SU947837A1 - Способ формировани сигнала управлени дозированием жидкостей - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике контроля технологических параметров сред в промышленных производствах и может найти применение в металлургической, химической и других отраслях промышленности. ⁵

Известен способ, согласно которому посредством погружного преобразователя внутри резервуара вводят в среду, окружающую преобразователь, ультразвуковые колебания, принимают и преобразуют их после прохождения через эту среду другим преобразователем и при превышении напряжения на этом преобразователе заданного порога ₁₅ вырабатывают сигнал наличия жидкости на заданной точке для управления дозированием жидкости [ij.

Недостатком такого технического решения задачи контроля границы раз- м дела сред является контакт преобразователей с контролируемыми средствами, что вызывает химическое либо абразивное воздействие последних на преоб2 разователи, значительно сокращая срок эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования сигнала управления дозированием жидкостей, заключающийся в периодическом формировании ультразвуковых колебаний по нормали к стенке мерного резервуара в зонах, разнесенных по вертикали на расстояние, определяемое величиной дозы жидкости,' преобразовании отраженных колебаний а электрические импульсы ультразвуковой частоты, сравнении их по амплитуде с опорным электрическим напряжением и формировании сигнала управления£?] .

Этот способ исключает химическое и абразивное воздействие контролируемых сред на источник и приемник импульсов ультразвуковых колебаний. Однако он обладает недостаточной надежностью контроля вследствие значительных изменений амплитуды ультразвуковых колебаний, проходящих через жидкость,

9А7837 вызываемых непостоянством затухания. Последнее наиболее часто имеет место в жидких средах, имеющих пузырьки воздуха или твердые частицы во взвешенном состоянии.

Цель^изобретения - повышение точности формирования сигнала управления.

’ Указанная цель достигается тем, что при преобразовании отраженных колебаний выделяют последователь- г ность импульсов, отраженных внутри стенки мерного резервуара, ближайшей к источнику излучения, и определяют среднее значение амплидуты импульсов данной последовательности за период ; .’формирования ультразвуковых колебаний .

На фиг. 1 приведена в качестве * примера блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2- импульсные диаграммы, поясняющие работу устройства.

На мерном резервуаре 1, снабженном электрическими клапанами 2 и 3, установленными на входном трубопроводе 4 источника 5 дозируемой падкости, и на выходном трубопроводе 6, идущем к реактору 7 соответствующего процесса, установлены датчики 8(нижней) и 9. (верхней) границ объемной дозы жидкости, которые соединены с блоком 10 управления клапанами 2 и 3 .

При закрытом клапане 3 жидкость поступает через трубопровод 4 в резервуар 1 до тех пор, пока она не под- ³ нимется до точки установки датчика 9. Последний вырабатывает сигнал появления жидкости, который воздействует на блок '10, запирающий клапан 2 и открывающий клапан 3.

Подача полученной дозы в реактор 7 из мерного резервуара 1 ведется до тех пор, пока уровень жидкости дойдет до точки установки датчика 8, который при этом выдает сигнал ис- ⁴’ чезновения жидкости. Этот сигнал поступает в блок 10, который перекрывает клапаном 3 выходной трубопровод 6 и открывает входной трубопровод 4 клапаном 2. После этого процесс ⁵¹ дозирования циклически повторяется.

Формирование сигнала управления дозированием датчиками 8 и 9 состоит в следующем.

С помощью преобразователя 11 в стенку ⁵⁵ 12 контролируемого резервуара с жидкостью 13 нормально к ее поверхности вводят импульс ультразвуковых колеба ний, принимают его отражение от внутренней поверхности стенки 12 и преобразуют его в электрический импульсный сигнал. При этом отделяют от возбуждающего импульса преобразователя 11 реверберационный импульс ультразвуковых колебаний в стенке 12, обусловленный совокупностью многократных отражений ультразвукового импульса между внешней и внутренней поверхностями стенки, и выделяют огибающую электрического сигнала,преобразован_ного из принятой совокупности отраженных ультразвуковых колебаний в стенке 1 2 .

Эта огибающая имеет вид 14 (фип.2а) при наличии жидкости и вид 15 при ее отсутствии в зоне ввбда импульса ультразвуковых колебаний Полученную огибающую интегрируют за период Т ввода импульсов в стенку 12 и получают электрическое напряжение из огибающей 14 (при наличии жидкости ) и напряжение 1>2 ^{в с}лу~ 25 чае огибающей 15 (при отсутствии жидкости).

