RU2188395C2

RU2188395C2 - Level alarm

Info

Publication number: RU2188395C2
Application number: RU99109428/28A
Authority: RU
Inventors: Д.М. Мордасов; М.М. Мордасов; Н.А. Булгаков
Original assignee: Тамбовский государственный технический университет; Булгаков Николай Александрович
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: measurement technology; aerodynamic units for indicating limit distance to agents, materials and articles; automatic level control systems for dangerous processes of chemical, petrochemical, paint-and-varnish and other industries. SUBSTANCE: proposed level alarm includes pneumatic sound oscillator, jet member, type "type-receiving channel" whose outlet is connected to secondary device. Level alarm includes also plane acoustic wave shaper made in form of section of pipe having length of λ/8 where λ is length of wave being generated; said section of pipe is mounted after pneumatic sound oscillator provided with diaphragm at output. Jet member is arranged in plane acoustic wave shaper. EFFECT: enhanced accuracy; extended field of application. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэродинамическим устройствам для сигнализации предельного расстояния до веществ, материалов и изделий, и может найти применение в системах автоматического управления для сигнализации уровня веществ в потенциально опасных производствах, таких отраслей промышленности, как химическая, нефтехимическая, лакокрасочная и др. The invention relates to measuring equipment, in particular to aerodynamic devices for signaling the maximum distance to substances, materials and products, and can be used in automatic control systems for signaling the level of substances in potentially hazardous industries, such industries as chemical, petrochemical, paint and varnish other

Известен пневматический сигнализатор уровня, содержащий струйный элемент в виде соосно расположенных сопла питания и приемного сопла, и дополнительное сопло, расположенное под углом к контролируемой поверхности перпендикулярно к оси струйного элемента (Авторское свидетельство СССР 877339, М. Кл³ G 01 F 23/00, 30.10.81, Б.и. 40).Known pneumatic level switch containing a jet element in the form of coaxially arranged nozzle power and a receiving nozzle, and an additional nozzle located at an angle to the surface to be perpendicular to the axis of the jet element (USSR Author's Certificate 877339, M. C ³ G 01 F 23/00, 10.30.81, B.I. 40).

Недостатком такого устройства является невысокая надежность и точность измерений. Это объясняется тем, что используемый в сигнализаторе метод предполагает отражение струи газа, набегающей на контролируемую поверхность. Устройство не может быть использовано для контроля уровня мелкозернистых, порошкообразных и твердых материалов. The disadvantage of this device is the low reliability and accuracy of measurements. This is due to the fact that the method used in the detector indicates the reflection of a jet of gas running onto a controlled surface. The device cannot be used to control the level of fine-grained, powdery and solid materials.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является бесконтактный уровнемер (Дмитриев В.Н., Градецкий В.Т. Основы пневмоавтоматики. М. : Машиностроение, 1973. - 360 с.), содержащий пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", измерительную трубку, сообщающуюся с емкостью для хранения жидкости. Верхняя часть измерительной трубки, заполненная воздухом, образует объем резонирующей камеры, влияющей на частоту акустических колебаний. При некоторой резонансной частоте на выходе приемного канала струйного элемента появляется сигнал, соответствующий условному нулю, и об уровне судят по объему резонирующей камеры, при котором ее собственная частота совпадает с частотой излучаемого сигнала. Closest to the proposed technical essence is a non-contact level gauge (Dmitriev VN, Gradetsky VT Fundamentals of pneumatic automation. M.: Mechanical Engineering, 1973. - 360 pp.), Containing a pneumatic generator of sound vibrations, a jet element of the type "tube - receiving channel ", a measuring tube in communication with the liquid storage tank. The upper part of the measuring tube, filled with air, forms the volume of the resonating chamber, affecting the frequency of acoustic vibrations. At a certain resonant frequency, a signal corresponding to conditional zero appears at the output channel of the inkjet element, and the level is judged by the volume of the resonating chamber, at which its natural frequency coincides with the frequency of the emitted signal.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является узкая область применения и невысокая точность, вызванная влиянием конструктивных параметров пневматического генератора звуковых колебаний. The disadvantage of the device adopted for the prototype is the narrow scope and low accuracy caused by the influence of the design parameters of the pneumatic generator of sound vibrations.

