SU907398A2 - Ультразвуковой уровнемер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерени1и уровней жидкости и может быть использовано в коксохимической, нефт ной, химической и других отрасл х промышленности .

По основному авт.св. № 558169 известен ультразвуковой уровнемер, содержащий акустический датчик, генератор ударного возбуждени , контрольное устройство, состо щее из дополнительного приемного устройства , схемы совпадени , мультивибратора , рабочего приемного устройства, балансного модул тора, интегратора, сумматора и регистратора 1.

Недостатком известного уровнемера  вл етс  узкий диапазон измерени , св занный с сильным поглощением ультразвука некоторым типом жидкостей .

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что генератор ударного возбуждени  выполнен в виде последовательно соединенных регул тора длительности , формировател  импульсов, смесител  и усилител  мощности, а также синхронизатора, подключенного к второму входу формировател  импульсов , генератора наполнени , вход которого через частотно-импульсный модул тор подключен к второму выходу формировател  импульсов, а выход 10 к второму входу смесител .

На чертеже изображена блок-схема прибора.

Ультразвуковой уровнемер состоит из акустического датчика 1, вклю15 чающего рабочий 2 и контрольный 3 излучатели-приемники, закрепленные в одном корпусе и жестко закрепленной на нем призмы , генератора ударного возбуждени  5, включающего уси20 литель 6 мощности, смеситель. 7, генератор 8 наполнени , синхронизатор 9i формирователь 10 импульсов, часTotHO-импульсный модул тор 11 и регул тор 12 длительности формируемых импульсов, а также мультивибратора 13 схемы 14 совпадени , дополнительного приемного устройства 15 блансного модул тора 16, рабочего приемного устройства 17, интегра™ тора 18, сумматора 19 и регистратора 20.

Устройство работает следующим образом .

Акустический датчик 1 помещен в измер емую среду на фиксированном ,рассто нии ct от нижнего основани  резервуара или контрольного отражател . Генератор 5 ударного возбуждени  вырабатывает высокочастотные стабильные импульсы малой длительности (.100-200 мкс) , заполненные резонансной частотой излучател -приемника 2. Эти импульсы формируютс  синхронизатором Э, который вырабатывает пр моугольные импульсы из положительного или отрицательного полупериода, например, сетевой .частоты 50 Гц, или другой и запускает формирователь 10, который формирует импульс с заранее заданной амплитудой и крутизной фронта. Одновременно регул тор 12 длительности формируемых импульсов воздействует на формирователь, измен   при нгвстройке длительность его 4 мпульсов. Это улучшает согласование генератора с .нагрузкой-излучател мигприемниками 2,3, а также измен ет 0еличину нечувствительности (мертвой зоны) устройства. Импульс формировател  10 поступает на вход смесител  (например , элемента И) 7, на второй вход которого поступают импульсы генератора наполнени  8. В результате, на выходе смесител  7 получаем импульсы формировател , заполненные определенной частотой генератора 8 наполнени , которые усиливаютс  в усилителе мощности 6. Частота генератора наполнени  8 зависит от резонансных свойств рабочего излучател -приемника 2 (например, пьезокерамического излучател ).

При измерении уровней взрывоопасных , токсичных сред, например, сырого бензола, каменноугольной смолы излучатели-приемники, закрываютс  защитными оболочками.Максимальна  нагрузочна  способность излучателейприемников в этих услови х строго индивидуальна и находитс  в пр мой зависимости от частоты генератора

,Jdaпoлнeни , так как резонансна  частота излучател -приемника в соединении с дном корпуса зависит от способа его креплени , изол ции от дна корпуса и толщины корпуса. Поэтому при настройке устройства измен ют длительность формируемого импульса регул тором 12 и частоту генератора 8 наполнени  таким образом, что добиваютс  оптимального согласовани  излучател -приемника 2 с дном корпуса датчика. При этом отраженный сигнал на входе рабочего приемного устройства 17 имеет максимальное значение.

