Акустический уровнемер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бо1ов Оаввтвкиа

Со11иалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29Х11.1970 (¹ 1465717118-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет—

Опубликовано 09.ll.1972. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 10.1 .1972

М. Кл. 0 Olf 23128

КОМИтЕт lla ДЕЛаМ

Иае611ЕтЕНИй И СтКРЦтий ори Совете Минкстсав

СССР

УДК 681.128.82 (088.8) Авторы изобретения

Х. С. Тян, Ю. П. Синявский и Л. И. Кривцанова

Киргизский научно-исследовательский институт водного хозяйства

Заявитель

АКУСТИЧЕСКИ И УРОВ Н ЕЩЕ(Изобретение относится к технике измерения уровня гкидкости и предназначено в основном для телеизмерения уровня воды в оросительНых каналах, водохранилищах и уровня грунтовых вод в наблюдательных скважинах.

Известны акустические измерители уровня жидкости, содержащие электроакустические преобразователи, закрепленные погруженной в жидкость трубой, которая служит волновоДОМ.

Импульс, посылаемый преобразователем, проходит вниз по волноводу и отражается от поверхности жидкости. Время прО\Ожденпя импульса (туда и обратно) служит мерой уровня жидкости. Для коррекции скорости распространения звука в волноводе (учет параметров среды) используются размещенные по высоте волновода отражатели, выполненные в виде металлических штырей.

Методы, примененные в известных акустических времяимпульсных уровнемерах не пригодны для уровнемеров, работающих в автоцпркуляционном режиме, так как для обеспечения устойчивого режима автоциркуляции зондирующих импульсов (самозапуска) необходимо, во-первых, исключить многократное отражение звукового импульса от промежуточного отражателя и, во-вторых, предусмотреть в цепи обратной связи, охватывающей излучатель и приемник, блокировку импульсов. отраженных Ог промежуточного (калпброво шого) отражателя для того, чтобы самозапуск системы осуществлялся только им. ульсами, отраже1шыми от поверхности жид5 кости.

С этой целью фиксированный частичный промежуточный отражатель предлагаемого уровнемера выполнен в виде бокового ответвления с регулируемой длиной, например, в

10 виде резьбового поршня, в цепь обратной связи вкспочен симметричный триггер, соединенный Ilo входу с формирователем прямоугольных электричсгскпх импульсов. а по выхо1у— со схемой формирования зондпру1ощего им15:11 Iьса.

При прохождении зв ка через то1ку разветвления, если плавно изменять длину закрытого бокового ответвления от 0 до л/4, то можно регулировать интенсивность отраженного

2О От него звука от 0 до гпах (л — длина волны) и тем самым добиться устойчивого приема только одного, первого, отраженного от Оокового ответглення импульса.

В выходном сигнале автоцнркуляциО1шого

25 уровнемера в этом случае между зондирующим и отраженным от IlollepxllocTII им 1ульсам11 появляется од1ш импульс OT 1ромежуточ1Io1o ol p3FIi2TP. IFI. Для Tol o 4TООН1 ОбеспсBIITb у.тойчпвый самозапуск системы только имЗО 11ульсами, Отрахкенными от поверхности жид329397

50 кости, в пепи формирования:Зондирующего импульса исключен импульс, огражс нный от отражателя включением, например, симмс гричного триггера.

В приемном устройстве фиксируется время прохождения звукового импульса от излучателя до поверхности воды и обратно (пропорциональное измеряемому уровню и параметрам среды) и до фиксированного отражателя и ооратно (пропорциональное только параметрам среды). Истинное значение измеряемого уровня определяется по отношению этих значений времени. Деление двух временных интервалов легко осуществляется общеизвестными способами.

В известных акустических автоциркуляционных уровнемерах цепь обратной связи, охватывающей излучатель и приемник, одержи усилитель, формирователь импульсов и цепь формирования зондирующих импульсов.

На фиг. 1 приведена блочно-фу пкцнональная схема предлагаемого акустического уровнемера; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Акустический уровнемер содержит и"..ì»åðèтельную трубу 1 с боковым ответвлением 2 и регулятором его длины, например, резьбовым поршнем 8 на расстоянии Lg от закрепленных на трубе излучателя 4 и приемника 5. Цепь обратной связи состоит из усилителя 6, формирователя прямоугольных импульсов 7, симметричного триггера 8 и формирователя зондирующих импульсов 9. Передающий полукомплект 10, линия связи и приемный полукомплект 11, связанный через блок разделения сигналов 12 с блоком деления 18, к выходу кото рого подключен цифровой электронный счетчик импульсов 14, обеспечивают дистанционную передачу и преобразование значения уровня в число.

Уровнемер работает следующим образом.

При включении прибора излучатель 4 посылает в измерительную трубу 1 зондирующий звуковой импульс 15 (см. фиг. 2). Приемник 5принимает зондирующий импульс,,частично отраженный импульс от боково3о ответвления 2 и затем более мощный им Зульс, отраженные от поверхности жидкости (1б).

Эти импульсы формируются в прямоугольные импульсы 17 формирователем 7 и поступают одновременно на передающий полукомплект

10 и на счетный вход симметричного триггера

8, предварительно установленного в состояние

«О». Триггер 8 переводится в состояние «1» передним фронтом первого (зопдирующего) импульса, а в состояние «О» передним фрон3ом импульса, отраженного от бокового ответ вления. Выходной сигнал 18 триггера 8 подается на вход схемы формирования зопдирую.цнх импульс013 9, которая запускается такж . передним фронтом импульса 18, возбу;кдая излучатель 4 (15). Таким образом осуществляется устойчивый режим самозапуска только импульсами, отраженными от поверхности жидкости.

Одновременно импульсы 17 через передающий полукомплект 10 и линию связи поступают на приемный полукомплект 11, где сигнал усиливается и формируется. Из приемного полукомплекта 11 сигнал поступает в блок разделения сигналов 12, где выделяются периоды т, (18) и т,- (19), Блок 12 может быть построен, например, на двух последовательно соединенных симметричных триггерах со счетпымп входами. Выделенные сигналы 17 и 18 поступают в блок деления, где производится о-ерация деления временных интервалов, и результат выдается на электронный цифровой управляемый счетчик нмпу IbcoB, ко горь!й регистрирует значение измеряемо-о уровня пеlloLpåäãT33åïíî в десятичной системс.

П р е,1 и е T 31:3 0 б p i т i и 13 я

Акустический уровпемер, содержащий измерительную трубу с промежуточным - астичным отражателем, колебательпый контур, электроакустические преобразователи и приемо-передающие полукомплекты с линией связи, отлича ощийся тем, что, с целью получения однократного отражения звукового импульса от отражателя и обеспечения устой;ивого режима автоциркуляции, фиксированный частичный промежуточный отражатель выполнен в виде бокового ответвления с регулируемой длиной, например, в виде резьбового поршня, а в цепь обратной связи включен симметричный триггер, соединенный по входу с формирователем прямоугольных электрических импульсов, а по выходу — со схемой формирования зондирующего импульса.