SU1765711A1 - Ultrasonic device for determining fluid level - Google Patents

Ultrasonic device for determining fluid level Download PDF

Info

Publication number
SU1765711A1
SU1765711A1 SU904844091A SU4844091A SU1765711A1 SU 1765711 A1 SU1765711 A1 SU 1765711A1 SU 904844091 A SU904844091 A SU 904844091A SU 4844091 A SU4844091 A SU 4844091A SU 1765711 A1 SU1765711 A1 SU 1765711A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transducer
liquid
capacitance
ultrasonic
arcsin
Prior art date
Application number
SU904844091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Кузьмич Бровцын
Игорь Алексеевич Филатов
Михаил Самедович Гаджиев
Виталий Степанович Бондарь
Original Assignee
Обнинский институт атомной энергетики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Обнинский институт атомной энергетики filed Critical Обнинский институт атомной энергетики
Priority to SU904844091A priority Critical patent/SU1765711A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1765711A1 publication Critical patent/SU1765711A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Применение1 изобретение относитс  к устройствам дл  исследовани  жидкостей. Сущность изобретени . Устройство состоит из стакана 1, содержащего инжектор 2, соединенный с циркул ционным насосом 3, и магнитострикционный преобразователь 4, которые направлены под углом, меньшим второго критического угла, т.е. 30°, к излучающей пластине ультразвукового измерительного элемента 5, который соединен с отсчетно-регистрирующим блоком 6. 1 ил.Application 1 the invention relates to a device for examining liquids. The essence of the invention. The device consists of a cup 1 containing an injector 2 connected to a circulation pump 3, and a magnetostrictive transducer 4, which are directed at an angle smaller than the second critical angle, i.e. 30 ° to the radiating plate of the ultrasonic measuring element 5, which is connected to the counting recording unit 6. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике в энергетике, химической промышленности и других област х народного хоз йства.This invention relates to a measurement technique in the power industry, the chemical industry, and other areas of the national economy.

Проведенные прогнозно-оценочные исследовани  1 показывают, что известны ультразвуковой сигнализатор уровн  жидкости 2, содержащий пьезоэлектрические преобразователи и отсчетно-регистрирую- щий блок, ультразвуковой измеритель рассто ни  в жидкост х 3, содержащий отражатель, эталонный и измерительный каналы, каждый из которых содержит электроакустический преобразователь, уровнемеры 4.Predictive and evaluative studies 1 show that a ultrasonic liquid level detector 2 is known, containing piezoelectric transducers and a reading / recording unit, an ultrasonic distance meter in liquids 3 containing a reflector, a reference and measurement channels, each of which contains an electroacoustic transducer , level gauges 4.

Недостатками указанных устройств  вл ютс  ненадежность и ограниченность применени .The disadvantages of these devices are unreliability and limited application.

Наиболее близким известным техническим решением к предложенному  вл етс  ультразвуковой уровнемер 5, содержащий эталонный и измерительный каналы, каждый из которых состоит из обратимого электроакустического преобразовател , включенного в цепь синхрокольца, состо щего из приемно-формирующего блока и генератора зондирующих импульсов, а также измеритель временных интервалов, индикатор , делитель и интегратор.The closest known technical solution to the proposed is an ultrasonic level gauge 5 containing reference and measuring channels, each of which consists of a reversible electroacoustic transducer included in a synchro-ring circuit consisting of a receiving-forming unit and a probe pulse generator, as well as a time interval meter , indicator, divider and integrator.

