АКУСТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ Российский патент 1995 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения уровня сыпучих и жидких сред в различных отраслях промышленности.

Известен акустический уровнемер, содержащий генератор акустических колебаний, цепь положительной обратной связи которого включает микрофон, излучатель и трубчатый резонатор, а также автоматически перестраиваемый фильтр, включенный в цепь положительной обратной связи генератора, демодулятор, вход которого присоединен к выходу генератора, а выход через формирователь импульсов присоединен к входам измерителя интервалов времени и устройства управления, причем выход последнего подключен к автоматически перестраиваемому фильтру [1].

Недостатками такого акустического уровнемера являются его конструкционная сложность, а также сложность в настройке и эксплуатации.

Более близким к предлагаемому изобретению является акустический сигнализатор уровня, содержащий акустически связанные телефон-излучатель и микрофон, причем микрофон подключен на вход, а телефон-излучатель - на выход генератора звуковой частоты, в цепь обратной связи которого введен подстроечный резистор, при этом выход генератора звуковой частоты также связан с входом селективного усилителя, последовательно соединенного с выходным усилителем, в выходную цепь которого включено электромагнитное реле [2].

Недостатками такого устройства являются его структурная и конструкционная сложность, прежде всего из-за наличия специальных составных частей: генератора звуковой частоты и селективного усилителя. Сложность указанных частей и устройства в целом вызывает сложность его реализации, настройки и эксплуатации. Наличие в устройстве сложных частей, в частности генератора звуковых колебаний, соответственно снижает надежность устройства.

Целью предлагаемого изобретения являются упрощение конструкции и повышение надежности.

Цель достигается тем, что акустический сигнализатор уровня, содержащий акустически связанные телефон-излучатель и микрофон, усилитель, на выход которого включено электромагнитное реле, и подстроечный резистор, снабжен регулировочным резистором, при этом микрофон включен на вход усилителя, на выход которого включен последовательно с электромагнитным реле и регулировочным pезистором телефон-излучатель, а подстроечный резистор включен в цепь обратной связи усилителя.

На чертеже показана схема электроакустического сигнализатора уровня.

Электроакустический сигнализатор уровня содержит акустически связанные телефон-излучатель 1 и микрофон 2, помещенные в емкость 3 с сыпучим материалом 4, а также усилитель 5, в цепь 6 обратной связи которого включен подстроечный резистор 7. При этом микрофон 2 включен на вход усилителя 5 к выводам 8 и 9, а на выход усилителя 5 к выводам 10 и 11 последовательно подключены электромагнитное реле 12, регулиpовочный резистор 13 и телефон-излучатель 1.

Устройство работает следующим образом.

Если объем сыпучего материала 4 в емкости 3 не достигает уровня телефона-излучателя 1 и микрофона 2, то за счет акустической положительной обратной связи между ними устройство находится в режиме самовозбуждения. Возникновение эффекта самовозбуждения зависит от расстояния между телефоном-излучателем 1 и микрофоном 2 и регулируется с помощью подстроечного резистора 7 в цепи 6 обратной связи усилителя 5. При этом в выходной цепи усилителя 5 появляется электрический ток повышенного значения, от действия которого включается электромагнитное реле 12. Для ограничения тока в выходной цепи усилителя 5 и регулирования тока срабатывания электромагнитного реле 12 служит регулировочный резистор 13.

При достижении сыпучим материалом 4 контролируемого уровня, т.е. когда сыпучий материал перекрывает пространство между телефоном-излучателем 1 и микpофоном 2, действие акустической положительной обратной связи прекращается, устройство выходит из режима самовозбуждения, ток на выходе усилителя 5 снижается, электромагнитное реле 12 отключается и выдает необходимый сигнал в цепь управления.

Предлагаемый акустический сигнализатор уровня в сравнении с известными аналогами имеет более простую конструкцию. Так, в отличие от прототипа, в принципе работы предлагаемого устройства заложено известное в теории и практике негативное явление самовозбуждения в устройствах громкоговорящей связи, называемое также "микрофонным эффектом". Поэтому нет необходимости вводить специальный генератор звуковой частоты и усложнять усилитель, обеспечивая ему селективную избирательность. В результате не только упрощается конструкция устройства, но также существенно повышается его надежность из-за сокращения наименее надежных составляющих элементов и частей. Существенно (не менее чем в 2 раза), снижается стоимость устройства при условии, если используется та же элементная база, что и у прототипа.

Все используемые в устройстве элементы являются типовыми. Так, в нем можно использовать те же элементы, что и в схеме прототипа [2], а именно: телефон-излучатель и микрофон типа ДЭМ-4М, электромагнитное реле типа РЭС-22, подстроечный резистор типа СПЗ-1 и селективный усилитель, но без избирательных (селективных) элементов. В качестве регулировочного резистора можно использовать проволочный резистор ПП-2.

Устройство можно реализовать на базе выпускаемых переговорных устройств "Электроника", использовав при этом тот же подстроечный резистор СПЗ-1 и регулировочный - ПП-2.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня сыпучих и жидких сред в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: в электроакустическом сигнализаторе уровня используется акустически связанные телефон-излучатель 1 и микрофон 2, усилитель 5 с подстроечным резистором 7 в цепи 6 его обратной связи. При этом микрофон 2 включен на вход усилителя 5, а на его выход последовательно подключены электромагнитное рыле 12, регулировочный резистор 13 и телефон-излучатель 1. Эффект самовозбуждения, положенный в основу работы акустического сигнализатора уровня, регулируется с помощью подстроечного резистора 7. Ограничение тока в выходной цепи усилителя 5 и регулирование тока срабатывания электромагнитного рыле 12 осуществляется регулировочным резистором 13. 1 ил.

АКУСТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ, содержащий акустически связанные телефон-излучатель и микрофон, усилитель с подключенным на его вход микрофоном и с подстроечным резистором в цепи обратной связи, а также электромагнитное реле, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен регулировочным резистором, включенным на выход усилителя последовательно с телефоном-излучателем и электромагнитным реле.