SU657263A1 - Ультразвуковой уровнемер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  уровн  жидкостей. Известны ультразвуковые аналоговые уровнемеры, принцип действи -которых основан на измерении времени прохождени  ультразвуковых колебаний через измер емую среду от ультразвукового преобразовател  до поверхности среды и обратно l. Недостатками аналоговых уровнемеров  вл ютс  ограниченный верхний предел измерени  (при локации снизу), а также погрешность измерени  от изменени  пареоиетров. среды. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ультразвуковой дискретный уровнемер, содержащий ультразвуковой датчик, который выполнен в виде звукопровода с расположенными по вертикали вибратора ми двустороннего излучени , тактовый генератор, источники возбуждающих импульсов с цеп ми запуска, формирователи сигналов, схему обработки сигна лов и вторичный прибор 2. Недостатками данного уровнемера  вл ютс  недостаточна  точность измерени , определ ема  шагом дискретности , а также невозможность получени  непрерывной информации о значении измер емого уровн . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  уровн Это достигаетс  тем,что предлагаемый ультразвуковой датчик снабжен вторым звукопроводом, причем в одном из них расположены нечетные вибраторы, а в другом - четные, с шагом по высоте между соседними вибраторами в разных звукопроводах, равным по величине рассто нию, минимально возможному дл  приема вибратором ультразвуковых колебаний , отраженных от поверхности среды, выходы формирователей, за исключением крайнего верхнего, соединенных входами с ненетными вибраторами, подключены к цеп м запуска источникон возоуждающих импульсов, соединенных с четными вибраторами через схему обработки сигналов, а выходы формирователей , за исключением верхнего, соединенных входами с четньми вибраторами , подключены к цеп м запуска источников возбуждающих импульсов, соединенных через схему обработки сигналов с нечетными вибраторами, при этом схема обработки сигналов содержит п-1 двухвходовых логических схем И, п-2 трехвАодовых схем И, п-2 триггеров.

одну n Bходовую схему ИЛИ, где п - общее количество вибраторов, а также два генератора строб-импульсов, две дополнительные двухвходовые схемы И, две двухвходовые схемы ИЛИ и два инвертора , причем выходы верхних нечетного и четного формирователей подключены к п входовой схеме ИЛИ через инверторы, выходы -остальных формирователей - к первым входам соответствущих трехвходовых схем И, вторые входы которых объединены и подключены к ,выходу первого генератора строб-импульса , третьи входы - к выходам соответствующих триггеров, первые входы которых объединены и подключены к тактовому генератору и к первому входу 11ервой двухвходовой схемы ИЛИ, а вторые входы - к выходам трехвходовых схем И, соединенных через формирователи с вибраторами, расположенными на два шага выше, и к п-входовой схеме ИЛИ, выход которой подключен к. первым входам дополнительных двухвходовых схем И, к вторым входам которых подключены выходы с противоположных плеч второго генератора строб-импульсов , один из выходов которого подключен к объединенным первым входам п-1 двухвходовых схем И, вторые входы которых подключены к выходам формирователей , а выходы - к цеп м запуска соответствующих источников возбуждающих импульсов, кроме крайнего нижнего, цепь запуска которого соединена через вторую двухвходовую схему ИЛИ с выходами тех двухвходовых схем И, вторые входы которых подключе ны к выходам формирователей, соединенных с нижними четными и нечетными вибраторами, входы обоих генераторов строб-импульсов подключены к выходу первой двухвходовой схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу второ двухвходовой схемы И, вторичный прибо имеет два канала, один из которых дискретный , выполнен Б виде счетчика числа погруженных в среду вибраторов и подключен к выходу второй дополнительной двухвходовой схемы И, другой кана аналоговый, - в виде преобразовател  временных интервалов, счетный вход которого соединен с выходом первой допо нительной двухвходовой схемы И, приче общий вход синхронизации вторичного прибора подключен к тактовому генератору .

На чертеже представлена структурна  блок-схема описываемого ультразвукового уровнемера.

Уровнемер содержит ультразвуковой датчик с двум  звукопроводами 1 и 2, в которых расположены по вертикали вибраторы двустороннего излучени , например пьезоэлементы 3 и 4, источники 5 возбуждающих импульсов с цеriHNiH запуска, формирователи б сигналов . Схема 7 обработки сигналов включает в себ  двухвходовые схег-ш И 8,

трехвходовые схемы И 9, генератор строб-импульсов 10, триггеры 11, две двухвходовые схеглы ИЛИ 12 и 13,.-г входовую схему ИЛИ 14, две дополнительные двухвходовые схемы И 15 и 16, генератор строб-импульсов 17 и инверторы 18. Вторичный прибор содержит дискретный 19 и аналоговый 20 каналы и подключен общим входом синхронизации к генератору 21 тактовых импульсов . В звукопроводах 1 и 2 соответственно размещены по высоте нечетные 3 и четные 4 пьезоэлементы с двусторонним излучением и приемом ультразвуковых колебаний. Шаг между соседними пьезоэлементами в разных звукопроводах по высоте выбран таким, чтобы это рассто ние было равно значению одного неизмер емого уровн  , т.е. тому предельно малому рассто нию, на котором прием ультразвуковых колебаний, отраженных от границы раздела сред, становитс  при определенных услови х невозможным.

Выполнение датчика в виде двух звукопроводов с указанным расположением пьезоэлементов обусловлено взаимным исключением в звукопроводах в процессе аналогового измерени  неизмер емого уровн  каждого пьезоэлемента, за исключением нечетных нижнего и верхнего, так как пьезоэлементы, в одном из тактов выполн ющие функции приемника , через такт станов тс  излучател ми .

Claims (2)

1.Бабиков О.И. Контроль уровн  с помощью ультразвука. Энерги ,1971 с.64.

2.Авторское свидетельство СССР № 373541, кл.С01Р 23/2f8, 15.07.71.