Недостатками прототипа  вл ютс  невысокие функциональна  надежность и точность измерений, особенно в агрессивных жидкост х, имеющих, как правило, твердые включени  и пузырьки воздуха Оседание включений на излучающую и приемную поверхности преобразовател  или наличие пузырьков воздуха приводит к рассе нию ультразвуковых колебаний и увеличению погрешности измерени The disadvantages of the prototype are low functional reliability and accuracy of measurements, especially in aggressive fluids, which have, as a rule, solid inclusions and air bubbles. The deposition of inclusions on the transmitter's radiating and receiving surfaces or the presence of air bubbles leads to scattering of ultrasonic vibrations and an increase in measurement error

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  уровн  жидкостиThe aim of the invention is to improve the accuracy of determining the level of liquid.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в ультразвуковое устройство дл  определени  уровн  жидкости, содержащее емкость и обратимый электроакустический преобразователь , соединенный с регистрирующим блоком, введены инжектор, св занный с циркул ционным насосом, и магнитострик- ционный преобразователь, герметично заXIThis goal is achieved by the fact that an injector connected to a circulating pump and a magnetostrictive transducer are injected in an ultrasonic device for determining the level of a liquid containing a capacitance and a reversible electroacoustic transducer connected to a recording unit.

ОABOUT

ел vjate vj

крепленные в отверсти х емкости, причем их продольные оси направлены к нормали рабочей поверхности обратимого электроакустического преобразовател , расположенного на дне емкости, под /containers fastened in the holes, and their longitudinal axes are directed to the normal of the working surface of the reversible electroacoustic converter located at the bottom of the tank, under /

углом arcsin(g-) , где Си и Ct2 скорости распространени  продольных и поперечных колебаний в жидкости и твердом теле соответственно.angle arcsin (g-), where Cu and Ct2 are the speeds of propagation of longitudinal and transverse oscillations in the fluid and solid, respectively.

Новизна за вленного устройства дл  определени  уровн  жидкости заключаетс  в совокупности признаков, позвол ющих повысить точность измерений.The novelty of the inventive device for determining the level of a liquid lies in the combination of features that make it possible to increase the accuracy of measurements.

Существенным отличием за вленного устройства от прототипа  вл етс  оборудо- вание устройства циркул ционным насосом с инжектором и магнитострикционным преобразователем .The essential difference of the claimed device from the prototype is that the device is equipped with a circulation pump with an injector and a magnetostrictive transducer.

Оборудование устройства насосом с инжектором позвол ет сбивать оседающие на поверхность измерительного элемента электроакустического преобразовател  твердые включени  с помощью направленной струи жидкости, а ультразвуковые колебани  достаточно большой мощности, излучаемые магнитострикционным преобразователем , позвол ют дополнительно очищать эту поверхность от пузырьков воздуха, тем самым повыша  точность измерени  времени прохождени  ультразвука в жидкости. The equipment of the device with an injector pump makes it possible to shoot down solid inclusions deposited on the surface of the electroacoustic transducer using a directed jet of liquid, and ultrasonic oscillations of sufficiently high power emitted by the magnetostrictive transducer make it possible to further purify this surface from air bubbles, thereby increasing the time measurement accuracy the passage of ultrasound in the liquid.

На чертеже приведена принципиальна  схема ультразвукового устройства.The drawing is a schematic diagram of an ultrasound device.

Ультразвуковое устройство дл  определени  уровн  жидкости состоит из емкости 1, содержащей инжектор 2, св занный с циркул ционным насосом 3, и магнито- стрикционный преобразователь 4, герметично закрепленные в отверсти х емкости, причем их продольные оси направлены к нормали рабочей поверхности обратимого электроакустического преобразовател  5, расположенного на дне емкости, под углом, большим второго критического угла дл  продольных колебаний в жидкости; электроакустический преобразователь 5 соеди- нен с регистрирующим блоком 6.An ultrasonic liquid level measuring device consists of a tank 1 containing an injector 2 connected to a circulation pump 3 and a magnetostriction transducer 4 hermetically fixed in the openings of the tank, with their longitudinal axes directed to the normal of the working surface of a reversible electroacoustic transducer 5 located at the bottom of the tank, at an angle greater than the second critical angle for longitudinal vibrations in the liquid; electroacoustic transducer 5 is connected with recording unit 6.

