RU2126957C1 - Level position pickup - Google Patents
Level position pickup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2126957C1 RU2126957C1 RU97106884A RU97106884A RU2126957C1 RU 2126957 C1 RU2126957 C1 RU 2126957C1 RU 97106884 A RU97106884 A RU 97106884A RU 97106884 A RU97106884 A RU 97106884A RU 2126957 C1 RU2126957 C1 RU 2126957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- excitation
- housing
- vibrations
- sensor
- ultrasonic vibrations
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам контроля уровня жидкости в технологических сосудах. The invention relates to instrumentation, and in particular to devices for controlling the level of liquid in technological vessels.
Известен акустический сигнализатор уровня [1], в котором используется акустически связанный телефон-излучатель и микрофон, усилитель с подстроечным резистором в цепи его обратной связи. При этом микрофон включен на вход усилителя, а на его выход последовательно подключены электромагнитное реле, регулировочный резистор. Использование указанного сигнализатора может привести к ложным срабатываниям при измерении уровня таких жидкостей, как нефть, мазут из-за загрязнения телефона-излучателя и микрофона и из-за обледенения их при измерении в сложных климатических условиях. Known acoustic level switch [1], which uses an acoustically coupled telephone emitter and microphone, an amplifier with a tuning resistor in its feedback circuit. In this case, the microphone is connected to the input of the amplifier, and an electromagnetic relay and an adjustment resistor are connected in series to its output. The use of this detector can lead to false alarms when measuring the level of liquids such as oil, fuel oil due to contamination of the telephone emitter and microphone and because of their icing when measured in difficult climatic conditions.
Известен также датчик положения уровня, выбранный в качестве прототипа [2] , содержащий чувствительный элемент (ЧЭ), включающий пьезоэлектрический излучатель и приемник, находящиеся в корпусе и соединенные с преобразователем. Also known is a level position sensor, selected as a prototype [2], containing a sensitive element (SE), including a piezoelectric emitter and a receiver located in the housing and connected to the transducer.
Описанный датчик имеет определенные преимущества: он не зависит от плотности в отличие от дискретных уровнемеров. The described sensor has certain advantages: it is independent of density, unlike discrete level gauges.
Однако, возможности применения датчика ограничены. Так, например, при использовании для контроля нефти, мазута, нефтепродуктов, постоянного присутствующие в них вязкие компоненты (парафины, битум) могут привести к загрязнению чувствительного элемента, из-за чего могут произойти ложные срабатывания датчика. При использовании в определенных температурных условиях возможно и обледенение ЧЭ, что также может вызвать ложное срабатывание. However, the applicability of the sensor is limited. So, for example, when using oil, fuel oil, oil products for monitoring, the constant viscous components present in them (paraffins, bitumen) can lead to contamination of the sensitive element, which can cause false alarms of the sensor. When used in certain temperature conditions, icing of the SE is also possible, which can also cause a false positive.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик датчика. The task of the invention is to increase the operational characteristics of the sensor.
Поставленная задача достигается тем, что в датчике положения уровня, содержащем чувствительный элемент, соединенный с преобразователем штангой, а также узел крепления, чувствительный элемент выполнен из пьезоэлементов возбуждения и контроля, помещенных в корпус обтекаемой формы из изолирующего материала, проводящего звуковые колебания и устойчивого к агрессивным жидкостям, при этом пьезоэлементы возбуждения и контроля механически связаны с корпусом проводящими звуковые колебания элементами и электрически соединены через усилитель и полосовой фильтр, образуя контур возбуждения ультразвуковых колебаний. This object is achieved by the fact that in the level position sensor containing the sensing element connected to the rod transducer, as well as the mounting unit, the sensing element is made of piezoelectric elements of excitation and control placed in a streamlined body of insulating material that conducts sound vibrations and is resistant to aggressive liquids, while the piezoelectric elements of excitation and control are mechanically connected to the housing by sound-conducting elements and are electrically connected through an amplifier and a band-pass filter, forming an excitation circuit of ultrasonic vibrations.
При этом корпус чувствительного элемента предлагается выполнить из изолирующего материала, проводящего звуковые колебания и устойчивого к агрессивным жидкостям, и покрытия с низкими адгезионными свойствами. In this case, the housing of the sensitive element is proposed to be made of an insulating material that conducts sound vibrations and is resistant to aggressive fluids, and coatings with low adhesive properties.
