SU777457A1 - Ультразвуковой уровнемер - Google Patents

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть нспользовано дл  измерени  уровн  жидкости в различных област х промышленности.

Известны ультразвуковые уровнемеры, содержащие ультразвуковой датчик с вибраторами двустороннего излучени , тактовый генератор, источники возбуждающих импульсов с цеп ми запуска, формирователи сигналов, схему обработки сигналов, выполненную в внде логической схемы, и вторичный прибор 1. Эти устройства имеют сложную схему и обладают невысокой функциональной надежностью.

Из известных ультразвуковых уровнемеров наиболее близким по технической сущности  вл етс  ультразвуковой уровнемер, содержащий нриемно-излучающий узел, подключенный к генератору зондирующих импульсов и усилителю, триггер, генератор пилообразного напр жени , пороговый элемент , ключ, двухвходовый элемент совпадени , подключенный одним из входов к выходу усилител , и трехвходовый элемент совпадени  2.

Погрещностью уровнемера  вл етс  недостаточно высока  точность измерени  уровн  при затухании отраженных импульсов в одном или нескольких измерени  в объектах с высоким уровнем помех .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Это достигаетс  тем, что в ультразвуковой уровнемер введены динамическое запоминающее устройство, формирователь импульсов и сумматор, при этом выход триггера через генератор пилообразного напр 10 жени  соединен с первыми входами ключа и сумматора, выход ключа через динамическое запоминающее устройство соединен с вторым входом указанного сумматора, выход которого через пороговый элемент

15 соединен с входом формировател  импульсов , а первый и второй выходы формировател  импульсов соединены с первыми входами обоих элементов совпадени , причем выход двухвходового

20 элемента совпадени  соединен с вторым входом трехвходового элемента совпадени , третий вход которого подключен к выходу триггера, второй вход последнего соединен с управл ющим входом ключа и выходом

25 трехвходового элемента совпадени .

На чертеже изображена структурна  схема ультразвукового уровнемера.

Ультразвуковой уровнемер содержит прнемно-излучающий узел /, подключенный

30 к генератору 2 зондирующих импульсов и

усилителю 3, триггер 4, генератор 5 пилообразного напр жени , сумматор 6, пороговый элемент 7.

В устройство введены также динамнческое запоминающее устройство 8, формирователь 9 импульсов, ключ 10, двухвходовый и трехвходовый элементы совпадени  // и 12. Выход триггера 4 через генератор 5 пилообразного напр жени  соединен с первыми входами ключа 10 и сумматора 6, выход ключа 10 через динамическое запоминающее устройство 8 соединен с вторым входом сумматора 6, выход которого через пороговый элемент 7 соединен с входом формировател  9 импульсов. Первый и второй выходы формировател  импульсов 9 соединены с первыми входами обоих элементов совпадени . Второй вход элемента совпадени  // соединен с выходом усилител  3, а выход - с втюрым входом элемента совпадени  2, третий вход которого подключен к выходу триггера 4, второй вход последнего соединен с управл ющим входом ключа 10 и выходом элемента совпадени  12.

Приемо-излучающий узел расположен на резервуаре 13 с :контролируемой средой 14.

Работает предложенный уровнемер следующим образом. Генератор 2 вырабатывает зондирующие импульсы с посто нной частотой повторени , поступающие на приемо-излучающий узел /, формирующий и направл ющий ультразвуковые колебани  к границе раздела сред газ - контролируема  среда 14. Преобразуемые в электрические отраженные импульсы поступают на вход усилител  3, -где происходит их усиление и формирование.

В момент излучени  зондирующего импульса , импульсом с второго выхода генератора 2 производитс  опрокидывание триггера 4 вызывающее отпирание трехвходов .ого элемента совпадени  12 и формирование генератором 5 пилообразного напр жени , которое поступает на первые входы ключа 10 и сумматора 6. Сумматор 6 формирует на выходе спадающее пилообразное напр жение относительно выходного напр жени , поступающего на его второй вход с динамического запоминающего устройства 8. При достижении спадающим пилообразным напр жением порогового значени  пороговый элемент 7 опрокидываетс  и импульс , формируемый на его выходе, поступает на вход формировател  9 импульсов, который в свою очередь вырабатывает ДБЙ импульса - строб-импульс, определ ющпГ врем  прохождени  отраженных импульсов на вторые входы триггера 4 и ключа 10 на первом выходе, и на втором выходе импульс , формируемый по заднему фронту строб-импульса, имитирующий отраженный ИМПУЛЬС, котопый поступает на пепкый

вход трехвходового элемента совпаден;-г 12.

