Дистанционный уровнемер

 

Изобретение относится к измерениям уровня жидких сред акустическими методами. Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности измерений. При включении питания блоком 15 управления вырабатывается импульс запуска, который запускает одновибратор 9, формирующий импульс максимальной длительности, по переднему фронту этого импульса срабатывает генератор 5 зондирующих импульсов и формируется зондирующий сигнал максимальной амплитуды, который излучается звукоизлучателем 4, отражается от поверхности воды, воспринимается звукоприемником 2, усиливается, сравнивается компаратором 19 с опорным сигналом и поступает на одновибратор 9. Разница между временем излучения и приема импульса автоциркуляции определяет уровень жидкости. Амплитуда зондирующих импульсов меняется по экспоненциальному закону в зависимости от уровня жидкости с помощью блока резисторов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 F 23/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1413433 (21) 4468196/24-10 (22) 29.06.88 (46) 07.10.90. Бюл. N; 37 (71) Проектно-конструкторский и технологический институт "Водавтоматика и метрология" (72) E.À. Эдель, И.Б, Хан, Ю.И. Абгаров и О,В. Маевский (53) 681.128.82 (088.8) (56) Патент Японии М 57-35409, ° кл. G 01 F 23/28, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1413433, кл. G 01 F 23/28, 1985.. Ж 1597583 А2 (54) ДИСТАНЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к измерениям уровня жидких сред акустическими методами. Цель изобретения — расширениедиапаэона и повышение точности измерений, При включении питания блоком 15 управления вырабатывается импульс запуска, который запускает одновибратор 9, формирующий импульс максимальной длительности, по переднему фронту этого импульса срабатывает генератор 5 зондирующих импульсов и формируется зондирующий сигнал максимальной амплитуды, который излучается звукоизлучателем 4, отражается от поверх1597583

20

40

45 ности воды, воспринимается звукоприемником 2, усиливается, сравнивается компаратором 19 с опорным сигналом и поступает на одновибратор 9. Разница между временем излучения и приема импульса автоцирИзобретение относится к измерениям акустическими методами, и может быть использовано при контроле и измерении уровня жидких сред и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1413433.

Цель изобретения — расширение диапазона и повышение точности измерения путем формирования опорного сигнала, его сравнения с отраженным сигналом, изменение мощности зондирующего сигнала по экспоненциальному закону.

На фиг,1 представлена структурная схема дистанционного уровнемера; на фиг.2— временная диаграмма его работы, Дистанционный уровнемер содержит измерительную трубу 1 с установленными в ней звукоприемником 2, выходом соединенным с входом усилителя-формирователя 3, и звукоиэлучателем 4, генератор 5 зондирующих импульсов, вход которого подключен через передающее 6 и приемное 7 устройства к входу регистрирующего устройства 8, выходу одновибратора 9, содержащего блок

10 конденсаторов, основной конденсатор

11 и резистор 12 зарядно-разрядной цепи, и к входу последовательной цепи из дифференцирующей цепи 13, инвертора 14 и блока 15 управления, выход которого подключен к входу регистра 16 сдвига, в исполнительные цепи которого включены обмотки 17 реле, и первому входу логической схемы ИЛИ 18, второй вход которой соединен с выходом компаратора 19, а выход — с входом одновибратора 9, к первому входу компаратора 19 подключен усилитель-формирователь 3, а к второму входу— источник 20 опорного напряжения, выход генератора 5 зондирующих импульсов соединен с входом блока резисторов 21 и ключей

22, а выход блока 20 — c звукоизлучателем 4, к дополнительной исполнительной цепи регистра 16 подключен индикатор 23, Дистанционный уровнемер работает следующим образом, При включении. питания блок 15 управления вырабатывает импульс запуска (фиг.2), который поступает на вход регистра

16 сдвига и приводит к срабатыванию его первого разряда и запитыванию реле 17 — 1.