Определение положения уровня жидкости основано на различии в способности жидкости и газов поглощать энергию ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в контуре возбуждения из двух пьезоэлементов, корпуса и генератора возбуждения колебаний. Пока ЧЭ датчика находится в газовой среде, ультразвуковые колебания в его корпусе практически не поглощаются внешней средой. Когда уровень жидкости оказывается выше чувствительного элемента, амплитуда ультразвуковых колебаний в его корпусе падает. The determination of the position of the liquid level is based on the difference in the ability of the liquid and gases to absorb the energy of ultrasonic vibrations excited in the excitation circuit of two piezoelectric elements, a housing and an oscillation excitation generator. While the SE of the sensor is in the gas medium, the ultrasonic vibrations in its housing are practically not absorbed by the external environment. When the liquid level is higher than the sensitive element, the amplitude of ultrasonic vibrations in its body decreases.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приведен конкретный вариант выполнения датчика:
на фиг. 1 - конструкция предлагаемого датчика уровня жидкости;
на фиг. 2 - функциональная схема датчика.The invention is illustrated by drawings, which show a specific embodiment of the sensor:
in FIG. 1 - design of the proposed liquid level sensor;
in FIG. 2 is a functional diagram of a sensor.
Датчик уровня (см. фиг. 1) содержит чувствительный элемент 1, выполненный из пьезоэлемента возбуждения 2 и пьезоэлемента контроля 3, помещенных в корпус 4 обтекаемой формы. Чувствительный элемент штангой 5 соединен с преобразователем 6, а также снабжен узлом его крепления, который в предлагаемом варианте выполнен в виде переходной муфты 7. The level sensor (see Fig. 1) contains a sensing element 1 made of a
На фиг. 2, как уже отмечалось, приведена функциональная схема датчика, в которую входят, принадлежащие ЧЭ 1 пьезоэлемент возбуждения 2 и пьезоэлемент контроля 3, соединенный через предварительный усилитель 8 и полосовой фильтр 9, образующие контур возбуждения ультразвуковых колебаний, с пьезоэлементом 2. Пьезоэлемент контроля 3 связан также с последовательно соединенными детектором 10, компаратором 11 и токовым ключом 12. In FIG. 2, as already noted, the functional diagram of the sensor is presented, which includes the
Пьезоэлементы 2 и 3 чувствительного элемента 1 помещены в корпус 4 из материала, устойчивого к агрессивным жидкостям и обладающего изолирующими свойствами, в качестве которого может быть выбрана нержавеющая сталь, например, марки 12Х18Н10Е, т.к. она хорошо проводит звуковые колебания и отвечает всем требованиям, предъявляемым к материалу для предлагаемой конструкции. При этом корпус чувствительного элемента предлагается защитить дополнительно фторопластовым покрытием, т.к. оно обладает низкими адгезионными свойствами и еще более уменьшит загрязнение и обледенение ЧЭ.
ЧЭ 1 штангой 5, также из нержавеющей стали, как материала устойчивого к агрессивным жидкостям, с фторопластовым покрытием, соединен с преобразователем 6. Преобразователь 6 предлагается конструктивно выполнить в виде электронной платы, расположенной в литом прямоугольном корпусе из алюминиевого сплава. Корпус преобразователя предлагается снабдить сальниковым вводом с переходной гайкой для подстыковки трубы или металлорукава. Плата преобразователя соединена клеммным соединителем для подключения соединительного кабеля. Установка датчика осуществляется на резьбовой штуцер переходной муфты 7. CE 1 with a rod 5, also made of stainless steel, as a material resistant to aggressive liquids, with a fluoroplastic coating, connected to the
Рассмотрим работу датчика. Consider the operation of the sensor.
