SU756214A1 - Ультразвуковой сигнализатор уровня ' агрессивных жидкостей 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к преобразователям, служащим для сигнализации уровня жидкостей, в том 5 числе агрессивных.

Известны ультразвуковые сигнализаторы уровня жидкостей, содержащие излучающий и приемный преобразователи и схему сигнализации, в которых 10 уровень жидкостей определяется по изменению скорости ультразвука в измеряемой среде [Г] .

Данные устройства имеют сравнительно низкую точность и сложную вторичную аппаратуру, анализирующую разность хода импульсов.

Известен также ультразвуковой способ измерения уровня жидкости, реализуемый устройством, содержащим один акустический преобразователь, прикрепленный к стенке контейнера с жидкостью и подключенный к генератору электрических колебаний £23. Полное сопротивление преобразователя является функцией уровня жидкости. По изменению сопротивления судят об уровне жидкости в контейнере. Изменение полного сопротивления обнаруживается с помощью де2

тектирования среднеквадратичной величины напряжения на выходе прэогразователя.

В этом устройстве акустический преобразователь излучает ультразвуковые колебания в жидкость через стенку контейнера, которая поглощает значительную часть энергии колебаний. Следовательно, устройство имеет низкую чувствительность и соответственно низкую точность. Данное устройство применимо только для контейнеров, имеющих сравнительно тонкие стенки. На практике же для жидкостей под давлением контейнеры имеют толстые стенки. Кроме того, устройство имеет сложную измерительную схему и сложный процесс обслуживания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является ультразвуковой сигнализатор уровня 25 агрессивных жидкостей, содержащий герметичный корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана, автогенератор, схему сигнализации и акустический преобразователь, выполнен30 ный в виде пьезоэлектрического

3

756214

4

трансформатора, включенного в схему автогенератора и сочлененного с внутренней поверхностью дна тонкостенного стакана, выполненного из материала с акустическими свойствами, близкими к акустическим свойст- , вам пьезоэлектрического трансформатора и стойкого к действию агрессивных жидкостей, причем стакан укреплен

внутри стальной трубы, которая установлена в трубовидной проходке, вмонтированной в верхней части корпуса контейнера с жидкостью [3}.

Пьезоэлектрический трансформатор является частотозадающим элементом автогенератора и колеблется вместе с дном стакана на резонансной часто- ⁵ те. Касание жидкости к дну стакана, расположенного в конвейере на контролируемом уровне, приводит к уменьшению добротности пьезотрансформатора и срыву колебаний автогенератора, 20 сигнал с которого поступает в исполнительную схему сигнализации.

Недостатком известного сигнализатора является ограниченность его функциональнйх возможностей, так как ста- 25 кан должен быть выполнен из материала с акустическими свойствами, близкими к свойствам пьезопреобр&зователя, например из стекла. Однако на практике оптимальными материалами для дна дд стакана являются легированные стали и подобные им материалы, акустические свойства которых значительно отличаются от акустических свойств пьезокерамики. 35

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сигнализатора за счет обеспечения' его работоспособности с корпусом, изготовленным из легированной стали.

Цель достигается тем, что пред- 40 лагаемый сигнализатор снабжен изолирующим контуром, выполненным в виде цилиндрического кольца четвертьволновой высоты, установленного внутри цилиндрического стакана соосно 45

с ним и жестко прикрепленного одним из торцов к дну стакана' по одной из его узловых окружностей, и концентратором, выполненным в виде цилиндра полуволновой высоты, жестко при- 5д крепленного одним из торцов к дну стакана по его оси, при этом пьезо- . преобразователь прикреплен ко второму торцу концентратора.

На чертеже приведена конструктивная„ схе^а предлагаемого сигнализатора.

Сигнализатор содержит корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана. 1, к дну которого прикреплены изолирующий контур, выполненный в виде цилиндрического кольца 2, и кон- 60 центратор 3 в виде цилиндра. С торцом цилиндра 3 сочленен пьеэопреобразователь 4, электроды которого подключены К автогенератору 5, соединенному со схемой 6 сигнализации.

Сигнализатор работает следующим образом.

Пьезопреобразователь 4 является частотозадающим элементом автогенератора 5 и колеблется на резонансной частоте, возбуждая колебания в полуволновом по 'высоте цилиндрическом концентраторе 3. Цилиндрическое кольцо 2 создает в дне стакана 1 изолирующий контур, совпадающий с замкнутой узловой линией первого порядка. Таким образом, колебания не распространяются вне контура, и выделенный участок становится акустически выделенным и прозрачным.

Касание контролируемой жидкости к дну стакана 1 приводит к резкому увеличению акустических потерь, уменьшению добротности пьезопреобразователя 4 и срыву колебаний автогенератора 5, сигнал с которого передается в схему 6 сигнализации.

Предложенная конструкция сигнализатора позволяет изготовить стакан сигнализатора из легированной стали с толстыми стенками, следовательно сигнализатор может применяться для контроля любых агрессивных жидкостей, сохраняя при этом высокую чувствительность.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Ультразвуковой сигнализатор уровня агрессивных жидкостей, содержащий герметичный корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана, пьезопреобразователь, автогенератор и схему сигнализации, причем вход автогенератора подключен к пьезопреобразователю, а выход - к схеме сигнализации, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен изолирующим контуром, выполненным в виде цилиндрического кольца четвертьволновой высоты, установленного внутри цилиндрического стакана соосно с ним и жестко прикрепленного одним из торцов к дну стакана по одной из его узловых окружностей, и концентратором, выполненным в виде цилиндра полуволновой высоты, жестко прикрепленного одним из торцов к дну стакана по его оси, при этом ко второму торцу концентратора прикреплен пЪезопреобразователь.