Техническая задача изобретения - повышение точности и расширение области применения. The technical task of the invention is improving accuracy and expanding the scope.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в сигнализаторе уровня, содержащем пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", выход которого подключен к вторичному прибору, дополнительно содержит формирователь плоской звуковой волны в виде отрезка трубы длиной λ/8, где λ - длина генерируемой звуковой волны, установленный после пневматического генератора звуковых колебаний, содержащего на выходе диафрагму, при этом струйный элемент размещен в формирователе плоской звуковой волны. The stated technical problem is achieved due to the fact that in the level switch containing a pneumatic generator of sound vibrations, the jet element of the tube-receiver channel type, the output of which is connected to the secondary device, additionally contains a plane sound wave former in the form of a pipe length λ / 8 where λ is the length of the generated sound wave, installed after the pneumatic generator of sound vibrations, containing a diaphragm at the output, while the jet element is placed in the shaper of a flat sound wave.

На чертеже представлена схема устройства для сигнализации уровня. The drawing shows a diagram of a device for signaling the level.

Устройство содержит пневматический генератор звуковых колебаний, выполненный в виде диафрагмы 1, с присоединенной к ней газоподводящей трубкой 2 и формирователь плоской звуковой волны 3, установленный после генератора соосно с ним, внутри которого размещен струйный элемент типа "трубка - приемный канал", включающий в себя питающую трубку 4 и приемный канал 5. Выход канала 5 подключен к вторичному прибору 6, например манометру. The device comprises a pneumatic generator of sound vibrations, made in the form of a diaphragm 1, with a gas supply tube 2 attached to it and a plane sound wave shaper 3, mounted after the generator coaxially with it, inside which there is a tube-receiver channel type inkjet element including the supply tube 4 and the receiving channel 5. The output of the channel 5 is connected to a secondary device 6, for example a pressure gauge.

Сигнализатор уровня работает следующим образом. The level switch operates as follows.

В начальный момент времени на выходе диафрагмы 1 пневматического генератора колебания звуковой частоты отсутствуют, струя газа из трубки 4 попадает в приемный канал 5 и создает в ней избыточное давление. После подачи газа с постоянным расходом G_вx через газоподводящую трубку 2 на диафрагму 1 появляются колебания звуковой частоты. Формирователь 3, представляющий собой отрезок цилиндрической трубы длиной

где λ - длина генерируемой звуковой волны, формирует плоскую продольную звуковую волну. За счет действия давления, струя газа, выходящая из трубки 4, прерывается, давление в приемном канале 5 падает.At the initial moment of time, there are no sound frequency vibrations at the output of the diaphragm 1 of the pneumatic generator, the gas stream from the tube 4 enters the receiving channel 5 and creates excessive pressure in it. After supplying gas with a constant flow rate G _in through the gas supply pipe 2 to the diaphragm 1, sound frequency oscillations appear. Shaper 3, which is a length of a cylindrical pipe

where λ is the length of the generated sound wave, forms a plane longitudinal sound wave. Due to the action of pressure, the gas stream exiting the tube 4 is interrupted, the pressure in the receiving channel 5 drops.

При приближении контролируемой поверхности к срезу формирователя 3 на расстояние h, соответствующее предельному, происходит исчезновение колебаний звуковой частоты, возникает узел стоячей звуковой волны в пространстве между диафрагмой 1 пневматического генератора и контролируемой поверхностью. When approaching the controlled surface to the cutter of the shaper 3 at a distance h corresponding to the limit, the sound frequency oscillations disappear, a node of a standing sound wave appears in the space between the diaphragm 1 of the pneumatic generator and the controlled surface.

Исчезновение колебаний звуковой частоты приводит к восстановлению струи в пространстве между выходом трубки 4 и входом приемного канала 5, в результате чего в последней появляется избыточное давление. Таким образом, об уровне судят по появлению избыточного давления в приемном канале 5. The disappearance of vibrations of the sound frequency leads to the restoration of the jet in the space between the output of the tube 4 and the input of the receiving channel 5, as a result of which overpressure appears in the latter. Thus, the level is judged by the appearance of excess pressure in the receiving channel 5.

Предлагаемый сигнализатор осуществляет бесконтактную надежную сигнализацию уровня не только жидких, но и твердых и сыпучих веществ. The proposed signaling device provides non-contact reliable signaling of the level of not only liquid, but also solid and granular substances.

Claims

A level switch containing a pneumatic generator of sound vibrations, an inkjet element of the tube-receiver channel type, the output of which is connected to a secondary device, characterized in that it further comprises a plane sound wave former in the form of a pipe length λ / 8, where λ is the length the generated sound wave, installed after the pneumatic generator of sound vibrations containing the output of the diaphragm, while the inkjet element is placed in the shaper of a plane sound wave.