RU2298154C1 - Ультразвуковой уровнемер - Google Patents
Ультразвуковой уровнемер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298154C1 RU2298154C1 RU2005138732/28A RU2005138732A RU2298154C1 RU 2298154 C1 RU2298154 C1 RU 2298154C1 RU 2005138732/28 A RU2005138732/28 A RU 2005138732/28A RU 2005138732 A RU2005138732 A RU 2005138732A RU 2298154 C1 RU2298154 C1 RU 2298154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- level
- reservoir
- float
- working medium
- electro
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для автоматизированного измерения и контроля уровня агрессивных сред в закрытых резервуарах АСУТП. Сущность: ультразвуковой уровнемер содержит резервуар 1 с рабочей средой 2 и направляющей плоскостью 3, поплавковый элемент 4 с парой постоянных магнитов 5, ограничитель 6 перемещений, магнитострикционный звукопровод 7 с отражающей нагрузкой 8, два электроакустических преобразователя 9, генератор 10 записи, усилитель 11 считывания, блок 12 кодирования и вычислений, блок 13 индикации и шину 14 управления. Изменение уровня рабочей среды 2 в закрытом резервуаре 1 вызывает изменение местоположения поплавкового элемента 4 с магнитами 5 относительно звукопровода 7, закрепленного с внешней стороны боковой поверхности резервуара 1. В процессе возбуждения звукопровода 7 сигналами генератора 10 записи на выходе усилителя 11 считывания формируются времяимпульсные сигналы, однозначно отображающие на временной оси положение поплавкового элемента 4 с магнитами 5 в резервуаре 1. В блоке 12 кодирования и вычислений производится их преобразование в цифровой код и его коррекция по температурной составляющей погрешности измерения. Блок 13 индикации отображает полученные данные. Технический результат: повышение помехоустойчивости, надежности и точности преобразования уровня жидких сред и расширение функциональных возможностей. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и предназначено для автоматизированного измерения и контроля уровня агрессивных жидких сред в закрытых резервуарах АСУТП.
Известен уровнемер [1], содержащий поплавок, следящий за поверхностью жидкости и передающий через перфорированную ленту перемещение мерному шкиву, зубчатому колесу и далее через промежуточную шестерню и соосно установленные пары шестерен - на сигнальный блок в виде измерительной обмотки с подвижным сердечником, возвратно-поступательной пружины и размыкателя. Применение в устройстве храпового колеса позволяет при изменениях уровня жидкости в резервуаре формировать на выводах сигнального блока пропорциональное число импульсных сигналов.
Известен поплавковый уровнемер [2], состоящий из корпуса с жидкостью, в котором поплавок перемещается по направляющим и кинематически соединен с индикатором через гибкую тягу с системой шкивов, и бачок с жидким растворителем. Поплавок уровнемера перемещается по направляющим при изменениях уровня жидкости в резервуаре, а жидкий растворитель из бачка под действием капиллярных сил проходит по фитилю к не погружаемой в жидкость поверхности поплавка, смачивает и растворяет вязкую пленку на фрикционной поверхности.
Известно устройство для измерения уровня жидкости [3], выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит поплавковый элемент, фиксирующий границу раздела сред резервуара с жидкостью, соединенный через гибкую тягу и систему шкивов с приводной катушкой двухобмоточного измерительного трансформатора, генератора электрических колебаний, преобразователя сигналов и индикаторного прибора. Изменение уровня жидкости приводит к изменению толщины намотки троса приводной катушки, вызывая изменение магнитного сопротивления измерительного трансформатора, что регистрируется индикаторным прибором.
Перечисленные устройства [1-3] имеют общие недостатки, заключающиеся в недостаточных надежности преобразования уровня и функциональных возможностей. Выполнение в [1, 2] сигналообразующих элементов в виде распределенной катушки индуктивности ведет к усложнению устройства, снижению помехоустойчивости (надежности, точности) и разбросу технических характеристик акустического тракта. В прототипе [3] применение одинарных сигналообразующих элементов не в полной мере обеспечивает достижение требуемой помехоустойчивости. Кроме того, известные устройства [1-3] относятся к группе погружных уровнемеров, работающих с непосредственным контактом с рабочей средой, и не могут быть использованы для измерения и контроля уровня агрессивных жидких сред, например сильных кислот.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности преобразования уровня жидких сред и расширения функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой уровнемер, содержащий прямолинейный звукопровод из магнитострикционного материала с отражающей нагрузкой на одном конце и электроакустическим преобразователем на другом и поплавковый элемент с магнитом, размещенный в резервуаре с рабочей средой, вывод электроакустического преобразователя через усилитель считывания подключен к информационному входу блока кодирования и вычислений, генератор записи, подключенный к звукопроводу, введены второй электроакустический преобразователь, расположенный на звукопроводе на опорном расстоянии от первого электроакустического преобразователя и подключенный к другому сигнальному входу усилителя считывания, блок индикации, подсоединенный информационными входами к выходам блока кодирования и вычислений, другой сигнальный вход которого соединен с одноименным выходом генератора записи, подключенного к шине управления, второй магнит, закрепленный в поплавковом элементе на опорном расстоянии от первого магнита и перемещающийся внутри резервуара по уровню границы рабочей среды вдоль звукопровода в пределах действия ограничителя перемещений, причем звукопровод закреплен с внешней стороны резервуара вблизи его рабочей стенки, выполненной из немагнитного материала.
Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показана блок-схема ультразвукового уровнемера.
Ультразвуковой уровнемер (фиг.1) закреплен в резервуаре 1 с рабочей средой 2 и направляющей плоскостью 3 и содержит поплавковый элемент 4 с двумя магнитами 5, ограничитель 6 перемещений, звукопровод 7 из магнитострикционного материала, отражающую нагрузку 8, два электроакустических преобразователя (ЭАП) 9, генератор 10 записи, усилитель 11 считывания, блок 12 кодирования и вычислений (БКВ), блок 13 индикации (БИ) и шину 14 управления.
На боковой поверхности резервуара 1 с рабочей средой 2 с внешней стороны закреплен прямолинейный звукопровод 7 с отражающей нагрузкой 8 в нижней части. В верхней его части на опорном расстоянии друг от друга закреплены два ЭАП, подключенные к сигнальному входу БКВ 12 через усилитель 11 считывания. Другой сигнальный вход БКВ через генератор 10 записи подключен к звукопроводу, а выходы соединены с информационными входами БИ 13. Генератор 10 записи подключен к шине 14 управления. С внутренней стороны резервуара 1 соосно со звукопроводом 7 размещен поплавковый элемент 4 с парой постоянных магнитов 5, установленных на одинаковом опорном расстоянии, как и ЭАП 9. Поплавковый элемент 4 фиксирует раздел (уровень) рабочей среды и помещается в рабочем пространстве резервуара 1, образованном его направляющей плоскостью 3. Диапазон этого перемещения устанавливает ограничитель 6 перемещений.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально устройство (фиг.1) находится в режиме ожидания. При подаче сигнала "Управления" (фиг.3,а) по шине 14 управления оно переводится в режим измерения уровня hх рабочей среды 2 в резервуаре 1.
При запуске генератора 10 записи на его выходах вырабатываются прямоугольные видеоимпульсы заданной длительности, которые поступают в среду прямолинейного магнитострикционного звукопровода 7 и на опорный информационный вход БКВ 12.
По сигналу генератора 10 записи запускается одновибратор 15 БКВ 12, вырабатывающий импульсный сигнал отрицательной полярности и длительности Тмв по установке в нулевое (исходное) состояние Т-триггера 17 и RS-триггера 18 и записи кода коррекции Nн по информационным входам счетчика 20 импульсов блока 12.
Другим импульсным сигналом генератора 10 записи возбуждается звукопровод 7. В его среде на подмагниченных через стенку резервуара 1 участках посредством постоянных магнитов 5 поплавкового элемента 4 формируются две однотипные ультразвуковые упругие волны (эффект Видемана), распространяющиеся в обе стороны по звукопроводу 7 с фазовой скоростью Vкр крутильной волны.
Одна группа падающих упругих волн распространяется в сторону ограничителя 6 перемещений и в некоторый момент времени одновременно считываются парой сигнальных ЭАП 9 (эффект Виллари), которые преобразуются на выходе усилителя 11 считывания в прямоугольный видеоимпульс требуемой длительности. Этот сигнал считывания проходит через формирователь импульсов 16 БКВ 12 и устанавливает в единичное состояние его Т-триггер 17. Запускается измерительный генератор 19 блока 12. Его импульсные сигналы высокостабильной частоты fо поступают на счетный вход счетчика 20 импульсов и подсчитываются.
Другая группа падающих упругих волн распространяется в сторону отражающей нагрузки 8 звукопровода 7, достигает ее и переотражается без существенной потери волновой энергии, изменяя направление движения. И в следующие моменты времени, равные Тх=2hх/Vкр, достигают сигнальные ЭАП 9 и ими считываются. На выходе усилителя 11 считывания формируется прямоугольный видеоимпульс считывания окончания цикла преобразования, которым переключается Т-триггер 17 БКВ 12 в исходное состояние и работа измерительного генератора 19 блокируется. В следующий момент на разрядных выходах счетчика 20 импульсов БКВ 12 формируется текущее значение уровня hх рабочей среды 2 резервуара 1 в виде кода Nх=Nн+Tхfo, который далее проходит на блок 13 индикации и отображается.
