SU376665A1

SU376665A1 - ULTRASONIC LEVEL SENSOR

Info

Publication number: SU376665A1
Application number: SU1668299A
Authority: SU
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1973-04-05

Description

1one

Изобретение относитс к области измерени уровн с помощью ультразвука.This invention relates to the field of level measurement using ultrasound.

Известные ультразвуковые датчики уровн , содержащие корпус с приемным и излучающим пьезоэлементами, не обеспеивают достаточной точности и имеют сложную конструкцию .The known ultrasonic level sensors, containing a housing with receiving and radiating piezoelectric elements, do not provide sufficient accuracy and have a complex structure.

С целью повышени точности и упрощени конструкции в предлагаемом ультразвуковом датчике уровн корпус выполнен в виде выпуклой линзы из звукопроводного материала, в которой в точке пересечени отраженных лучей размещен приемный пьезоэлемент, а в торцовой части соосно с приемным - кольцевой излучатель.In order to increase accuracy and simplify the design, in the proposed ultrasonic level sensor the body is made in the form of a convex lens made of conductive material, in which the receiving piezoelectric element is placed at the intersection point of the reflected beams, and the ring radiator is coaxial with the receiving element.

Иа фиг. 1 показана картина ультразвукового пол дл случа , когда датчик находитс в воздущной среде; на фиг. 2 - то же, дл случа , когда датчик находитс в контролируемой жидкости.FIG. Figure 1 shows a picture of an ultrasonic field for the case when the sensor is in an air environment; in fig. 2 is the same for the case when the sensor is in a controlled fluid.

Индикатор уровн представл ет собой выпуклую линзу / из звукопроводного материала с приемным 2 и кольцевым излучающим 3 пьезозлементами, размещенными на ее плоских поверхност х.The level indicator is a convex lens of sound-conducting material with receiving 2 and annular radiating 3 piezoelectric elements placed on its flat surfaces.

Причем приемный пьезоэлемент располагаетс в точке пересечени отраженных лучей . Положение точки определ етс из выражени Moreover, the receiving piezoelectric element is located at the intersection point of the reflected rays. The position of the point is determined from the expression

22

Я sin а I am sin

X C0s2aX C0s2a

где X-рассто ние точки пересечени отраженных лучей от центра кривизныwhere X is the distance of the point of intersection of the reflected rays from the center of curvature

выпуклой линзы;convex lens;

R - радиус кривизны акустической линзы;R is the radius of curvature of the acoustic lens;

а: - угол отраженных ультразвуковых колебаний.a: - the angle of reflected ultrasonic vibrations.

Ультразвуковые колебани , распростран сь от пьезоэлемента 3 и достига выпуклой поверхности линзы, полностью отражаютс от нее и фокусируютс на поверхности приемного пьезоэлемента 2, что обусловливает по вление сигнала на приемнике ультразвуковых колебаний.Ultrasonic vibrations, propagating from the piezoelectric element 3 and reaching the convex surface of the lens, are completely reflected from it and focused on the surface of the receiving piezoelectric element 2, which causes the appearance of a signal at the receiver of ultrasonic vibrations.

При этом вследствие близости величин акустических сопротивлений звукопроводной линзы и среды про вл етс эффект рассе ни выпуклой линзы, и ультразвуковые колебани проход т почти без отражени от границы раздела линза - жидкость. В этом случае сигнал на приемном пьезоэлементе отсутствует.In this case, due to the proximity of the acoustic resistance values of the conductive lens and the medium, the effect of scattering of the convex lens appears, and the ultrasonic vibrations pass almost without reflection from the lens-liquid interface. In this case, the signal on the receiving piezoelectric element is missing.

Предмет изобретени Subject invention

Ультразвуковой датчик уровн , содержащий корпус с приемным и излучающим пьезоэлементами , отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и упрощени конструкции , корпус выполнен в виде выпуклой линзы из звукопроводного материала, в которой в точке пересечени отраженных лучейAn ultrasonic level sensor, comprising a housing with receiving and radiating piezoelectric elements, characterized in that, in order to increase accuracy and simplify the design, the housing is made in the form of a convex lens made of conductive material, at which the reflected rays intersect

размещен приемный пьезоэлемент, а в торцовой части соосно с приемным - кольцевой излучатель .the receiving piezoelectric element is placed, and in the end part coaxially with the receiving part - an annular radiator.