Угол наклона инжектора и магнито- стрикционного преобразовател  (вибратора ) выбран менее 30° из услови  полного отражени  ультразвука от рабочей поверхности обратимого электроакустического преобразовател . Мощность ультразвуковых колебаний вибратора достаточна дл  разрушени  пузырьков воздуха на поверх- ности акустического преобразовател , но при углах более 30° часть энергии можетThe angle of inclination of the injector and the magnetostriction transducer (vibrator) was chosen to be less than 30 ° from the condition of complete reflection of ultrasound from the working surface of a reversible electroacoustic transducer. The power of ultrasonic vibrations of the vibrator is sufficient to destroy air bubbles on the surface of the acoustic transducer, but at angles greater than 30 ° some of the energy can

поглощатьс  этой поверхностью, что приводит к ее повреждению.is absorbed by this surface, causing damage to it.

Значение второго критического угла определ етс  выражениемThe value of the second critical angle is determined by the expression

Акр arcsin (§1) ,Ac arcsin (§1),

(D(D

где Си - скорость продольных колебаний в жидкости ( 1500 м/с);where Cu is the velocity of the longitudinal oscillations in the liquid (1500 m / s);

Ct2 - скорость поперечных колебаний в пьезоэлементе акустического преобразовател  ( 3000 м/с).Ct2 is the transverse vibration velocity in the piezoelectric transducer of an acoustic transducer (3000 m / s).

Из выражени  (1) получимFrom expression (1) we get

Акр « arcsin (3Jjjg) 30°.Acre "arcsin (3Jjjg) 30 °.

Т.о. угол падени /3 ультразвуковых колебаний на рабочую поверхность электроакустического преобразовател  должен быть больше 30°, а угол наклона вибратора ( а 90- / ) меньше 60°.So the angle of incidence / 3 of ultrasonic vibrations on the working surface of the electro-acoustic transducer must be greater than 30 °, and the angle of inclination of the vibrator (a 90- /) is less than 60 °.

Ультразвуковое устройство дл  определени  уровн  жидкости работает следующим образом.Ultrasonic device for determining the level of liquid works as follows.

В емкости 1, заполненный жидкостью, рабоча  поверхность обратимого электроакустического преобразовател  5 излучает ультразвуковые колебани , которые, отража сь от поверхности жидкости, вновь принимаютс  преобразователем 5 и, преобразованные в электрические сигналы, регистрируютс  блоком 6, который измер ет врем  прохождени  ультразвука до поверхности жидкости и обратно.In the vessel 1, filled with liquid, the working surface of the reversible electroacoustic transducer 5 emits ultrasonic vibrations, which, reflected from the surface of the liquid, are again received by the converter 5 and, converted into electrical signals, are recorded by the unit 6, which measures the passage time of ultrasound to the surface of the liquid and back.

Периодически между измерени ми с помощью насоса 3 с инжектором 2 создаетс  стру  жидкости, например, с напором 3-5 атм и ультразвуковые колебани , например, с частотой 5-10 кГц от магнитострикционно- го преобразовател  4, которые направлены под углом менее 60° к рабочей поверхности электроакустического преобразовател  5 и которые очищают ее от пузырьков воздуха и микрочастиц.Periodically between measurements, a pump 3 with an injector 2 creates a jet of liquid, for example, with a pressure of 3-5 atm and ultrasonic vibrations, for example, with a frequency of 5-10 kHz from the magnetostriction transducer 4, which are directed at an angle of less than 60 ° to the working surface of the electro-acoustic transducer 5 and which clean it from air bubbles and microparticles.

