SU769346A1 - Устройство дл контрол уровн жидких сред в резервуарах - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к средствам автоматизации горнообогатитсльных производств .

Известно устройство дл  контрол  уровн  жидких сред в резервуарах, в которых используютс  пр мые акустические преобразователи , установленные соосно друг другу но разным сторонам резервуара .2. Такие устройства имеют разную зависимость контрол  уровн  от затухани  колебаипй в жидкой среде. При контроле флотореагеитов , в которых имеетс  значительное количество растворенного и иерастворениого воздуха, возникают неконтролируемые изменени  затухаии , что приводит к понижению точности и иадежиости контрол .

Паиболее близким техннческим решением  вл етс  устройство, содержащее установленные на стенке резервуара два наклонных пьезоиреобразовател  волн ЛЭМба с звуководами, к одному из которых иодключен генератор, еоедин емый с усилителем мощности, а к другому - усилитель и измерительный блок 2. Благодар  использованию нормальной волны, распростран юн ,ейс  в зоие контрол  по стенкам резервуара , обеспечиваетс  исключение вли ии  флотореагентов на чувствительные элементы иреобразователей и, как следствие , повышаетс  надежность контрол 

уровн  жидкости. Однако эта надежность существенно ухудшаетс  в случае флотореагентов , воздействуюн,нх на материал резервуара с уменьшением толщины стенки. В результате уменьшаетс  интенсивность возбуждаемой в стенке волны, что приводнт к доиолннтельным погрешност м. При значительном нзменении толщины может иметь место выход устройства из стро .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и иадежиости.

Это достигаетс  тем, что звуководы выполнены на двух сопр гаемых по цнлиндричеекой поверхности частей, симметричных относительно оси ньезопреобразовател , пз материалов, различиых ио екоростн ультразвука .

Кроме того, радиус R цилиндрической поверхности соир жени  частей призмы и длина Л иьезопреобразовател  устаиовлеиы в еледующем соотнощении.

j 2C3tga

Со -Ci

/ С, -f Со Со - С.1

где Ci, С2 - предельные значени  скорости распространени  волн Лэмба в стенке резервуара дл  предельно допустимого заданного 30диапазона изменени  толщины

стенки на частоте пьезопреобразовател ;

о, Сз - скорости распространени  акустических колебаний, соответственно , в преломл ющей и контактирующей с пьезопреобразователем част х призмы;

2Со

а arc sin

GI + CI

- угол наклона пьезопреооразовател .

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит устаиавливаемые на стенке резервуара 1 с контролируемой жидкостью 2 два наклонных акустических преобразовател  3 и 4, состо щие каждый из корпуса 5, размещенной в нем преломл ющей призмы 6 и установленного на тори,ах призм пьезопреобразовател  7, задающий генератор 8, соединенный с пим усилитель мощности 9, подключенный к одному из иьезопреобразователей 7, а с другим пьезопреобразователем сосдииеи усилитель 10 и подключенный к его выходу измсрительиорегистрирующий блок 11. В устройстве кажда  из призм 6 выполнена составной из двух частей 12 и 13, изготовленных из материалов , различающихс  по скорости распространени  акустических колебаииГ, и сопр гаемых с обеспечением акустического контакта между собой по цилиндрической поверхности 14, симметричной относительно оси пьезопреобразовател , образуюп;ие которой параллельны иреломл ющей поверхности 15 призмы.

Пьезонреобразователь 7, соединенный с усилителем мощности 9, возбуждаетс  электрическим напр жением, вырабатываемым генератором 8, и излучает акустические колебаии  частоты / в часть 13 иризмы, которые распростран ютс  в ней со скоростью Сз. На цилиндрической поверхности 14 раздела частей призмы колебаии  преломл ютс  и, распростран  сь в впде расход щихс  лучей во второй части 12 иризмы, ввод тс  в стенку резервуара иод различными углами.

Диапазон этих углов установлен таким, чтобы ири любом заданном изменении толщины стеики «6 соблюдались услови  возбуждени  выбранной моды нормальной акустической волны, распростран ющейс  по стенке. При этом, например, если скорость нормальной волны имеет иропорциональную зависимость от частотного фактора , то номииальному (начальному) значению толщины &2 соответствуют минимальные углы ввода колебани , а минимальной толщине 6 - максимальные углы.

Акустические колебаии  после прохождени  фиксированного участка по стенке резервуара поступают в преломл ющую часть 12 второй призмы под углом, завис щим от толщины стенки, испытывают дополнительную рефракцию на цилиндрической поверхности в этой призме и под пр мым углом поступают на поверхность пьезопреобразовател . Последний преобразует их в электрический сигнал, несущий информацию о контролируемом уровне, который через усилитель 10 подаетс  в блок 11.

Когда устройство выполн ет функции сигнализации уровн , преобразователи 3 и 4 устанавливаютс  на стенке горизонтали, а при непрерывном контроле один из преобразователей устанавливают в верхней части , а другой - в нижней части резервуара . В первом случае блок И снабжен реле (на чертеже не показан) сигнализации уровн , а во втором - аналоговым, либо цифровым регистратором амплитуды прин того сигнала.

Дл  того, чтобы диапазон углов расхождени  излученных колебаний в части 12 преломл ющей призмы перекрывал диапазон 02 - bi предельно допустимых изменеиий по толщине стеики резервуара, радиус R цилиндрической поверхпости 14 сопр жени  частей призмы 12 и 13 и длина А пьезопреобразовател  7 установлены в следующем соотношении

А . 2C3tga

Сг-С,

С а - Сз Ао I -, 2

Claims (2)

1.Устройство дл  контрол  уровн  жидких сред в резервуарах, содержащее устаповлеииые на стенке резервуара два наклонных пьезопреобразовател  волн Лэмба со звукоироводами, к одному из которых подключен генератор, соединенный с усилителем мощности, а к другому - усилитель и

измерительный блок, отличающийс  тем, что, с целью иовышени  точиости и надежности контрол , звукопроводы выполнены из двух сопр гаемых по цилиндрической иоверхности частей, симметричных отиосительио оси пьезопреобразовател , из материалов , различных по скорости ультразвука.

2.Устройство по и. 1, отличающеес   тем, что радиус R цилиндрической поверхности сопр жени  частей звукоировода

и длина А пьезопреобразовател  установлены в следующем соотношении

А -.2C3tgg

Са - Cj К Ci+C2

С„-Сз

е С, С2 - иредельные значени  скорости распространени  волн Лэмба в стенке резервуара дл  иредельно допустимого диапазона изменени  толщии стенки на частоте пьезопреобразовател ;

а-arc sin Ci -| с2

- угол наклона пьезопреобразовател ;

скорости распространени  акустических колебаний, соответственно , в преломл ющей и контактирующей с пьезопреобразователем част х призмы.

Источники информацнн, прин тые во внимание прп экспертизе

1.«Ультрасоникс, т. 4, 1966, апрель, с. 96.

2.Авторское свидетельство СССР № 343155, кл. G 01F 23/28, 16.04.70.

7//7/7//9