Принцип действия датчика основан на измерении степени затухания возбуждаемых в чувствительном элементе ультразвуковых колебаний. Пьезоэлементы возбуждения 2 и контроля 3 с предварительным усилителем 8 и полосовым фильтром 9 образуют контур, в котором возбуждаются колебания ультразвуковой частоты. Ультразвуковые колебания по корпусу 4 передаются на элемент контроля 3. The principle of operation of the sensor is based on measuring the degree of attenuation of ultrasonic vibrations excited in the sensing element. The piezoelectric elements of
Пока чувствительный элемент 1 датчика находится в газовой среде, ультразвуковые колебания в его корпусе практически не поглощаются внешней средой. При погружении ЧЭ 1 в жидкость энергия ультразвуковых колебаний поглощается жидкостью и амплитуда колебаний на входе предварительного усилителя 8 уменьшается. Амплитуда колебаний считывается детектором 10 и контролируется компаратором 11. Компаратор 11 замыкает токовый ключ 12, который был разомкнут при отсутствии жидкости вокруг чувствительного элемента 1. While the sensor 1 is in a gas environment, ultrasonic vibrations in its body are practically not absorbed by the external environment. When the SE 1 is immersed in a liquid, the energy of ultrasonic vibrations is absorbed by the liquid and the amplitude of the oscillations at the input of the
Большая разница уровня полезного сигнала при положениях датчика "сухой/залитый" делают прибор малочувствительным к возможному загрязнению. The large difference in the level of the useful signal at the dry / flooded sensor positions makes the device insensitive to possible contamination.
Предложенная конструкция датчика позволяет существенно повысить его эксплуатационные характеристики, т.к. уменьшается возможность обледенения ЧЭ и загрязнения, вязкими компонентами, постоянно присутствующими в ряде контролируемых жидкостей, таких как, например, нефть, мазут, нефтепродукты с большим содержанием парафинов, битума. Но даже при наличии слоя льда или грязи толщиной несколько миллиметров ложных срабатываний датчика не произойдет, т.к. пьезоэлементы ЧЭ защищены. The proposed sensor design can significantly improve its operational characteristics, as decreases the possibility of icing of SE and pollution by viscous components constantly present in a number of controlled liquids, such as, for example, oil, fuel oil, oil products with a high content of paraffins, bitumen. But even with a layer of ice or dirt a few millimeters thick, false alarms of the sensor will not occur, because CE piezoelectric elements are protected.
Литература:
1. RU, патент 2029921, G 01 F 23/28.Literature:
1. RU, patent 2029921, G 01 F 23/28.
2. EP, заявка 0409458, G 01 F 23/28, 23.01.91. 2. EP, application 0409458, G 01 F 23/28, 01/23/91.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97106884A RU2126957C1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Level position pickup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97106884A RU2126957C1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Level position pickup |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2126957C1 true RU2126957C1 (en) | 1999-02-27 |
RU97106884A RU97106884A (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=20192409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97106884A RU2126957C1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Level position pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2126957C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700286C2 (en) * | 2018-02-14 | 2019-09-16 | Александр Петрович Демченко | Ultrasound liquid level sensor |
-
1997
- 1997-04-25 RU RU97106884A patent/RU2126957C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700286C2 (en) * | 2018-02-14 | 2019-09-16 | Александр Петрович Демченко | Ultrasound liquid level sensor |
US11280661B2 (en) | 2018-02-14 | 2022-03-22 | Aleksandr P. DEMCHENKO | Ultrasonic fluid level sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4383443A (en) | Liquid-level measurement | |
US4316183A (en) | Liquid level sensor | |
RU2393456C2 (en) | Density and viscosity sensor | |
US4213337A (en) | Liquid level sensing devices | |
RU2085933C1 (en) | Device for ultrasonic inspection of solution density | |
CA2234627C (en) | Method and assembly for overfill detection in liquid level sensing in a vessel by the pulse transit time technique | |
US7886602B2 (en) | Apparatus for determining and/or monitoring a process variable | |
JP2002517174A (en) | Ultrasonic liquid level detector | |
US10551238B2 (en) | Ultrasonic level sensor for aerated fluids | |
JPH11271205A (en) | Method and device for measuring viscosity of fluid in container | |
JPH0571888B2 (en) | ||
WO1994014047A1 (en) | Transducer for the measurement of attributes of flowable media | |
JP2011117982A (en) | Measurement device for determining temperature, and operation method of the same | |
Vellekoop et al. | A love-wave ice detector | |
RU2126957C1 (en) | Level position pickup | |
EP0028114B1 (en) | Liquid level sensor | |
US5943294A (en) | Level detector for fluent material | |
US7523662B2 (en) | Process meter | |
EP0095516A1 (en) | Detection arrangement suitable for detecting the intake air flow rate in an internal combustion engine | |
RU2808712C1 (en) | Level detector | |
JP3958124B2 (en) | Ultrasonic receiver and ultrasonic flow meter | |
GB2351805A (en) | Level detector for fluent material | |
JP2001298794A (en) | Open type ultrasonic wave sensor | |
RU2206069C2 (en) | Attachable gage for measuring liquid level | |
SU1140001A1 (en) | Density meter |