RU2299407C2 - Ультразвуковой уровнемер-индикатор - Google Patents
Ультразвуковой уровнемер-индикатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299407C2 RU2299407C2 RU2005114856/28A RU2005114856A RU2299407C2 RU 2299407 C2 RU2299407 C2 RU 2299407C2 RU 2005114856/28 A RU2005114856/28 A RU 2005114856/28A RU 2005114856 A RU2005114856 A RU 2005114856A RU 2299407 C2 RU2299407 C2 RU 2299407C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computing unit
- generator
- signal
- float element
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для измерения и контроля уровня жидких сред. Техническим результатом изобретения является повышение точности и разрешающей способности при работе во взрывоопасных условиях. Ультразвуковой уровнемер-индикатор содержит корпус 1 с поплавковым элементом 2 и звукопроводом 3 из магнитострикционного материала с отражающей нагрузкой 4 на свободном конце, сигнальный электроакустический преобразователь 5 с постоянным магнитом 6, генератор опроса 7, усилители записи и считывания 8, 9, вычислительный блок 10, блок индикации 11 и шину управления 12. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано для измерения и контроля уровня жидких сред, в том числе и во взрывоопасных условиях.
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 индикаторов 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 по действием капиллярных сил проходит по фитилю к непогружаемой 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.
Известные устройства имеют общие недостатки. В рассмотренных уровнемерах измерительная цепь выполнена с использованием элементов кинематики, для которых характерным является наличие люфтовых соединений, снижающих, как известно, точностные показатели, разрешающую способность. Изменение длины поводкового элемента (троса, цепи) поплавка в процессе эксплуатации подобного устройства, под действием температуры окружающей среды, приводит к появлению дополнительных погрешностей измерительного преобразования уровня. Это ведет к ограничению области использования известных устройств.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности и разрешающей способности при работе во взрывоопасных условиях.
Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой уровнемер-индикатор, содержащий корпус с жидкостью и поплавковым элементом, разделяющим границу двух сред, генератор опроса, вычислительный блок, соединенный с блоком индикации, дополнительно введены прямолинейный звукопровод из магнитострикционного материала с отражающей нагрузкой на свободном конце, жестко соединенный с поплавковым элементом и имеющий кинематическое соединение с корпусом в верхней его части, где соосно с ним закреплены сигнальный электроакустический преобразователь с постоянным магнитом, его выводы подсоединены через усилитель записи к одному выходу генератора опроса и через усилитель считывания к сигнальному входу вычислительного блока соответственно, другой вход вычислительного блока соединен с другим выходом генератора опроса, подключенный к шине управления.
Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показана блок-схема ультразвукового уровнемера-индикатора, на фиг.2 и фиг.3 приведены вариант выполнения вычислительного блока 10 и основные диаграммы работы устройства.
Ультразвуковой уровнемер-индикатор (фиг.1) содержит корпус 1, поплавковый элемент 2 с прямолинейным звукопроводом 3 из магнитострикционного материала и отражающей нагрузкой 4, сигнальный электроакустический преобразователь (ЭАП) 5 с постоянным магнитом 6, генератор 7 опроса, усилители 8, 9 записи и считывания, вычислительный блок 10, блок 11 индикации и шину 12 управления.
В корпусе 1 с контролируемой жидкостью Ж установлен поплавковый элемент 2 с прямолинейным звукопроводом 3 из магнитострикционного материала. Его свободный конец с отражающей нагрузкой 4 имеет кинематическое соединение с направляющими корпуса 1 в верхней его части. Здесь же на корпусе 1 соосно со звукопроводом 3 закреплены сигнальный ЭАП 5 с постоянным магнитом 6. Одни выводы сигнального ЭАП 5 подключены через усилитель 8 записи к выходу генератора 7 опроса, а другие через усилитель 9 считывания - к сигнальному входу вычислительного блока 10. Его выход соединен с входом блока 11 индикации, а другой вход - с вторым выходом генератора 7 опроса, подключенный к шине 12 управления.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально устройство (фиг.1) находится в заблокированном состоянии и не реагирует на изменения уровня hx жидкости Ж в резервуаре 1. При подаче сигнала 2Разрешение2 (фиг.3.а) по шине 12 управления устройство переводится в рабочий режим измерения (контроля) уровня. Запускается генератор 7 опроса, на противофазных выходах которого вырабатываются цифровые импульсные сигналы (фиг.3.б, в) требуемой длительности и периода Топр следования. По этим сигналам осуществляется возбуждение усилителя 8 записи и запуск вычислительного блока 10, выполненного на логическом элементе И 13, выполняющего роль логического ключа, D-триггере 14, формирователе 15 импульсов начального сброса, измерительном генераторе 16, счетчике 17 импульсов и RS-триггере 18 (фиг.2).
Так, на выходе усилителя 8 записи по сигналам генератора 7 опроса формируются токовые импульсы, которые проходят на сигнальный ЭАП 5 и возбуждают в подмагниченной магнитом 6 области среды звукопровода 3 ультразвуковые волны (эф. Джоуля), распространяющиеся в обе стороны со скоростью V продольной волны. В этот же момент времени наведенный импульсный сигнал на выводах сигнального ЭАП 5 преобразуется усилителем 9 считывания в прямоугольный видеоимпульс, поступает на сигнальный вход вычислительного блока 10 и блокируется его входным логическим элементом И 13, поскольку D-триггер 14 на данный момент установлен в нулевое состояние формирователем 15 импульсов. После чего сигналом "Установка" генератора 7 опроса производится обнуление счетчика 17 импульсов и RS-триггера 18 и установка в единичное состояние D-триггера 14. По сигналу D-триггера 14 осуществляется запуск измерительного генератора 16, вырабатывающего серии счетных импульсов с заданной частотой f0 следования, которые проходят на прямой счетный вход счетчика 17 импульсов и подсчитываются.
