Ультразвуковой уровнемер

 

Са1оа Соввтокиа тоциалиотичеоки»

Реолублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № ——

Заявлено ОЗЛ 1971 (Х 1647966/18-10) с присоединением заявки ¹ ——

Приоритет-Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень М 14

Дата m1y6 1t11 on I H!111 oIII сания 12.VI. 1973

М.Ь;л. G 01f 23/28 йов1итет оо делам изовретеиий и открытий лри Совете 1т1иииотрвв

СССР 1 ДК 681 128 82 (088 8) Авторы изобретения

Ь. E. Михалев и Л. О, Кринский

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОИ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ультразвуковым приборам для измерения уровня жидкости, и может найти применение в химической, пищевой, судостроительной промышленности, а также в тех областях техники, где возникает необходимость измерения и контроля уровня жидких продуктов, в том числе для агрессивных жидкостей при высоком давлении. а также в ус Iовиях качки.

Известные волноводные уровнемеры обеспечшга1от измерение уровня в ограниченных диапазонах, вследствие неоднозначности показаний фазомстра при увеличении активной длины волновода датчика.

Описываемый уровнемер отличается от известных тем, что оН снабжен дополнительными излучающим и приемным преобразоватеЛЯМИ, СОСДИ11ЕННЫМ СВОИМ ЛЕНТ0 1НЫМ ВОЛНОВОдом, измерительной схемой, подключенной к приемному. преобразователю и управляемой блоком задержки и формирования, и фазометром с индикатором, входы которого соединены с выходамп основной н дополнительной измерительных схем, при этом толщина основного волновода больше толщины дополнительного «а величину, обеспечивающую разность фазовых сдвигов II3 прнем1!Ом конце ВолнОВОдов пс более 2л при заполнении и опорожнении датчиков, а второй вход основного фазометра подключен к выходу дополнительной пзмерптельноц схемы. Это позволяет расширить диапазон измерений.

На чертеже показана блок-схема описываеь мого уровнемера.

Он содержит генератор 1 тактовых импульсов хронизатора, генератор модулирующего напряжения 2, ключевой каскад 3 и генератор

-1 непрерывных колебаний ультразвуковой ча1О стоты, соединенный с одним из входов ключевого каскада 8. С выхода ключевого каскада, одновременно Играющего роль н усилителя мощности, сигнал подается на излучающие преобразователи 5 датчика основного и дополнительного каналов. Преобразователи соединены с двумя ленточными ВолновОдами б и

7 различной толщины, причем волповод б основного канала имеет большую толщину, а волновод 7 дополнительного канала — — меньшую толщину. На противоположных концах волноводов имеются приемныс преобразователи 8 и 9, включенные соответственно на два канала (дополнительный и основной) измерительной схемы. Дополнительный канал измерительной схемы содержит усилитель 10 н ключевой каскад 11, управляемый от блока задержки и формирования 12; основной канал содержит усилитель 18 и ключевой каскад 14.

К выходам ключевых каскадов 11 и 14 подзо ключен фазометр 15 с индикатором 1б. Для

373539 обеспечения измерения с предельно высокой точностью другой фазометр 17 с индикаторным прибором 18 на выходе включен между ключевым каскадом il и генератором 4.

Уровнемер работает следующим образом.

Тактовый генератор 1 вырабатывает последовательность коротких импульсов, следующих с периодом, обеспечивающим отсутствие в датчике реверберационных помех, и длительностью импульса, меньшей времени двойного пробега импульсом расстояния от излучателя до приемника. Эти импульсы подаются на генератор модулирующего напряжения 2, вырабатывающего импульс колоколообразной формы. Этими импульсами открывается ключевой каскад 3, на выходе которого образуется высокочастотный импульс с колоколообразной огибающей. Этот импульс подается на электромеханические излучающие преобразователи б основного и дополнительного каналов, возбуждающие в волноводах изгибные волны.

В связи с тем, что толщина волноводов различна, фазовая задержка также разная, и в точке крепления приемных преобразователей 8 и 9 принятые сигналы отличаются по фазе на величину q при непогруженном датчике. При изменении уровня жидкости фазовая скорость в волноводах меняется в различной степени, так как различна толщина волноводов, и при полностью загруженном жидкостью датчике фазовый сдвиг между принятыми сигналами составляет с .

Толщину волноводов выбирают такой, чтобы разность rp — cpi была не больше 2л.

На выходе усилителей 10 и 18 включены ключевые каскады 11 и 14 для стробирования средней части принятого сигнала, свободной от дисперсионных искажений. Блок 12 задержки и формирования обеспечивает подачу сигналов на ключевые каскады 11 и 14 требуемой длительности, составляющей примерно половину длительности зондирующего импульса и задержанных относительно зондирующего на время, пробега импульсом от излучающего до приемного преобразователя.

В приборе с точной шкалой в другом варианте выполнения фазометр 17 может питаться от генератора 4 непрерывных колебаний и от ключевого каскада 11 дополнительного каl O нала.

Предмет изобретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий из15 лучающий и приемный преобразователи, соединенные между собой ленточным волноводом, тактовый генератор, генератор модулирующего напряжения, ключевой каскад, подключенный к излучающему преобразователю

20 и ультразвуковому генератору непрерывных колебаний, второй вход которого соединен с фазометром измерительной схемы, управляемой блоком задержки и формирования, отличаюи ийся тем, что, с целью расширения диа25 пазона измерений, он снабжен дополнительными излучающим и приемным преобразователями, соединенными своим ленточным волповодом, измерительной схемой, подключенной к приемному преобразователю и управляемой блоком задержки и формирования, и фазометром с индикатором, входы которого соединены с выходами основной и дополнительной измерительных схем, при этом толщина основного волновода больше толщины до35 полнительного на величину, обеспечивающую разность фазовых сдвигов на приемном конце волноводов не более 2л при заполнении и опорожнении датчиков, а второй вход основного фазометра подключен к выходу дополни О тельной измерительной схемы.

373539

Составитель И. Гольденберг

Текрсд Т. Курилко

Корректор А. Дзесова

Редактор Л. Бердник

Об 1, тп Г!. Кост )ол!ского ) 11р а в. 1с)1!! Г1 !1 "дате;1ьств, пол пГ1) ) (() è11 11 кни жпО!! ОрГОВ 1н

Заказ 2508 Изд. М 1284 Тираж 755 Подписное

11НИИПИ Ком:!тсга 1)О делам изобретений и открытий при Совете Министров CC:Ð

Москва, Ж-35, Рау!нская наб., д. 4/5