Устройство для определения параметров среды в емкости Советский патент 1992 года по МПК G01F23/28 

&

Изобретений к изрормтель- ной технике и может использовано Б устройствах автоматического слгмсечия за параметрами сроди а технологических емкостях и трубопроводах. Цель изобретения - повышение точности измерений при контроле акустически непрозрачных сред лз счет возможности контролировать уровень осадка в емкости. Устройство содержит ультразвуковой преобразователь 1. генератор 3, таймер 4, два опеменных селектора 5 и G, даа триггера 7 и 8, ограничитель 9 амплитуды и компаратор 10. Если преобразователь установлен на боковой стенке емкости 2, то это позволяет контролировать плотность среды за счет демпфирования стенки емкости средой. Если хе гтеоброзо ат:.|Ь 1 установлен на дне емкости 2, то это n. контролировать уровень осадка в емкости, т.к. в зависимости от уровня демпфируете: дно емкости в месте установки преоорг.лс- вателя 1, что изменяет его чувствительность. 2 ил. fj t

1 -кV . - -.;

l. :- .. J Г . «

Л

Фиг.&

М

О

ч

4

о:

Js

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для автоматического слежения за параметрами среды в технологических емкостях и трубопроводах.

Цель изобретения - повышение точности измерения при контроле акустических непрозрачных сред и возможности контролирования уровня осадка в емкости.

На фиг.1 изображена схема устройства для определения уровня осадка; на фиг.2 - схема устройства для измерения плотности среды.

Устройство содержит ультразвуковой преобразователь 1, установленный на боковой стенке снаружи емкости 2. генератор 3 ударного возбуждения, таймер 4, два временных селектора 5 и б (селектор импульсов по положению), два RS-триггера 7 и 8, ограничитель 9 амплитуды и компаратор 10, Таймер 4 подключен первым выходом к входу генератора 3, который выходом подключен к преобразователю 1 и S-входу триггера 7, вторым выходом - к входу селектора 5, третьим - к входу селектора 6. Выход селектора 5 подключен к R-входу триггера 7 и к S-входу триггера 8, выход триггера 7 подключен к второму входу селектора 6, а выход селектора б подключай к R-входу триггера 8. Выход компаратора 10 подключен к входу селектора 5, вход компаратор;- , О - к выходу ограничителя 9 амплитуды, а вход ограничителя 9 - к преобразователю 1.

Устройство работает следующим образом.

С первого выхода таймера А импульсы синхронизации поступают на вход генератора 3, возбуждая ча преобразователе 1 зондиру.ощие импульсы. Эти импульсы, отраженные от внутренней позерхности стенки емкости 2, возвращаются на преобразователь 1, возбуждая на его об- клаДках электрический импульс. Примем амплитуда этого импульса изменяется пропорционально плотности среды внутри емкости 2. Эта сргдэ демпфирует стенку емкости 2 в месте установки преобразователя 1, изменяя таким образом его чувствительность. Преобразователь 1 подключен также на вход ограничителя 9, где зондирующий импульс и импульсы помех ограничиваются по амплитуде на заданном уровне. Уровень срабатывания компаратора 10 по амплитуде эхоимпульса, отраженного от внутренней погерхмости стенки емкости 2, выбирается таким, который соответствует гздзьч:с Л плотное™ лонг./олиоуемой ere- , 1 ...j лг.: ;.;, ) -, /i.e. /.oc H .raiit этого УС .- ня, ни выходе компаратора 10 поясняется нормированный по амплитуде и длительности импульс. На второй вход первого селектора 5 в расчетное время поступают строби- рующис импульсы с второго выхода таймера 4. Первый триггер 7 по S-входу включается

импульсами синхронизации с первого выхода таймера 4. а по R-аходу импульсы отсутствуют в случае недостаточного заданного уровня плотности среды в емкости 2. Таким образом, на выходе триггера 7, т.е. на входе

селектора б, будет постоянный высокий по- тенциал, что позволяет периодическим импульсам с третьего выхода таймера 4 через другой вход селектора 6 проходить на его выход и далее на R-вход триггера 8. опроки5 дывая его. В случае, когда плотность контролируемой среды достигнет заданной и амплитуда эхоимпульсэ, отраженного от внутренней поверхности стенки емкости 2, достигнет значения, соответствующего порогу срабатывания компаратора 10, на вы0 ходе компаратора 10 появляются периодически следующие импульсы, которые, пройдя через селектор 5, в такой же последовательности сбрасывают по R-входу в О выходноз состояние триггера 7. Одно- 5 временно эти импульсы по S-зходу включают высокий потенциал на выходе триггера 8. Наличие низкого потенциала на выходе триггера 7 в расчетное время запрещает прохождение через селектор 6 на R-аход

0 триггера 3 импульсов сброса с третьего выхода таймера 4. Таким образом, на выходе триггера 8 будет шсокий потенциал до тех пор, пока плотность контролируемой среды не окажзтся ниже заданной.

