SU1615559A1 - Акустический уровнемер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению уровн  акустическими методами. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и достоверности измерений акустического уровнемера. При включении питани  блок 18 возбуждени  возбуждает с помощью излучател  8 зондирующий акустический импульс, который, отразившись от поверхности жидкости, достигает входа приемника 9. Последний преобразует акустический импульс в электрический. Усиленный импульс выхода приемника 9 поступает на вход компаратора 12, и при достижении уровн  источника 14 опорного напр жени  срабатывает компаратор 12. Измененный блоком 15 по длительности и времени поступлени  выходной импульс компаратора 12  вл етс  стробирующим дл  компаратора 16, и последний осуществл ет фильтрацию сигнала по частоте, реализу  функцию полосового фильтра. Кроме того, выходной импульс блока 15 укорачиваетс  сигналом с выхода одновибратора 17, что исключает возможность воздействи  следующих непосредственно за сигналом помех. При достижении входным сигналом уровн  нул  срабатывает компаратор 16, по которому срабатывает одновибратор 17 и синхронизируетс  блок 18, возбужда  вновь с помощью излучател  8 зондирующей импульс. Выходной сигнал поступает также на триггер 2 и счетчик 5. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области измерени  рассто ни  акустическим способом.

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и достоверности измерени  акустического уровнемера.

Указанна  цель достигаетс  тем, что акустический уровнемер, содержащий триггер формировани  строба, выходы которого соединены с первым и вторым входами счетчика, третий вход которого соединен с выходом частотного датчика температуры, и автоциркул ционный измерительный канал , содержащий последовательно соединенные приемник акустических колебаний, усилитель и компаратор и стробируемый компаратор, одновибратор, блок возбуждени  и излучатель, а также источник опорного напр жени , перва  шина которого подключена к второму входу компаратора, а втора  шина - к второму входу соединенного первым входом с первым выходом компаратора стробируемого компаратора, выход одновибратора подключен к входу триггера формировани  строба, дополнительно снабжен управл емым блоком задержки, вход которого подключен к выходу компаратора , выход - к стробирующему входу стробируемого компаратора, а управл ющий вход - к выходу одновибратора и входу блока возбуждени , при этом управл емый блок задержки содержит последовательную цепь из триггера, параллельно соединенных резистора и диода и элемента ИЛИ, между первым входом которого и второй шиной источника опорного напр жени  включен конденсатор, и последовательную цепь из одновибраторз и элемента И, вход которой соединен с первыми входами триггера и управл емого блока задержки, а выход - с выходом управл емого блока задержки, второй вход элемента И св зан с выходом триггера, второй вход элемента ИЛИ - с управл ющим входом управл емого блока задержки, а выход - с вторым входом триггера, третий вход которого подключен к первой шине источника напр жени , втора  шина которого соединена с второй шиной источника опорного напр жени .

В предлагаемом акустическом уровнемере достигаетс  повышение помехоустой- чивости путем введени  в автоциркул ционный измерительный канал дополнительного ФВЧ, образующего с имеющимс  ФНЧ полосовой фильтр с идеальной (пр моугольной) частотиой характеристикой, причем полоса пропускани  фильтра автоматически регулируетс  (сужаетс ), что допол нител ьно повы шает до- стоверность измерени .

На фиг. 1 представлена структурна  схема акустического уровнемера; на фиг. 2 - схема управл емого блока задержки: на фиг. 3 - временна  диаграмма работы уров- немера.

Акустический уровнемер (фиг. 1) содержит автоциркул ционный измерительный канал 1, подключенный к входу триггера 2 формировани  строба, первый 3.1 и второй

0 3,2 выходы которого соединены соответственно с первым 4.1 и вторым 4.2 входами счетчика 5, третий вход 6 которого подключен к выходу частотного датчика 7 температуры . Автоциркул ционный измерительный

5 канал 1 выполнен в виде излучател  8 и приемника 9 акустических колебаний, установленных в измерительной трубе 10 и включенных в схему автоциркул цми с усилителем 11, корипаратором 12, соединенным

0 вторым входом с первой шиной 13 источника 14 опорного напр жени , управл емым блоком 15 задержки, управл ющий вход которого подключен к выходу автоциркул ци- онного измерительного канала 1,

5 стробируемым компаратором 16, первый вход которого св зан с входом компаратора 12 и выходом усилител  11. а второй вход - с второй шиной источника 14 опорного напр жени , одновибратором 17, выход кото0 рого подключенквыходу

автоциркул цмонного измерительного канала 1, и блоком 18 возбужден1  . Управл емый блок 15 задержки (фиг. 2) выполнен в вмде св зей между одновибратором 19,

5 триггером 20, элеиментом И 21, элементом ИЛИ 22, конденсатором 23, резистором 24, диодом 25 и первой 26 и второй 27 шинами источника питани .

Уровнемер работает следующим обра0 зом.

