Всесоюзная i ы1тт-^1^^':гт библио. ;--па ^j
OflИСАЙИЕ
ИЗОЬЕВтИЙИЯ
Ссюа Ссеетскиа
Ссциалистическик
Республик
„« и» с .Ъ
ЪЯ;
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зав. :,!мос о;: авт. ;видетельства №вЂ”
Заявлено 01.VI I.i,171 (№ 1676707/18-10) j М. К«ь G 01f 23, 28
;!!):1 oeJ!;!!„!IHLM заявки № —— комитет по лелаат иасоретеиий и открытий при Сосете Мииистрсе
СССР
111) но1) нт c. "e
О ; бл;;к:)-.; !!;) 12.111.1973. Ьюллсте«нь ЛЪ 14
УДК 681.128.8 (088.8), 1:т". о уб ) :,кт)зан:!;! списания 12Л 1.1973
Авторы изобретения
vI. (.. Астапов, В. В. Варенышев, Б. Н Калинкин, А. В. Машков н М. А. Разумихик
Заявитель
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНЛЛИЗАТОР УРОВНЯ
20
2:>
;1н
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ультразвуковых импульсных сигнализаторах уровня, например, в системах автоматического регулирования и дистанционного контроля уровня жидкостей, включая с>киженные газы.
Известны ультразвуковые сигнализаторы уровня, содержащие ряд чувствительных элементов, например пьезоэлектрических, с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, генератор возбуждения, многоканальный усилитель-формирователь и выходное устройство. Однако из-за наличия емкостных связей между цепями приемников чувствительных элементов, а также емкостных и индуктивных связей (при наличии компенсирующих индуктивностей на входе усилителей) во входных цепях усилителя-формирователя имеет место наводка на цепи приемников чувствительных элементов, находящихся в газе, от полезных сигналов чувствительных элементов, находящихся в жидкости. Так как расстояние между излучателями и приемниками ультразвуковых колебаний чувствительных элементов устанавливается достаточно точно, а импульс возбуждения действует одновременно на все излучатели чувствительных элементов, то фазы наводок от полезных сигналов чувствительных элементов на чувствительный элемент в газе совпадает н наводки суммируются. В общем видс вес)нчнну аводки можно представить T 1)" где: l1. — — величина наводки на чувствительный элемент в газе;
l -- номер чувствительного элемента, находящегося в жидкости;
le число чувствительных элементов в датчике; (Г, - величина полезного сигнала i-ro чувствительного элемента, находящегося в жидкости;
С,, -- величина емкости связи между цепями чувствительного элемента в газе и l-ãî чувствительного элемента, находящегося в жидкости;
С вЂ” — величина емкости контура чувствительного элемента в газе;
М, -- коэффициент взаимоиндукции между компенсирующими индуктивностями цепей чувствительного элемента в газе и i-ro чувствительного элемента, находящегося в жидкости;
I.- — величина компенсирующей индуктивности цепи чувствительного элемента в газе;
373540
L, — величина компенсирующей индуктивности цепи i-го чувствительного элемента, находящегося в жидкости.
Величина наводки на «сухой» чувствительный элемент достигает существенной величины.
Например, в сигнализаторе, контролирующем шесть уровней, Ун в 6 — 8 раз больше амплитуды собственных шумов в цепях одного чувствительного элемента, находящегося в газе.
Целью изобретения является увеличение отношения сигнал/шум. Это достигается тем, что в описываемом устройстве входы четных и нечетных каналов усилителя-формирователя соединены соответственно с разнополярными электродами пьезопластин приемников чувствительных элементов.
Схема предложенного сигнализатора приведена на чертеже.
Устройство содержит ультразвуковой дискретный датчик 1 уровня с чувствительными элементами 2. Каждый элемент выполнен из пьезоэлектрических излучателя 3 и приемника 4 ультразвуковых колебаний.
Преимущественно используются пьезокерамические элементы.
Устройство содержит также усилитель-формирователь 5 с числом каналов, равным числу чувствительных элементов, на входе которого установлены компенсирующие индуктивности б, генератор 7 возбуждения и выходное устройство 8.
Работает предложенный ультразвуковой снгнализатор уровня следующим образом. От генератора 7 возбуждения импульсы поступают одновременно на излучатели 8 всех чувствительных элементов 2, где преобразуются в акустическую энергию. При наличии жидкости в полости чувствительных элементов акустическая волна одновременно достигает приемников 4, соответствующих чувствительных элементов. В приемниках 4 четных и нечетных чувствительных элементов 2 пьезокерамика устанавливается так, что ее электроакустический контакт с корпусами чувствительных элементов осуществляется сторонами разной полярности, т. е. пьезокерамика приемников 4, например, четных чувствительных элеменотв 2 подключена ко входам четных каналов усилителя-формирователя 5 своими положительными электродами, а пьезокерамика приемников 4 нечетных чувствительных элементов 2— отрицательными электродами. При этом пьезо5 керамика излучателей 3 всех чувствительных элементов устнавливается так, что ее электроакустический контакт с корпусами чувствительных элементов осуществляется сторонами одной полярности, т. е. пьезокерамика излуча10 телей 8 всех чувствительных элементов подключена к генератору 6 одноименными электродами. Поэтому на приемниках четных и нечетных элементов формируются сигналы в противоположной фазе.
15 3а счет этого выражение (1) для величины наводки на чувствительный элемент вне жидкости примет вид:
20 (2)
25 где n=2,3...
А
Таким образом, на входе усилителя-формирователя канала чувствительного элемента, находящегося вне жидкости, наводки от сигналов четных и нечетных чувствительных элементов, находящихся в жидкости, взаимно компенсируются, и суммарная величина наводки в цепях чувствительного элемента вне жидкости ) AIewüøÿeTñÿ В несколько раз.
Предмет изобретения
Ультразвуковой сигнализатор уровня, содержащий ряд чувствительных элементов, например пьезоэлектрических, с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, генератор возбуждения, многоканальный усилительформирователь и выходное устройство, отличиющийся тем, что, с целью увеличения отноше-1-> ния сигнал/шум, в нем входы четных н нечетных каналов усилителя-формирователя соединены соответственно с разнополярными электродами пьезопластин приемников чувствительных элементов.
373540 7 „---, Редактор Л. Струве
Корректор Г, Запорожец
Заказ 2508 Изд. ¹ 1284 Тираж 755 Подписное
Ц11ИИ1111 Компмта по делам лзоб рег=ипй га ожрьгтий .прн Совете Чинястров СССР
Москва, Я(-35, Раугпская наб., д. 4/5
Обл. тии. Костромского управления издательств, полиграфии и киижиой Tof)I 081è
Составитель Н. Варнек
Техред T. Курилко
1
1