При этом выход генератора 5 зондирующих куляции определяет уровень жидкости, Амплитуда зондирующих импульсов меняется по экспоненциальному закону в зависимости от уровня жидкости с помощью блока резисторов. 2 ил. импульсов подключается через ключ 21-1 к входу звукоизлучателя 4, Такое подключение генератора 5 зондирующих импульсов обеспечивает максимальное выделение мощности на звукоиэлучателе 4, При этом другим контактом реле 17 — 1 к времязадающей цепи одновибратора 9 подключается конденсатор

10 — 1 максимальной емкости, обеспечивая генерацию импульса максимальной длительности ТОВмакс

Импульс запуска с выхода блока 15 управления через схему ИЛИ 18 поступает на вход одновибратора 9 и запускает его. По переднему фронту импульса одновибратора

9 запускается генератор 5 зондирующих импульсов, возбуждающий звукоизлучатель 4.

Импульс максимальной амплитуды звукоизлучателя 4 и импульс максимальной длительности одновибратора 9 рассчитаны на минимально возможный уровень воды. При этом если таковой имеется. то к моменту

) когда импульс звукоизлучателя 4 достигнет уровня воды, отразится, примется звукоприемником 2, усилителем-формирователем 3, сравнится с опорным на компараторе

19 и поступит на одновибратор 9, импульс

ToB. Kc одновибратора 9 закончится, одновибратор 9 вновь сработает и процесс повторится, т.е. начнется автоциркуляция зондирующего импульса, Если же уровень воды выше минимального, то зондирующему импульсу 25 потребуется меньше времени, чтобы преодолеть расстояние от звукоизлучателя 4 и обратно до звукоприемника 2, поэтому он поступит на одновибратор 9 раньше, чем тот будет готов к приему импульса, поэтому одновибратор 9 на него не среагирует и автоциркуляция не начнется, B этом случае по прошествии некоторого времени, превышающего максимальный период автоциркуляции, блок 15 управления вновь формирует импульс, который поступает на вход регистра 16 сдвига и на вход одновибратора 9. При этом срабатывает реле 17 —.2 и.отпускает реле 17 — 1, подключая к времязадающей цепи Одновибратора 9 конденсатор 10-2 и отключая конденсатор 1050 1, и генератор зондирующих импульсов подключается к звукоизлучателю 4 через or1597583

Фиг.2

Составитель Л.Васильков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор Л.Козориз

Заказ 3042 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 раничивающий резистор 21-1. Таким образом, уменьшается длительность импульса одновибратора 9 (Тон) и амплитуда зондирующего импульса в измерительной трубе 1.

Вместе с амплитудой зондирующего импульса снижается амплитуда 24 помех от стыков трубы 1, чем повышается помехоустойчивость.

Если уровень воды окажется выше того уровня, на который рассчитаны импульсы одновибратора 9 и звукоиэлучателя 4, то описанный процесс снижения длительности и амплитуды укаэанных импульсов повторится, и т.д, до тех пор, пока не достигнется их соответствие уровню и пока не начнется процесс автоциркуляции.

С помощью резисторов 21 удается достичь равенства и постоянства амплитуды принимаемых звукоприемником 2 полярных сигналов, что позволяет отсеивать помехи по амплитудному признаку. Для достижения этого эффекта значения сопротивлений рассчитываются по экспоненциальному закону.

При этом отсеиваются помехи 24, превышающие по уровню сигнал 25, так как амплитуда по времени появления помех 24в

1 не имеет значения (отсеиваются помехи с

5 любым значением), а амплитуда последних помех 24 — 2 снижается по мере их приближения по времени появления к сигналу 25.

Формула изобретения

10 Дистанционный уровнемер по авт.св.

%1413433, отл и ч а ю щи и с я тем, что. с целью расширения диапазона и повышения точности измерений, в него введены компаратор, источник опорного напряжения, 15 группа резисторов и группа ключей, при этом первый вход компаратора подключен к выходу источника опорного напряжения, второй вход — к выходу усилителя-формирователя, а выход — к одному из входов логи20 ческой схемы ИЛИ, резисторы одним выводом соединены со звукоизлучателем, а другим через ключи — с генератором зондирующих импульсов, кроме того, ключи соединены с обмотками реле, 25