При переполнении разрядной сетки счетчика 20 импульсов БКВ 12 в случае нарушения режима работы устройства на его выходе переноса вырабатывается импульсный сигнал, которым взводится RS-триггер 18. Формируется сигнал "Ошибка", который отображается блоком 13 индикации и информирует пользователя о недостоверной измерительной информации в данном цикле преобразования.
В следующие моменты времени падающие и отраженные упругие волны достигают свободных концов звукопровода 7, переотражаются, изменяя направление своего хода, и по мере распространения в акустической среде испытывают поглощение до полной потери энергии. После чего возможно последующее возбуждение магнитострикционного звукопровода 7 устройства. Этим условием определяется значение периода Топр формирования сигналов генератора 11 записи.
Использование в устройстве сдвоенных сигналообразующих элементов (4 и 9) акустического тракта повышает помехоустойчивость, а значит надежность и точность преобразования уровня путем снижения влияния помех окружающей среды. Это достигается путем текущей коррекции температурной составляющей погрешности измерения через код Nн, а также размещением поплавкового элемента 4 с сигнальными элементами 5 в закрытом резервуаре 1 с рабочей средой 2, и установка акустического тракта (7-9) за пределами резервуара 1 способствует расширению области технического использования, наделяя его возможностью работать с химически агрессивными средами. В целом это отличает предлагаемое устройство от выбранных аналогов и прототипа и позволяет обеспечить достижение положительного эффекта.
Источники информации
1. А.с. СССР №838381, G 01 F 23/28. БИ №22-81.
2. Патент РФ №2060472, G 01 F 23/28. БИ №14-96.
3. Патент РФ №2213940, G 01 F 23/28, 23/30. БИ №28-03, прототип.
Claims (1)
- Ультразвуковой уровнемер, содержащий прямолинейный звукопровод из магнитострикционного материала с отражающей нагрузкой на одном конце и электроакустическим преобразователем на другом и поплавковый элемент с магнитом, размещенный в резервуаре с рабочей средой, вывод электроакустического преобразователя через усилитель считывания подключен к информационному входу блока кодирования и вычислений, генератор записи, подключенный к звукопроводу, отличающийся тем, что в него введены второй электроакустический преобразователь, расположенный на звукопроводе на опорном расстоянии от первого электроакустического преобразователя и подключенный к другому сигнальному входу усилителя считывания, блок индикации, подсоединенный информационными входами к выходам блока кодирования и вычислений, другой сигнальный вход которого соединен с одноименным выходом генератора записи, подключенного к шине управления, второй магнит, закрепленный в поплавковом элементе на опорном расстоянии от первого магнита и перемещающийся внутри резервуара по уровню границы рабочей среды вдоль звукопровода в пределах действия ограничителя перемещений, причем звукопровод закреплен с внешней стороны резервуара вблизи его рабочей стенки, выполненной из немагнитного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138732/28A RU2298154C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Ультразвуковой уровнемер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138732/28A RU2298154C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Ультразвуковой уровнемер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2298154C1 true RU2298154C1 (ru) | 2007-04-27 |
Family
ID=38106984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138732/28A RU2298154C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Ультразвуковой уровнемер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2298154C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531763C1 (ru) * | 2013-06-21 | 2014-10-27 | Евгений Леонидович Пущин | Поплавковый магнитострикционный уровнемер |
-
2005
- 2005-12-12 RU RU2005138732/28A patent/RU2298154C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531763C1 (ru) * | 2013-06-21 | 2014-10-27 | Евгений Леонидович Пущин | Поплавковый магнитострикционный уровнемер |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0204184B1 (en) | Position detecting apparatus | |
US4238844A (en) | Displaced position detecting device | |
US5017867A (en) | Magnetostrictive linear position detector with reflection termination | |
US4158964A (en) | Method and apparatus for determining liquid level | |
CN201787917U (zh) | 高精度磁性位移传感器 | |
JPS6078317A (ja) | 可動物体の位置検出方法およびその装置 | |
RU2298154C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2298155C1 (ru) | Магнитострикционный уровнемер-индикатор | |
RU2310174C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2319935C1 (ru) | Магнитострикционный уровнемер | |
RU2222786C1 (ru) | Способ измерения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционный уровнемер | |
RU2298156C1 (ru) | Уровнемер-индикатор | |
RU2299407C2 (ru) | Ультразвуковой уровнемер-индикатор | |
RU2213940C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2351903C1 (ru) | Уровнемер | |
SU747812A1 (ru) | Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений | |
RU2318186C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь линейных перемещений | |
RU2080559C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь перемещения в код | |
RU2299401C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь угловых перемещений | |
JPH0215804B2 (ru) | ||
RU2064666C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2330245C2 (ru) | Многоканальный магнитострикционный индикатор уровня | |
JPH0368407B2 (ru) | ||
SU1716322A1 (ru) | Магнитострикционный дифференциальный преобразователь линейных перемещений | |
RU2039930C1 (ru) | Ультразвуковой преобразователь перемещений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071213 |