента 3, а далее поступают в виде электрических сигналов в отсчетно-регистрирующий блок 4, где производятся измерения, позволяющие определять положение уровня.The level gauge is vertically lowered into the measured liquid and fixed. Then, using the ultrasonic measuring element 3, an ultrasonic signal is supplied through the acoustic waveguide 2, which, partially reflected from the end of the waveguide, passes in the form of a longitudinal wave into the liquid, where it enters the reflector 5, on which the ultrasonic signal is reflected from the polished surfaces 6 at an angle, equal to or less than ^about 60, t. e. less than the second critical angle at which the laws of refraction of the acoustic wave is completely reflected, pass in the liquid and reach the surface from which they are again otpa they are pressed and in the opposite order reach the ultrasonic measuring element 3, and then they arrive in the form of electrical signals in the reading and recording unit 4, where measurements are made to determine the level position.

Наклоны боковых пластин под углами 60^о к горизонтальной выбраны из условия обеспечения преломления акустических волн менее второго критического угла, что обеспечивает по закону преломления полное отражение, без потерь акустической энергии.The slopes of the side plates at angles of 60 ^° to the horizontal are selected from the condition that the refraction of acoustic waves is less than the second critical angle, which ensures full reflection according to the law of refraction, without loss of acoustic energy.

Применение данного акустического уровнемера предусматривается для измерения уровней жидкости в реакторах, емкостях, в том числе с агрессивными средами и т. д. The use of this acoustic level gauge is intended for measuring liquid levels in reactors, tanks, including with aggressive environments, etc.

В сравнении с отечественными серийными уровнемерами, например ДУ-1 и зарубежными, например, "A Tebvisian Still Camera"(США), предложенный акустический уровнемер более прост и надежен в работе. In comparison with domestic serial level gauges, for example DU-1 and foreign ones, for example, "A Tebvisian Still Camera" (USA), the proposed acoustic level gauge is simpler and more reliable in operation.

Технико-экономическая эффективность применения предложенного устройства в сравнении с базовым объектом (прототипом), аналогами и известными установками заключается в следующем. Technical and economic efficiency of the proposed device in comparison with the base object (prototype), analogues and known installations is as follows.

Простота конструкции достигается путем выполнения отражателя корытообразной формы и использованием стержневого волновода и трубы, которые просты в изготовлении и эксплуатации; повышение точности достигается за счет исключения потерь акустической энергии при отражении от отражателя уровнемера. (56) Авторское свидетельство СССР N 1721444, кл. G 01 F 23/28, 1990. The simplicity of the design is achieved by performing a trough-shaped reflector and using a rod waveguide and pipe, which are simple to manufacture and operate; increased accuracy is achieved by eliminating the loss of acoustic energy when reflected from the reflector of the level gauge. (56) Copyright certificate of the USSR N 1721444, cl. G 01 F 23/28, 1990.

Claims

ACOUSTICAL LEVEL MEASURER containing a sound conduit made in the form of a tube, equipped with a reflector with polished surface, an acoustic measuring element connected to the registration unit, characterized in that, in order to simplify the construction, a ground wave guide is inserted into it, mounted FORMS tpapetseidalnoy and zakpeplen on t.pube nappotiv pabochih toptsa waveguide, the lateral VARIATIONS gpani otpazhatelya mounted at an angle of 60 ^o to gopizontalnoy gpani otpazhatelya, koto.paya paspolozhena peppendikulyapno pabochih optsu waveguide.