Величина напряжения, полученного в результате интегрирования, несет информацию, таким образом, о виде среды (воздух или жидкость) в зоне ввода импульса ультразвуковых колебаний. Это напряжение сравнивают с опорным напряжением Е_о и из разностной величины Е.0 - И (0 равно или U.2 в зависимости от положения поверхности жидкости 13 в мерном резервуаре 1 .формируют сигнал управ- Г ления дозированием. При положительной разности формируется сигнал наличия, а при отрицательной - сигнал отсутствия жидкости, которые затем используют для управления дозированием.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить надежность и экономичность дозирующих устройств.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к технике контрол  технологических параметров сред в промышленных производствах и может найти применение в металлургической , химической и других отрасл х промышленности. Известен способ, согласно котором посредством погружного преобразовате л  внутри резервуара ввод т в среду, окружающую преобразователь, ультразву ковые колебани , принимают и преобразуют их после прохождени  через эту среду другим преобразователем и при превышении напр жени  на этом преобразователе заданного порога вырабатывают сигнал наличи  жидкости на заданной точке дл  управлени  доз рованием жидкости l. Недостатком такого технического решени  задачи контрол  границы раздела сред  вл етс  контакт преобразо вателей с контролируемыми средствами что вызывает химическое либо абразивное воздействие последних на преобразователи , значительно сокраща  срок эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ формировани  сигнала управлени  дозированием жидкостей, заключающийс  в периодическом формировании ультразвуковых колебаний по нормали к стенке мерного резервуара в зонах, разнесенных по вертикали на расЬто ние, ог1редел емое величиной дозы жидкости, преоЬразовании отраженных колебаний а электрические импульсы ультразвуковой частоты, сравнении их по амплитуде с опорным электрическим напр жением и формировании сигнала управлени  Этот способ исключает химическое и абразивное воздействие контролируемых сред на источник и приемник импульсов ультразвуковых колебаний. Однако он обладает недостаточной надежностью контрол  вследствие значительных изменений амплитуды ультразвуковых колебаний , проход щих через жидкость, вызываемых непосто нством затухани  Последнее наиболее часто имеет место в жидких средах, имеющих пузырьки во духа или твердые частицы во азвешенхом состо нии. Цель изобретени  - повышение точности формировани  сигнала управлени Указанна  цель достигаетс  тем, что при преобразовании отраженных колебаний выдел ют последовательность импульсов, отраженных внутри стенки мерного резервуара, ближайшей к источнику излучени , и определ ют среднее значение амплидуты импульсов данной последовательности за период .формировани  ультразвуковых колебаний . На фиг. 1 приведена в качестве примера блок-схема устройства дл  реализации предлагаемого способа; на фиг. 2- импульсные диаграммы, по сн ющие работу устройства. На мерном резервуаре 1, снабженном электрическими клапанами 2 и установленными на входном трубопроводе t источника 5 дозируемой иЛ1Дкости , и на выходном трубопроводе 6, идущем к реактору 7 соответствующего процесса, установлены датчики 8(нижней) и 9, (верхней) границ объемной дозы жидкости, которые соединены с блоком 10 управлени  клапанами 2 и 3 . При закрытом клапане 3 жидкость поступает через трубопровод в резе вуар 1 до тех пор, пока она не подниметс  до точки установки датчика 9. Последний вырабатывает сигнал по влени  жидкости, который воздейст вует на блок 10, запирающий клапан 2 и открывающий клапан 3. Подача полученной дозы в реактор 7 из мерного резервуара 1 ведетс  до тех пор, пока уровень жидкости дойдет до точки установки датчика 8, который при этом выдает сигнал исчезновени  жидкости. Этот сигнал поступает в блок 10, который пере . крывает клапаном 3 выходной трубопро|вод6 и открывает входной трубопровод клапаном 2. После этого процесс дозировани  циклически повтор етс . Формирование сигнала управлени  дозированием датчиками 8 и 9 состоит в следующем. С помощью преобразовател  11 в стенк 12 контролируемого резервуара с жидкостью 13 нормально к ее поверхности ввод т импульс ультразвуковых колеба НИИ, принимают его отражение от внутренней поверхности стенки 12 и преобразуют его в электрический импульсный сигнал. При этом отдел ют от возбуждающего импульса преобразовател  11 реверберационный импульс ультразвуковых колебаний в стенке 12, обуслов ,ленный совокупностью многократных отражений ультразв кового импульса между внешней и внутренней поверхност ми стенки, и выдел ют огибающую электрического сигнала,преобразован нрго из прин той совокупности отраженных ультразвуковых колебаний в стенке 12. Эта огибающа  имеет вид И (г.2а) при наличии жидкости и вид 15 при ее отсутствии в зоне ввЬда импульса ультразвуковых колебаний Полученную огибающую интегрируют за период Т ввода импульсов в стенку 12 и получают электрическое напр ж ние Of из огибающей Н (при наличии жидкости ) и напр жениеJ2 случае огибающей 15 (при otcyтcтвии жидкости). Величина напр жени , полученного в результате интегрировани , несет информацию, таким образом, о виде среды (воздух или жидкость) в зоне ввода импульса ультразвуковых колебаний . Это напр жение сравнивают с опорным напр жением Е и из разностной величины Е, - U (tJ равно U или U2 в зависимости от положени  поверхности жидкости 13 в мерном резервуаре 1 .формируют сигнал управ- Г лени  дозированием. При положительной разности формируетс  сигнал наличи , а при отрицательной - сигнал отсутстви  жидкости, которые затем используют дл  управлени  дозированием . Применение предлагаемого способа позвол ет повысить надежность и экономичность дозирующих устройств. Формула изобретени  Способ формировани  сигнала управлени  дозированием жидкостей, заключающийс  в периодическом формировании ультразвуковых колебаний по нормали k стенке мерного резервуара в зонах, разнесенных по вертикали на рассто -ние , определ емое величиной дозы жидкости , преобразовании отраженных колебаний в электрические импульсы ультразвуковой частоты, сравнении их по амплитуде с опорным электрическим напр жением .и формировании сигнала управлени , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности формировани  сигнала управлени  при преобразовании отраженных колебаний выдел ют последовательность импупьсов, отраженных внутри стенки мерного резервуара, ближайшей к источнику излучени , и определ ют сред9 7« нее значение амплитуды импульсов данной последовательности за период формировани  ультразвуковых колебаний Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N , кл. , опублик. 1965.
2. 2.Патент францЙ1+ Р I47t171, кл. G 01 F 11/00, опублик. 1967 (прототип ).