Ультразвуковое устройство для измерения уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей Советский патент 1989 года по МПК G01F23/296 

сл

СП

о

о

00 4

to

точности измерений. Устройство содержит акустический датчик 1 с тремя приемниками 2, 3 и 4 и тремя излучателями 8, 9 и 10, генератор 14 синхроимпульсов, который через линию 15 задержки возбуждает излучатели и через ключи 16 и 17 подает синхроимпульсы 3 линию 18 связи, В устройстве имеются также селектор 19 импульсов, арифметический блок 20, цифро- аналоговый преобразователь- 21 и регистрирующий прибор 22, которые осуществляют лрием электрических сигналов с линии 18 связи, вычисление расстояния от плоскости излучателя 10 до поверхности раздела жидкостей и ре- . гистрадию этого расстояния, В устройстае обеспечивается повьтшение точное ти измерений уровня поверхности раздела двух несмешиваклцихся жидкостей за счет того, что в каждом из трех акустических каналов датчика, образованных парами, излучатель-приемник акустические импульсы не претерпевают искажений, обусловленных дифракцией акустических волн на элементах конструкции на пути их распространения, 2 ил.

Изобретение относится к акустическим устройствам для непрерывного измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит акустический датчик 1 с тремя приемниками 2,3 и 4 и тремя излучателями 8,9 и 10, генератор 14 синхроимпульсов, который через линию 15 задержки возбуждает излучатели и через ключи 16 и 17 подает синхроимпульсы в линию 18 связи. В устройстве имеются также селектор 19 импульсов, арифметический блок 20, цифроаналоговый преобразователь 21 и регистрирующий прибор 22, которые осуществляют прием электрических сигналов с линии 18 связи, вычисление расстояния от плоскости излучателя 10 до поверхности раздела жидкостей и регистрацию этого расстояния. В устройстве обеспечивается повышение точности измерений уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей за счет того, что в каждом из трех акустических каналов датчика, образованных парами излучатель-приемник, акустические импульсы не претерпевают искажений, обусловленных дифракцией акустических волн на элементах конструкции на пути их распространения. 2 ил.

Изобретение относится к акустическим устройствам для непрерывного измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, хими- ческой и других отраслях промьшшен- ности.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На фиг,1 приведена блок-схема уст ройства; на фиг„2 - временные диаграммы напряжения в линии связи и на выходе селектора импульсов„

Устройство состоит из акустического датчика 1, включающего три приемни ка 2-4 с усилителями 5-7 и три излучателя 8-10 с генераторами зондирующих и myльcoв 11-13, генератора синхроимпульсов 14, линии задержки 15, двух формирователей 16 и 17, линии свя.зи 18, селектора импульсов 19, арифметического блока 20, цифроана- логового преобразователя 2.и регистрирующего прибора 22,

Излучатели и приемники в трех акус тических каналах, образованных парой излучатель-приемник, расположены на расстояниях 1, 1, 1 j соответственно. Поверхность раздела двух жидкостей находится между излучателем О и приемником 4, при этом расстояние Ц является диапазоном измерения устройства, а плоскость излучателя 10 является началом отсчета уровня X до поверхности .раздела жидкостей,

Каждый приемник с усилителем и каждый излучатель с генератором зондирующих импульсов размещены в отдельном герметичном контейнере„

5

5

,,

Q

0

Устройство работает следующим образом.

Генератор синхроимпульсов 14.генерирует импульсы, открывающие формирователь 16, при этом-в линии связи формируются синхроимпульсы определенной амплитуды на резисторе, находящемся в селекторе импульсов 19, Импульсы на выходе линии задержки 15 задержаны относительно синхроимпульсов на время to, превышающее длительность синхроимпульсов. Эти импульсы открывает формирователь 17, формирующий в линии связи импульсы, следующие за синхроимпульсами Одновременно эти импульсы запускают генераторы зондирующих импульсов 11, 12, 13, Излучатели 8-10, подключенные к выходам генераторов зондирующих импульсов, преобразуют электрические зондирующие импульсы в ультразвуковые, которые, распространяясь в жидкостях, достигают соответствующих приемников 2-4, где преобразуются в электрические импульсы, усиливаются усилителями 5-7 и поступают в линию связи, при этом временные интервалы между началом импульса запуска зондирующих генераторов и началом каждого из импульсов, формируемых на выходе усилителей, соответствуют времени распространения ультразвуковых импульсов в .каждом акустическом канале.

Таким образом, в линии связи 18 при каждом такте работы генератора синхроимпульсов формируется последо1 I

вательность импульсов 23 (фиг,2),

из которой при помощи селектора 19 выделяются синхроимпульс 24, импульс

25 запуска зондирующих генераторов и выходные импульсы 26-28 усилителей,

В арифметическом блоке 20 производится преобразование временных интервалов t, t, tj цифровой код и вычисление расстояния при помощи выражения

X Itikt,.-l,.t3l ,-l,t 2

где

X -,, -j.

t.

1,, 1,, 1,

расстояние от плоскости излучателя 10 до поверхности раздела жидкостей; временные интервалы между импульсом 25 и импульсами 26, 27, 28, соотрет- ствующие времени распространения акустических импульсов в первом, втором и третьим акустических каналах;

расстояния между плоскос- излучателей и приемников соответственно в первом, втором, третьим акустических каналах. На выходе арифметического блока величина X представлена в цифровом коде. Преобразование этого кода в аналоговьй сигнал производится при помощи цифроаналогового преобразователя 21, выход которого подключен к регистрирующему прибору 22,

Точность измерения устройства определяется в основном точностью измерения временных интервалов между импульсами запуска зондирующих генераторов и импульсами, получаемыми на выходе усилителей, а также точностью арифметического блока.

20

Формула

и

6

3 о

бретений

Ультразвуковое устройство для из мерения уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей, содержащее акустический датчик, состоящий из первого излучателя с генератором зондирующих импульсов и первого, второго и третьего приемников с усилителями, линию связи, к которой подключены выходы усилителей и последовательно соединенные селектор импульсов, арифмет1гческий блок, циф- роаналоговый преобразователь и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повБппения точности измерен1Ш, акустический дат- чик дополнительно снабжен вторым и третьим излучателями с генераторами зондирующих импульсов, причем первый приемник, первый излучатель и второй излучатель расположены последовательно в нижней половине акустического датчика, а в верхней половине датчика последовательно расположены второй приемник, третий излучатель и третий приемник, при этом устройство снабжено генератором синхроимпульсов, линией задержки и двумя формирователями, все генераторы зондирующих импульсов выполнены в виде синхронизируемых генераторов, выход генератора синхроимпульсов подключен к входу первого формирователя и входу линии задержки, выход линии задержки подключен к входам синхронизации генераторов зондирующих импульсов и к входу второго формирователя, а выходы формирователей соединены с линией связи.

фиг.2