Технико-экономическа  эффективность применени  предлагаемого устройства в сравнении с прототипом, аналогами и известными устройствами заключаетс  в повышении точности за счет сн ти  пузырьков воздуха и микрочастиц с рабочей поверхности обратимого электроакустического преобразовател  с помощью струи жидкости в поле ультразвуковых колебаний.Technical and economic efficiency of the proposed device in comparison with the prototype, analogues and known devices is to improve the accuracy due to the removal of air bubbles and microparticles from the working surface of a reversible electroacoustic transducer using a fluid jet in the field of ultrasonic vibrations.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ультразвуковое устройство дл  определени  уровн  жидкости, содержащее емкость и обратимый электроакустическийAn ultrasonic liquid level measuring device containing a capacitance and a reversible electroacoustic преобразователь, соединенный с регистрирующим блоком, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в негоA converter connected to a recording unit, characterized in that, in order to increase accuracy, into it поверхности обратимого электроакустического преобразовател , расположенного наsurface of a reversible electroacoustic converter located on GbGb т I t I iwocMUj riiriTi i VTrUJVj. IrltOridwлj vjl xt I t I iwocMUj riiriTi i VTrUJVj. IrltOridwlj vjl x введены инжектор, св занный с циркул ци- дне емкос™ П°Д У™ом Р 2кР arcsin() , онным насосом, и магнитострикционный где Си и Ct2 - скорости распространени the injector connected to the circulator of the capacitor ™ P ° DY ™ ohm P 2kR arcsin (), the inertia pump, and the magnetostriction one are introduced, where C and Ct2 are the propagation velocities преобразователь, герметично закреплен-5 продольных и поперечных колебаний в жид- ные в отверсти х емкости, причем их про- кости и в твёрдом теле соответственно, дольные оси направлены к нормали рабочейthe transducer is hermetically fixed-5 longitudinal and transverse oscillations into the liquid in the capacitance holes, and their projections and in the solid, respectively, the longitudinal axes are directed to the normal поверхности обратимого электроакустического преобразовател , расположенного наsurface of a reversible electroacoustic converter located on GbGb лj vjl xlj vjl x дне емкос™ П°Д У™ом Р 2кР arcsin() , где Си и Ct2 - скорости распространени bottom of capacitance ™ P ° DY ™ ohm P 2kR arcsin (), where C and Ct2 are the propagation speeds
SU904844091A 1990-05-29 1990-05-29 Ultrasonic device for determining fluid level SU1765711A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904844091A SU1765711A1 (en) 1990-05-29 1990-05-29 Ultrasonic device for determining fluid level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904844091A SU1765711A1 (en) 1990-05-29 1990-05-29 Ultrasonic device for determining fluid level

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1765711A1 true SU1765711A1 (en) 1992-09-30

Family

ID=21523604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904844091A SU1765711A1 (en) 1990-05-29 1990-05-29 Ultrasonic device for determining fluid level

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1765711A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1064147, кл. G 01 F 23/28, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4580448A (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of a physical parameter
CA1123946A (en) Ultrasonic transducer with reference reflector
US4213337A (en) Liquid level sensing devices
US6053041A (en) Noninvasive method for determining the liquid level and density inside of a container
US5015995A (en) Fluid level monitor
US10739172B2 (en) Measuring device
EP0263036B1 (en) Ultrasonic measurement of dispersed phase volumetric holdup in liquid/liquid dispersions
RU2580907C1 (en) Ultrasonic waveguide level meter for liquid
SU1765711A1 (en) Ultrasonic device for determining fluid level
WO2013013395A1 (en) Device and method for measuring liquid level
US6360599B1 (en) Device for measuring liquid level preferably measuring tide level in sea
WO2002037082A1 (en) Acoustic viscometer and method of determining kinematic viscosity and intrinsic viscosity by propagation of shear waves
GB2152667A (en) Liquid level gauge
CN106893607A (en) A kind of device for the detection of gasoline and diesel hydrogenation device oil-water interfaces
JPS628726B2 (en)
SU1460621A1 (en) Ultrasound velocity meter
RU33221U1 (en) Ultrasonic device for measuring the liquid level in the tank
RU2383869C2 (en) Ultrasonic level metre
SU1728658A1 (en) Method of ultrasound checking of thickness of plane parallel sample
Smith et al. Measuring the level of liquid in a partially-filled pipe via the ultrasonic pulse-echo method using acoustic modeling
RU48629U1 (en) ULTRASONIC LEVEL METER
RU2150697C1 (en) Device for contact-free measurement of concentration of solutions
RU2139503C1 (en) Gear measuring volumetric flow rate of fluid in nonramming conduit
SU1401368A1 (en) Device for ultrasonic investigation of substance
SU1603290A1 (en) Apparatus for ultrasonic inspection of surface layer of materials