SU670813A1 - Уровнемер дл жидких сред - Google Patents

Description

1

Изобретение отпосптс  к области пзмерени  уровп  жидкости в емкост х, водоемах , скважипах и т. д.

Известпы уровнемеры дл  жидких сред, включающие электромеханические излучатель и приемник, подключенные к волноводу в виде цилиндрического упругого элемента , погруженного в жидкость 1.

Наиболее близким по технической cyni,ностп к нрсдложепному  вл етс  уровнемер , содержащий нриемо-излучающую систему , св занную с упругим волноводом, установленным вдоль панравлени  изменени  уровн  2J. Волновод выполнен в виде упругой полосы, погружаемой вертикально в жидкость.

Однако точность измерени  таким уровнемером зависит от характеристик зондирующего сигнала в св зи с тем, что скорость изгибных воли зависит от частоты. Скорость распространени  волны деформаций ленты зависит также от силы нат жени  ленты.

Цель изобретени  - повышение точности измерений путем улучшеии  согласовани  характеристик приемо-излучающеГ системы и волновода.

Цель достигаетс  тем, что волновод выполпеп в виде пружины раст жени -сжати , установленной с возмол :ностью регулировкн шага ее витков, один конец которой жестко закреплен, а другой, обращенный к прпемо-излучающей системе, св зап с пей иосредетвом упругого элемента.

Изобретение по сн етс  чертежом.

Устройство содержит пружину 1, каркас , состо щий из трубы 2 и патрубка 3 с отверстием 4 дл  выхода воздуха, св занных регулировочными винтами 5, прпемоизлучающую систему 6, мембрапу 7, генератор 8 импульсов, усилитель-формирователь 9, триггер 10, измеритель И длительиости имиульсов и схед1у 12 управлени .

1 раст нута на фиксироваипую длину на каркасе и св зана нижним коицом с дном трубы 2, а верхним посредством мембраиы 7 с патрубком 3 и ирие.моизлучающим устройством 6, укреилеиным иа патрубке 3. Последний св зан с трубой 2 каркаса посредством винтов 5, иозвол ющих регулировать длину пружины 1 дл  изменени  ее погонной жесткости (жесткости на единицу длины).

Уровнемер работает следующнм образом .

Цри измереиии уровн  схс.ма 12 -;ipai3лени  включает генератор 8 импульсов и измеритель И длительности импульса. При этом генератор и.мпульсов вырабатьизаег импульс, возбуждающи излучатель риемо-излучающего устройства 6, преобразующий энергию электрического импульса в механический импульс деформаций, передаваемый через мембрану 7 пружине 1.

Одновременно электрический возбуждающий импульс передаетс  на вход усилител -формировател  9 и далее - на бистабильный триггер 10, переход щий в устойчивое состо ние, при котором сигнал с его плеча подаетс  на вход измерител  11 длительности импульса.

С этого момента начинаетс  измерение времени, в течение которого напр жение с триггера 10 подаетс  на вход измерител  11 длительности импульса. Импульс (волна деформаций) распростран етс  вдоль пружины 1 практически без затухани , так как в пружине происход т потери лишь на молекул рное трение, а сопротивление воздуха пренебрежимо мало.

При переходе волны деформаций пружины 1 из воздушной среды в жидкость, нмеюшую плотность, различную с воздухом, происходит частичное рассасывание энергии волны деформаций и вследствие этого частичное отражение акустического импульса от этой среды, отраженный импульс возвращаетс  к верхнему концу нружины 1 и там принимаетс  приемником приемоизлучающего устройства, затем через усилитель-формирователь 9 подаетс  на вход триггера 10, который перебрасываетс  в другое устойчивое состо ние. После этого измерение времени заканчиваетс .

Дл  исключени  ложных срабатываний из-за отражени  акустического импульса от каркаса 2 сигнал с второго плеча триггера после его переключени  подаетс  на схему 12 управлени , котора  возвращает всю схему в исходное положение. Значение , измеренное измерителем длительности , будет соответствовать значению уровн  в выбранных единицах. Дл  компенсации технологических погрешностей, вызывающих отклонение жесткости пружины 1 от заданной длины, длину пружины регулируют с помощью винтов 5. При этом патрубок 3 выдвигаетс  или вдвигаетс  в трубу 2, удлин   или укорачива  пружину 1 до такого положени , прн котором сигнал, зафиксированный измерителем длительности , будет с заданной точностью соответствовать значению уровн .

Вследствие того, что жесткость пружины 1 по всей длине посто нна (до границы

раздела сред) и стабильна (при применении металла, например, инвара), в услови х различных дестабилизирующих факторов (изменени  температуры, плотности воздуха и т. п.), и врем  распостранени 

акустического импульса по пружине будет зависеть практически только от уровн .

Подбором параметров нружины (жесткость , наружный диаметр, диаметр проволоки , материал, форм пружины и проволоки ) можно варьировать в широких пределах такие параметры сигнала как амплитуда , форма отраженного импульса, скорость его распространени  вдоль нружины. То, что скорость распространени  импульса

вдоль пружины может быть в дес ть раз меньше скорости распространени  импульса по упругой ленте или в воздухе, позволит избежать сложных быстродействующих схем формировани  и селекции импульса.

Claims (2)

1. Патент США ЛЬ 3100994, кл. 73-290, опублик. 1963.

2. Агеева Н. С. Ультразвуковой метод измерени  высоты уровн  жидкости в сосуде при помощи изгибных колебаний тонкой упругой полосы. Акустический журнал, 1960.