SU690310A1

SU690310A1 - Цифровой акустический уровнемер

Info

Publication number: SU690310A1
Application number: SU772454397A
Authority: SU
Inventors: Вениамин Моисеевич Кушуль; Владимир Викторович Рудин; Вакиф Карамович Хамидуллин; Владимир Львович Борцов
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1979-10-05

Description

I

Изобретение относитс к области измерительной техники, и предназначено дл контрол уровн жидких и сыпучих веществ.

Известны ультразвуковые измерители раздела сред, включающие изме рительный электроакустический канал, схему регистрации уровн и этало ный канал, с помощью которого производитс компенсаци вли ни изменени ско-. рости распространени ультразвука на работу измерительного канала Щ,2.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс цифровой акустический уровнемер, содержащий измерительный и эталонный электроакустические каналы и схему регистрации

t33. Измерительный канал состоит из установленных над измер емой границей раздела сред излучател и приемника акустических колебаний, охваченных эпемег{тами цепи обратной св зи дл обеспечени автоциркул ционного режима работы , а эталонный канал имеет излучатель и приемник акустических колебаний, закрепленный на фиксированном рассто нии от них отражатель и элемент обратной св зи, включенный между приемником и излучателем.

Выход измерительного канала через делитель частоты подключен к управл ющему входу счетчика импульсов. №лхоа эталонного канала подключен к одному

входу симметричного триггера, другой вход которого через пересчетную схему соединен с выходом генератора запо н ющих импульсов, а выход - с управл ющим входом вентил . Сигнальный вход

вентил соединен с выходом генератора заполн ющих импульсов, а выход - со счетным входом счетчика импульсов.

Период повт чэени имульсов измерительного канала пропорционален измер емому уровню и параметрам среды, а эталонного канала - только параметрам среды . Отношение первсщов пдаторени импульсов измерительного эталонного канала пропорционально уроюпо границы ,

раздела сред. Сигнал с измерительного канала поступает на управл5пощий вход счетчика импульсов через делитель частоты импульсов. Это позвол ет удлинить период следовани управл5пощих импульсов в несколько раз. Сигнал с эталонного канала поступает на первый вход симметричного триггера, который открывает при этом вентиль. Импульсы генератс а заполн ющих импульсов поступают одновременно на входы счетчика импульсов и пересчетной схемы с коэффициентом пересчета -л . Каждый п -ый импульс генератора через , пересчетную схему поступает на второй вход симметричного триггера, закрывающего при этом вентиль. Следующий импульс с выхода эталсжного канала вновь приводит вентиль в открытое состо ние и т. д. Таким образом, каждый импульс эталонного канала преобразуетс в пачку из П импульсов, поступающих на счетный .вход счетчика. Счетчик регистрирует число этих импульсов за период следовани управл ющих импульсов.

Длительность формируемой пачки не может быть больше минимального периода повторени импульсов эталонного канала, соответствующего максимальной. скорости распространени ультразвука в среде. При меньших скорост х ультразвука временной интервал между импульсами эталонного канала будет частично заполнен илшульсами генератора. Это вызывает дополнительную составл5пощую ошибки измерени уровн , величина которой определ етс длительностью незапол- ненной части периода следовани импульсов эталонного канала и не зависит от параметров генератора заполн ющ1гх импульсов и первсчетноЙ схемы. Величина ошибки резко возрастает с увеличением диапазона изменени скорости распространени ультразвука в среде. Ослабить вли ние этсЛ ошибки в данном устройстве можно увеличением коэффициента делени делител , однако это приводит к снижению быстродействи прибора.

Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи устройства .

Это достигаетс тем, что в предлагаемый акустический уровнемер, содер)- жаший автоцкркул ционные измерительный и эталонный электроакустический каналы, выхо« первого из которых через делитель частоты подключен к управл ю-

тему входу счетчика импульсов, а выход второго - к одному входу симметричного триггера, другой вход которого через пересчетную схему соединен с выходом генератора заполн ющих импульсов, введен блок перестройки частоты, вхЬд которого соединен с выходом симметричного триггера, а выход - с управл ющим входом генератора заполн ющих импульсов , выходом соединенного со счетным входом счетчика импульсов.

На фиг. 1 показана функциональна схема описываемого уровнемера; на фиг. 2 - эпюры напр жений на выходе функциональных блоков. .