В это время ультразвуковые волны, распространяясь по звукопроводу 3 в сторону его свободного конца, расположенного на искомом расстоянии Lx от сигнального ЭАП 5, достигают отраженной нагрузки 4, испытывают переотражение с изменением направления своего хода и считываются сигнальным ЭАП 5 (эф. Виллари) через интервал времени Tx=2Lx/V, несущего информацию об уровне hх=Lх+R, где R - радиус поплавкового элемента 2 жидкости Ж в корпусе 1 устройства. Сигналы считывания преобразуются в прямоугольные видеоимпульсы усилителем 9 считывания, проходят через открытый логический элемент И 13 вычислительного блока 10 (фиг.3.д) и переключают его D-триггер 14 в исходное (нулевое) состояние. Приостанавливается работа измерительного генератора 16 и на n-разрядном выходе счетчика 17 импульсов в следующий момент формируются кодовые сигналы Nх=Тх·f0 текущего значения уровня hх жидкости Ж (фиг.3.е). Далее кодовые сигналы Nx проходят на входы блока 11 индикации и отображаются его элементами индикации.
При нарушениях режима работы устройства, ведущих, например, к переполнению счетчика 17 импульсов (фиг.2), на его выходе переноса вырабатывается импульсный сигнал, которым устанавливается в единичное состояние RS-триггер 18 вычислительного блока 10. Вырабатывается сигнал "Ошибка", что свидетельствует о недостоверности полученной информации в текущем цикле преобразования (фиг.3.ж).
Падающие и отраженные ультразвуковые волны, распространяясь по звукопроводу 3 в сторону поплавкового элемента 2, в следующие моменты времени испытывают поглощение его демпфирующей средой, чем обеспечивается требуемая помехоустойчивость по акустическому тракту устройства.
При подаче очередного импульсного сигнала (фиг.3.б) генератора 7 опроса процесс преобразования повторяется без изменения согласно рассмотренного.
Применение в устройстве первичного магнитострикционного преобразователя механических величин повышает его точность и разрешающую способность относительно выбранного прототипа в результате люфтовых соединений измерительной кинематической цепи. Относительно простая конструкция предлагаемого устройства и малое энергопотребление повышает его надежность, снижает себестоимость изготовления и позволяет использовать на стационарных и мобильных технических системах в качестве автоматического индикаторного прибора уровня, в том числе и на взрывоопасных объектах. Это способствует расширению области технического использования предлагаемого устройства.
Источники информации
1. А.с. №1659736 (СССР), G01F 23/60, БИ №24, 1991.
2. А.с. №1645845 (СССР), G01F 23/30, БИ №16, 1991.
3. А.с. №1619057 (СССР), G01F 23/36, БИ №1, 1991, прототип.
Claims (1)
- Ультразвуковой уровнемер-индикатор, содержащий корпус с жидкостью и поплавковым элементом, разделяющим границу двух сред, генератор опроса, вычислительный блок, соединенный с блоком индикации, отличающийся тем, что в него введены прямолинейный звукопровод из магнитострикционного материала с отражающей нагрузкой на свободном конце, жестко соединенный с поплавковым элементом и имеющий кинематическое соединение с корпусом в верхней его части, где соосно с ним закреплены сигнальный электроакустический преобразователь с постоянным магнитом, его выводы подсоединены через усилитель записи к одному выходу генератора опроса и через усилитель считывания к сигнальному входу вычислительного блока соответственно, другой вход вычислительного блока соединен с другим выходом генератора опроса, подключенного к шине управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114856/28A RU2299407C2 (ru) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Ультразвуковой уровнемер-индикатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114856/28A RU2299407C2 (ru) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Ультразвуковой уровнемер-индикатор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005114856A RU2005114856A (ru) | 2006-11-27 |
RU2299407C2 true RU2299407C2 (ru) | 2007-05-20 |
Family
ID=37664137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005114856/28A RU2299407C2 (ru) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Ультразвуковой уровнемер-индикатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299407C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517919C2 (ru) * | 2012-08-16 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Производственное предприятие "Парус" | Магнитострикционный уровнемер |
-
2005
- 2005-05-16 RU RU2005114856/28A patent/RU2299407C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005114856A (ru) | 2006-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4238844A (en) | Displaced position detecting device | |
US5998991A (en) | Pickupless magnetostrictive position measurement apparatus | |
JPS6078317A (ja) | 可動物体の位置検出方法およびその装置 | |
RU2299407C2 (ru) | Ультразвуковой уровнемер-индикатор | |
RU2222786C1 (ru) | Способ измерения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционный уровнемер | |
RU2351903C1 (ru) | Уровнемер | |
RU2298154C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2298155C1 (ru) | Магнитострикционный уровнемер-индикатор | |
RU2298156C1 (ru) | Уровнемер-индикатор | |
RU2213940C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2138028C1 (ru) | Устройство для измерения уровня и плотности | |
RU2189009C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь линейных перемещений | |
RU2064666C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2318186C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь линейных перемещений | |
CN203013059U (zh) | 液晶传感碰撞实验仪 | |
RU2039930C1 (ru) | Ультразвуковой преобразователь перемещений | |
RU2032153C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
SU747812A1 (ru) | Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений | |
SU551514A1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU1811265C (ru) | Ультразвуковой наклономер | |
RU2299401C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь угловых перемещений | |
RU2330245C2 (ru) | Многоканальный магнитострикционный индикатор уровня | |
RU2097916C1 (ru) | Модульный преобразователь перемещения в код | |
RU2047089C1 (ru) | Устройство для измерения линейных размеров | |
RU2175754C2 (ru) | Микропроцессорный магнитострикционный преобразователь положения в код |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070517 |