Импульсы усилител  мощности 6 возбуждают рабочий излучатель-приемник 2. Последний преобразует высокочастотные колебани  в механические колебани  среды, которые, отразившись от рабочей грани призмы k, распростран ютс  до границы раздела А-Б. Отразившись от границы раздела двух сред, ультразвуковые механические колебани  через рабочую грань призмы воспринимаютс  тем же излучателем-приемником 2, преобразуютс  в высокочастотные колебани , которые поступают на вход рабочего приемного устройства 17, где преобразуютс  с помощью генератора 5 ударного возбуждени  во временный интервал, пропорциональный измер емому рассто нию.

Одновременно генератор 5 зондирующих импульсов возбуждает контрольный излучатель-приемник 3 который работает аналогично рабочему излучателю-приемнику 2.

Рабочее приемное устройство 17 работает на резонасной частоте излучател -приемника 2. Поскольку рабочее приемное устройство 17 и генератор 8 наполнени  работают на одинаковой частоте, при высокой чувствительности рабочего приемного устройства 17, возможен прием последним непосредственно сигналов генератора 8 наполнени , вызыва  сложные срабатывани  рабочего приемного устройства 17. Дл  исключени  этого, в момент действи  зондирующего импульса, формирователь 10 импульсов запускает частотно-импульсный модул тор 11, который настраивает генератор 8 наполнени  на резонансную частоту узла излучатель-приемника 2 с дном корпуса датчика. В ждущем режиме, т.е., когда зондирующий импульс отсутствует и идет прием отраженного сигнала , генератор 8 наполнени  работает на частоте, отличной от резонансной частоты рабочего приемного устройства 17 и ложные.срабатывани  после него исключаютс . Эффективность запуска и отключени  генератора 8 наполнени  формирователем 10 импульсов низка из-за наличи  переходных процессов в гене раторе 8 наполнени  при его включении-выключении в услови х длительности зондирующего импульса пор дка 100-200 МКС. Излучатель-приемник 3 измер ет посто нное рассто ние до контрольного отражател  (дна резервуара) че рез вторую рабочую грань призмы . Высокочастотные импульсы с излучател -приемника 3 поступают в дополнительное приемное устройство 15 где преобразуютс  с помощью генератора 5 импульсов в временный интервал , пропорциональный фиксированному рассто нию до контрольного отражател . Импульсы временного интервала с приемного устройства 15 сравниваютс в схеме }k совпадени  с импульсами стабильной длительности мультивибратора 13, синхронизированного по времени с запуском усилител  мощности 6, причем длительность импульсов мультивибратора устанавливаетс  большей максимально возможного времени прихода отраженного сигнала контрольного измерител . По лученный сигнал рассогласовани  изза изменени  температуры, либо изме 6 нени  плотности или фракционного состава измер емой среды поступает совместно с сигналом рабочего приемного устройства 17 в балансный модул тор 16, где модулируетс  посто нной составл ющей рабочего приемного устройства Далее сигнал интегрируетс  в интеграторе 18 и складываетс  с некорректированным сигналом рабочего приемного устройства 17 в сумматоре 19 и регистрируетс  в регистраторе 20. Предложенное устройство позвол ет измер ть с большой точностью уровень сильнопоглощающих , сложных по молекул рному составу жидких сред и т.д. формула изобретени  Ультразвуковой уровнемер по авт. св. № 558169, отличающийс   тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, генератор ударного возбуждени  выполнен в виде ледовательно соединенных регул тора длительности, формировател  импульсов , смесител  и усилител  мощности, а также синхронизатора, подключенного к второму входу формировател  импульсов, генератора наполнени , вход которого через частотно-импульсный модул тор подключен к второму выходу формировател  импульсов, а выход - к второму входу смесител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 558169, кл. G 01 F 23/28, 1975.

Claims (1)

1. формула изобретения

   Ультразвуковой уровнемер по авт. св. № 558169, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, генератор ударного возбуждения выполнен в виде постледовательно соединенных регулятора длительности, формирователя импульсов, смесителя и усилителя мощности, а также синхронизатора, подключенного к второму входу формирователя импульсов, генератора наполнения, вход которого через частотно-импульсный модулятор подключен к второму выходу формирователя импульсов, а выход - к второму входу смесителя.