При совпадении во времени строб-импульса с отраженным импульсом последний

проход т через трехвходовый элемент 12 на вторьш входы ключа 10 и триггера 4, открывает ключ 10, производ  тем самым запись в динамическое запоминающее устройство 8 те;кущего значени  пилообразного

напр жени , и опрокидывает триггер 4, запирающий трехвходовый элемент совпадени  12, преп тству  прохюждению через него имиульса, поступающего с второго выхода формировател  9, а также импульсов

помех, и прекращающий процесс формировани  пилообразного напр жени , производ  сброс его значени  до нул .

Как при затххании отра  енного импульса , так и увеличении уровн  контролируемой среды нмпульс с выхода двухвходовогр элемента совпадени  // отсутствует и импульс с второго выхода формировател  9 импульсов проходит через элемент совпадени  12 и поступает на вторые входы ключа 10 и триггера 4, производ , аналогично отраженному импульсу, запись в динамическое запоминающее устройство 8 текущего значени  пилообразного напр жени  и опрокидывание триггера.

Временные соотнощени  формировани  строб-импульса относительно момента прихода отраженного импульса выбираютс  в схеме уровнемера с таким расчетом, чтобы отраженный импульс совпадал со строб-импульсом в области заднего фронта последнего . Поэтому затухание отраженного импульса в одном или нескольких тактах измерени  практически не сказываетс  на точности измерени , так как прирост выходного сигнала, сннмаемого с выхода динамического запоминающего устройства 8, определ етс  временем задержки отраженного импульса относительно имитационного , которое может быть задано, исход  из

класса точности уровнемера. Причем при восстановлении отраженного импульса значение выходного сигнала принимает прежнее значение.

Использование изобретени  позвол ет

повысить точность измерени  уровнемера за счет исключени  вли ни  помех при затухании отраженного импульса в объектах с высоким уровнем помех, а также обеспечить поиск и слежение за отраженным

импульсом.

Фор.мула изобретени 

Ультразвуковой уровнемер, содержащий приемо-излучающий узел, подключенный к генератору зондирующих импульсов и усилителю , триггер, генератор пилообразного напр жени , пороговый элемент, ключ, двухвходовый элемент совпадени , подключенный отним и  входов к выходу усилител , и трехвходовый элемент совпадени , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены динамическое запоминающее устройство, формирователь импульсов и сумматор, при этом выход триггера через генератор пилообразного напр жени  соединен с первыми входами «люча и сумматора, выход ключа через динамическое запоминающее устройство соединен с вторым входом указанного сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с входом формировател  импульсов, а первый и втюрой выходы формировател  импульсов соединены с первыми входами обоих элементов совпадени .

причем выход двухвходового элемента совпадени  соединен с вторым входом трехвходового элемента совпадени , третий вход которого подключен к выходу триггера, второй вход последнего соединен с управл ющим входом ключа и выходом трехвходового элемента совпадени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 657263, :кл. G 01 F 23/28, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2673984/10, кл. G 01 F 23/28,

12.10.78.

V/J

Claims (1)

1. Фор .мула изобретения

   Ультразвуковой уровнемер, содержащий приемо-излучающий узел, подключенный к генератору зондирующих импульсов и усилителю, триггер, генератор пилообразного напряжения, пороговый элемент, ключ, двухвходовый элемент совпадения, подключенный отним из входов к выходу усилите777457 ля, и трехвходовый элемент совпадения, о тл ичающи йся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены динамическое запоминающее устройство, формирователь импульсов и сумматор, при этом выход триггера через генератор пилообразного напряжения соединен с первыми входами ключа и сумматора, выход ключа через динамическое запоминающее устройство соединен с вторым входом указанного сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с входом формирователя импульсов, а первый и второй выходы формирователя импульсов соединены с первыми входами обоих элементов совпадения, причем выход двухвходового элемента совпадения соединен с вторым входом трехвходового элемента совпадения, третий вход которого подключен к выходу триггера, вто5 рой вход последнего соединен с управляющим входом ключа и выходом трехвходового элемента совпадения.