SU1030660A1 - Ультразвуковой способ измерени уровн в резервуаре с плоскими стенками - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ В РЕЗЕРВУАРЕ С ПЛОСКИМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ СТЕНКАМИ, включающий излучение ультразвуковых импульсов под УГЛ9М к поверхности раздела сред, прием отраженных волн и измерение времени между моментами излучени  и приема, отличающийс  тем, что, с цельюповьи ени  точности , излучени  ультразвуковых импульсов производ т через стенку резервуара в направлении к противоположной стенке, измен ют место ввода и приема ультразвуковых импульсов вдоль вертикали до момента по влени  отражённых от поверхности раздела им .пульсов в двух последовательных поло жени х, измер ют разницу во времени прихода отраженных сигналов в и во втором положени х источника и рассто ние между ними, а высоту уровн  определ ют по формуле t X Й.Х At где дх - рассто ние между двум  положени ми источника импуль- о S сов; t - врем  между мсжентами из (Л лучени  и приема импульсов в одном из положений; At - разница во времени между -моментами излучени  и приема в двух положени х источ ника излучени . оо о а О5

Description

; Изобретение относитс  к ультразв kosfcavs измерани м, в частности к сре ствам контрол  уровн  среды, наприН е р, к и д к о с т е и . известен ультразвуковой способ и мерени  уровн  основанный на использовании однозначной зависимости собственной частоты от уровн  жидкости , в котором измер ют частоту волнового движени  на поверхности жидкости, по которой суд т об уров жидкости С ЗНедостатком данного способа  вл етс  отсутствие возможности измере ни  при большой высоте столба жидкости , а также низка  точность измерениЯ; обусловленна  жесткими тр бодани ми к плоскопараллельности п верхностей сло  жидкости. Ипзестеп способ измерени  уровн заключающийс  в том, что направл ю - по.д острь7м углом на стенку резервуара у;пьтразвуковые волны, создают в пей волны Лэмба, ра.спростран  ющпес  перпендикул рно поверхности контролируемой среды, регулируют частоту заданных колебаний до восстановлени  амплитуды прин тых колебаний и по результатам измеренных о контролируемом уров данного способа  зпри измерении должн из какого материала изготовлены стенки резервуара, что необходимо дл  возбуждени  волн Лэмба определенной моды в стенках резервуара;. Причем амплитуда созда заемьж волн Лэмба, а также чувствительность способа, сильно завис т от толщины стенки резервуара. Кроме того, измерени  возможны только в случае, если уровень среды находитс  между преобразовател ми , т.е, 3 заранее устакозленно зонер что резко ограничивает область его прРмеЕ-ении „ Необходимость двух преобразователей делает способ сложны.-: и неудобныг-л. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  ультразвуковой способ измерени  уровн  в резервуаре с плоскими параллельными стенками, вклгочаюадай из лучение ультразвуковых импульсов под углом к поверхности раздела сред, прием отраженных волн и измерение времени между моментами излучени  и приема 3 Однако известный способ недостат но точен, поскольку он основан на абсолютны:- измерени х времени прохождени  импульса от излучател  до приемника, завис щем от скорости распространени  звука в среде. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений уровн . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно ультразвуковому способу измерени  уровн  в резервуаре с плоскими стенками, включающему излучение ультразвуковых импульсов под углом к поверхности раздела сред, прием отраженных волн и измерение времени между моментами излучени  и приема, излучени  ультразвуковых импульсов производ т через стенку резерayapei в направлении к противоположной CTeHK€J, измен ют место ввода н приема ультразвуковых импульсов вдоль вертикали до момента по влени  отраженных от поверхности раздела импульсов в двух последовательных положени х , измер ют разницу во времени прихода отраженных сигналов в первом и во втором положени х источника и рассто ние меж:цу ними, а высоту уровн  определ ют по формуле X &х где дх рассто ние между двум  положени ми источника импульсов ; врем  между моментами излучени  и приема импульсов в одном из положений; разница во времени между моментами излучени  и приема в двух положени х источника излучени . На фиг.1 представлена схема устройства , реализующего способ, и ход ультразвуковых импульсов в разных положени х источника импульсов и приемника; на фиг,2 - расположение ультразвуковых импульсных сигналов по оси времени. Устройство содержит приемно-излучаюилий пьезопреобразователь 1, расположенный на треугольной призме 2 с острым углом об и пр мым углом, совпадающим с точкой ввода ультразвуковых волн пьезопреобразовател  1 в резервуар 3, в котором находитс  контролируема  среда 4. При измерении уровн  среды 4 под углом ei к стенке резервуара 3 ввод т ультразвуковые импульсы, часть коTopidx отражаетс  от пр мого угла призмы 2, друга  часть преломл етс  на границе раздела стенки резервуара 3 - контролируема  среда 4 и распростран етс  внутри среды 4. При измерении передвигают призму 2 с приемно-излучающим пьезопреобразователем 1. вдоль стенки резервуара 3 и фиксируют ее положение, в котором пьезопреобразователь 1 принимает ультразвуковые эхоимпульсы (фиг.2, сплошна  лини ), претерпевшие р д отражений от противоположных стенок резервуара 3 и отразившихс  в обратном направлении от одного из двугранных углов, образованных поверхностью контролируемой среды 4 и стенкой резервуара 3. В этом положении призмы 2 измер ют врем  t двойного прохода рассто ни  между точкой ввода пьезопреобразовател  1 и двухгранного угла, после чего перемещают призму 2 с пьезопреобраэователем 1 вдоль этой стенки в направлении образующей до положени  (фиг.1, пунктирные линии ) , в котором принимают ультразвуковые зхоимпульсы {фиг.2, пунктирна  лини ), отраженные от другого пр мог угла, образованного поверхностью сре ды 4 и другой стенкой резервуара 3. Измер ют рассто ние лх между этими положени ми призмы 2 и пьезопреобразователем 1 и соответствующую разницу времен прохода ультразвукового эхоимпульса. Тогда высоту уровн  X контролируемой среды 4 определ ют . по формуле Важным достоинством предлагаемогб способа  вл етс  простота измерений, что обеспечиваетс  применением одного пьезопреобразовател . ; Кроме того, измерени  уровн  возможны в резервуарах из неизвестного материала и сечени , причем измерени  осуществимы на произвольном рассто нии от измер емого раздела двух сред. Чувствительность способа практически зависит только от затухани  ультразвука в контролируемой среде.и при измерени х уровней жидкостей  вл етс  настолько высокой, что возможны измерени  при количестве промежуточных отражений, достигающих несколько дес тков. В результате использовани  предлагаемого способа нет необходимости затрат на приспособление контролирук цего устройства, св занное с доработкой конструкции резервуара.

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ В РЕЗЕРВУАРЕ С ПЛОСКИМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ СТЕНКАМИ, включающий излучение ультразвуковых импульсов под углом к поверхности раздела сред, прием отраженных волн и измерение времени между моментами излучения и приема, отличающийся тем, что, с целью повьааения точности, излучения ультразвуковых импульгде дх - расстояние между двумя положениями источника импуль- а сов; ® t - время между моментами из- If лучения и приема импульсов № в одном из положений; If

   At - разница во времени между моментами излучения и при- _s ема в двух положениях источ· а ника излучения.

   1030660 А

   Фиг-1