5 Если преобразователь 1 установлен снизу на дне емкости, то в этом случае можно контролировать уровень осадка в емкости. При этом устройство работает следующим образом.

0 С первого выхода таймера 4 импульсы синхронизации поступают на вход генератора 3, возбуждая на ультраззуковом преобразователе 1, подсоединенном к выходу генератора 3. зондирующие импульсы. Эти

5 импульсы, отраженные от цнутренней поверхности дна емкости 2, возвращаются на преобразователь 1, возбуждая на его об- клэдках электрический импульс. При этом амплитуда зхсммпуяьса. отраженного от

0 внутренней поверхности днэ емкости 2. изменяется Пропорционально уровню осадка в месте установки преобразователя 1. Этот уровень осадка демпфирует дно емкости 2 в месте установки преобразователя 1. изме5 няя его чувствительности Преобразователь 1 пол: .- :-. и-ч -,ол г;:г:;;:чи7с,ля S ямплил/.пи-:, где зс:|Д1 рую иД импульс и импульсы помех ограничиваются по амплитуде на заданном уровне. Уроьень срабатывания

компаратора 10 по амплитуде эхоимпульса, отраженного от внутренней порерхности дна емкости 2, выбирается таким, который соответствует заданному уровню осадка, и когда амплитуда достигнет этого значения, на выходе компаратора 10 появляется нор- .мированный по амплитуде и длительности импульс. Мл агорой еход первого селектора 5 в расчетное время поступзюл сгробирую- щие импульсу с второго выхода таймера 4. Первый триггер 7 по S-входу включается импупьсгми синхронизации с перзого выхода таймера 4, а по П-г,ходу импульсы отсутствуют, когда уровень осадка ниже заданного. Таким образом, на пмходе триггера 7, т.е. на входе селектор б, будет по- стопнный высокий потенциал, что позволяет периодическим импульсам с третьего выхода таймера 4 через другой вход селектор 6 поступать на его выход и дзлес ка R-вход триггера 8, опрокидывая его. Р. случае, когда о .эдок достигает заданного уровни и г-мп л оттуда эхоимпульса от внутренней i iOGRi-хности дна емкости 2 до- счижет заданного значения, соответствующего порог, срабзтыьзния компаратора 10, на выходе компаратора 10 появляются пс- риго . следующие импульсы, которые, пройдя через селектор 5, с такой жо периодичностью сбрасывают по R-вхсду э О вы- ходное состояние триггера 7. Одновременно эти импульсы по S-входу включат высокий потенциал на выходе тригf f -1 ...-ui

гера 8. Наличие низкого потенциала ня пч- ходе триггера 7 в расчетное время запрэща- ет прохождение через селектор 6 на R-вход триггера 8 импульсов сброса с третьего выхода таймера 4. Таким образом, на выходе триггера 8 будет высокий потенциал до тех пор, пока уровень осадка в емкости 2 не окажется ниже заданного.

/

Формула изобретения Устройство для определения параметров средь: в емкости, ссдсржащее , первый выход которого соединен с псовым входом первого RS-триггеоа и последовательно соединенными генератором ударного возбуждения и ультраэглкозым пресбраэонатслем, второй выход Tt-f-.MSpa соединен с первым входом первого гргмен- ного селектора, выход которого соединен с вторым сходом первого RS-jpniтера и первым входом второго RS-триггера, трстг й зы- ход- таймера соединен с первым Rходом второго временного селектора, второй ьход которого соединен с выходом первого RS- триггера, а выход--с вторым входом второго RS-триггсрз, отличающееся топ, что, с целью г оаышения точности, в него кьзде- «ы последоЕЛтельно ссс линенны ограничитель амплитуды и компаратор, при этом вход ограничителя амплитуды соединен с выходом генератора ударного еоз5у :де- , ния, выход компаратора - с вторым входом первого временного селектора.