При включении питани  блок 18 возбуждени , выполненный, например, в виде синхронизируемого автогенератора, возбуждает с помощью излучател  8 зондм5 рующий акустический импульс в измерительной трубе 10 (волноводе), который, отразившись от поверхности жидкости, достигает входа приемника 9 и воспринимаетс  им. Последний преобразует акустический

0 импульс в электрический, а усилитель 11 усиливает его.

Усиленный импульс 28 (фиг. 3) поступает на первый вход компаратора 12 и при достижении уровн  29 источника 14 опорно5 го напр жени  вызывает срабатывание компаратора 12. По фронту импульса 30 с выхода последнего срабатывает блок 15 задержки , максимальное врем  задержки заднего фронта импульса 30 Тз . которого определ етс  длительностью импульса 30

Тз1, формируумого одновибратором. собранным на триггере 20, конденсаторе 23, резисторе 24 и диоде 25. Врем  задержки переднего фронта импульса 30 Тзп определ етс  длительностью Тз2 одновибратора 19. Таким образом, импульс 30 может быть как расширен, так и сужен в зависимости от требуемой полосы Д1 пропускани  автоциркул ционного измерительного канала 1. При этом

2( Гз1+Тзк1 2 СТз2+Тзк)

где Тзк - врем  задержки срабатывани  компаратора 12 по отношению к началу (моменту по влени )сигнала 28, с.

Измеренный блоком 15 по длительности и времени поступлени  выходной импульс компаратора 12 (позици  33, фиг. 3)  вл етс  стробирующим дл  компаратора 16 и последний осуществл ет таким образом в соответствии с выражением (1) фильтрацию сигнала по частотному признаку, реализу  функцию полосового фильтра с идеальной (пр моугольной) частотной характеристикой .

Кроме того, выходной импульс 33 блока 16 задержки автоматически укорачиваетс  сигналом с выхода одновибратора 17, т. е. сразу после приемэ сигнала, что исключает возможность воздействи  следующих непосредственно за сигналом помех, т. е. повышает достоверность результата измерени .

При достижении входным сигналом 28 уровн  нул  срабатываетстробирующий компаратор 16 формирует импульс 34, по которому взводитс  одновибратор 17 и синхронизируетс  генератор 18, возбужда  вновь с помощью излучател  8 зондирующий акустический импульс в волноводе 10, т.е. процесс повтор етс  и наступает режим автоциркул ции зондирующего импульса.

Выходной сигнал 35 одновибратора 17 поступает также на счетный вход триггера 2

формировани  строба, вырабатывающего старт-стопные сигналы 30.1 и 36.2 дл  счетчика 5. Промежуток времени между сигналами Старт 36.1 (с выхода 3.1) и Стоп 36.2

(с выхода 3.2) заполн етс  импульсами высокой частоты (не показаны), поступающими с выхода частотного датчика 7 температуры на вход 6 счетчика 5. Это позвол ет зарегистрировать счетчиком 5 длительность периода автоциркул ции Тзц зондирующего импульса, соответствующего рассто нию до уровн  жидкости с одновременной компенсацией температурной погрешности измерени .

Ф о р м у л а и 3 о б р ете и и  

Акустический уровнемер, содержащий триггер, счетчик, частотный датчик температуры , излучатель и приемник акустических колебаний, измерительную трубу, усилитель , первый компаратор, источник опорного напр жени , блок задержки, второй компаратор, одновибратор, блок возбужде-. ни  и источник напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени 

помехоустойчивости и достоверности измерений , блок задержки состоит из одновибратора , элемента И, D-триггера, элемента ИЛИ, цепочки из резистора, диода и конденсатора , при этом вход одновибратора блока

задержки и первый вход триггера подключе- ны к выходу первого компаратора, а выходы одновибратора блока задержки и триггера соединены с первым и вторым входами элемента И соответственно, выход которого соединен с входом второго компаратора, выход триггера подключен также к первым выводам параллельно соединенных резистора и диода, второй вывод которых соединен с первым входом элемента ИЛИ,

конденсатор с источником опорного напр жени , второй вход элемента ИЛ И соединен с выходом одновибратора, а выход - с вторым входом триггера, третий вход которого соединен с источником напр жени .

ПГ

П

Claims (1)

15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Акустический уровнемер, содержащий триггер, счетчик, частотный датчик температуры, излучатель и приемник акустических колебаний, измерительную трубу, усилитель, первый компаратор, источник опорного напряжения, блок задержки, второй компаратор, одновибратор, блок возбуждения и источник напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности измерений, блок задержки состоит из одновибратора, элемента И, D-триггера, элемента ИЛИ, цепочки из резистора, диода и конденсатора, при этом вход одновибратора блока задержки и первый вход триггера подключены к выходу первого компаратора, а выходы одновибратора блока задержки и триггера соединены с первым и вторым входами элемента И соответственно, выход которого соединен с входом второго компаратора, выход триггера подключен также к первым выводам параллельно соединенных резистора и диода, второй вывод которых соединен с первым входом элемента ИЛИ, конденсатор с источником опорного напряжения, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом одновибратора, а выход - с вторым входом триггера, третий вход которого соединен с источником напряжения.