SU1765711A1 - Ultrasonic device for determining fluid level - Google Patents
Ultrasonic device for determining fluid level Download PDFInfo
- 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
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)
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) |
-
1990
- 1990-05-29 SU SU904844091A patent/SU1765711A1/en active
Non-Patent Citations (1)
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 |