Цифровой акустический уровнемер содержит измерительный электроакустический канал 1 и эталонный электроакустический канал 2. Измерительный канал состоит из излучател 3, приемника 4, установленных над границей раздела сред 5 и элемента обратной св зи 6, эталонный канал - из излучател 7, приемника 8, элемента обратной св зи 9 и отражател 10, установленного на фиксн- рованном рассто нии от излучател 7 н приемника 8. Элемент обратной св зи 6 (9) в каждом канале включен между при емником 4(8) и излучателем 3(7) в обеспечивает авт и1иркул ционный рюжвм работы канала..

Последовательно с измерительным каналом 1 включен делитель частоты: 11 импульсов, а выход эталонного канала 2 соединен с входом симметричного триггера 12, к выходу которого подключены последовательно соединенные блок 13 перестройки частоты, генератор 14 заполн ющих импульсов и пе)эесчетна схема 15, выходом соединенна со вторым входом симметричного триггер 12. Упр авл ющий и счетный входы цифрового счетчика 16 соединены соответственно с выходами делител частоты 11 и генератора 14.

Claims

Работает устройство следующим образом . При включении питани в элементах обратной св зи измерительного и эталонного каналов вырабатываютс импульсы) поступающие на излучатели, которые преобразуют их в акустические колебани среды. Акустические волны, достигнув поверхности раздела среа и отражател ,. отражаютс . Стриженные волны, пройд вторично среду, достигают приемников, где преобразуютс в электрический сигнал . Элементы обратной св зи преобрмзуют прин тый сигнал в импульсы, кото рые вновь подаютс на излучатели. В из мерительном и эталонном Каналах устанавливаетс автоциркул ционный режим. Период повторени имп5льсов измери тельного канала равен удвоенному време ни распространени ультразвука от излу чател (приемника) до границы раздела сред, а эталонного канала - удвоенному времени распространени ультразвука от излучател (приемника) до отражател . Период повторени импульсов измерительного канала пропорцисжапен измер е мому уровню И обратно пропорцисшален скорости распространени ультразвука в среде, а эталонного канала - обратно пропорционален скорости ультразвука. Отношение периодов следовнв импуль сов измерительного и эталонного вана- лов пропорционально измер емому ню. Импульсы с измерительного электроакустического канала через делитель час тоты импульсов поступают на управл ющ вход счетчика импульсов, поаготавлива последний к счету заполн ющих импульсо Импульсы с эталонного канала поступают на первый вход симметричного триггера, на вход которого поступают импульсы с выхода пересчетной схемы. Частота этих импульсов определ етс коэффициентом пересчета пересчетной схемы и частоте генератора заполн ющих импульсов. Импульсы с эталстшого канала и пересчетной схемы поочередно опрокидывают симметричный триггер, пр этом на его выходе по вл ютс пр моугольные импульсы, поступающие на вход блока перестройки частоты. Блок пере- стройки частоты измен ет частоту генератора таким образом, чтобы поддерживать «а BbiTtoae триггера симметричные пр моугольные импульсы. При этом частота следовани импульсов с пересчет- ной схемы будет равна, а частота генератора заполн ющих импульсов пропорциональна частоте импульсов эталонного канала. Коэффициент пропорциональности равен коэффициенту пересчетной схемы. Импульсы с вых&да генератора поступают на счетный вход счетчика импульсов, который регистрирует количество импуль- сов, прсйцедшйх за период Ьлейованй управл ющих импульсов с делите;г . Перестройка частоты генератора заполн ющих импульсов позвол ет ликвидировать составп ющую ошибки измерени уровн , обусловленную изменением скорости распространени ультразвука в известном устройстве с посто нной частотой генератора заполн ющих импульсов. При заданной точности измерени в предлагаемом устройстве увеличением коэффициента пересчетной схемы и уменьшением коэффициента делени делител можно увеличить быстродействие устройства независимо от диапазона изменени скорости ультразвука. Формула изобретени Цифровой акустический уровнемер, содержащий автоциркул цисшные измерительный и эталонныйэлектроакустические каналы, выход первого из которых делитель частоты подключен к управл ющему входу счетчика импульсов, а ьыход второго - к одному входу симметришюго триггера, другой вход которого через пересчетную схему соединен с выходом генератора заполн ющих импульсов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений и быстродействи , в него введен блок перестройки частоты, вход которого подключен к выходу симметричного триггера, а выходк управл ющему входу генератора заполн ющих импульсов, выходом соединенного со счетным входом счетчика импульсов . Источники информации, прин тые во нимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 498496, кл. G О1 Г 2.3/28, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР 322640, кл. Q 01 Р 23/28, 197О.
3.Авторское свидетельйтво СССР 322639, кл. G О1 F 23/28, 1966 (прототип).

-, . ,/ . . - %

.,.,« .ii,.;;--- Aiif;«