Датчик уровня жидкости Советский патент 1992 года по МПК G01F23/28 G01F23/62 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения уровня жидкости в герметических емкостях под высоким давлением.

Известно устройство для определения уровня жидкости, включающее два ультроэ- вуковых приемопередатчика, размещенных внутри емкости выше и ниже контролируемого уровня жидкости. Приемопередатчики излучают и принимают акустические колебания, параметры которых изменяются при переходе уровня жидкости через контролируемую отметку и фиксируются регистриру- ющим прибором, находящимся вне емкости,

Для работы такого устройства необходимо подводить энергию к приемопередатчикам и выводить информацию за пределы емкости, а для этого требуется высверливать отверстия в корпусе емкости, что влечет за собой снижение прочности корпуса а местах сверления. Для компенсации потери прочности необходимо принимать специальные меры, Кроме того,, приемопередатчикипостояннопотребляютэлек гроэнергию. Все это затрудняет эксплуатацию устройства.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является ультрозвуковой измеритель уровня жидкости, содержащий излучатель и приемник акустических колебаний, расположенный на одной вертикали по разные стороны от поверхности жидкости, усилитель и индикатор, причем ось излучателя образует тупой угол с направлением на приемник, а стенка между излучателем и приемником в горизонтальном сечении имеет плосковыпуклую или двояковыпуклую форму.

Для работы такого устройства необходима специальная форма стенки резервуара, что усложняет технологию изготовления резервуаров. Затухание акустических колебаний в материале стенки ограничивает расстояние между источником и приемником акустических колебаний, что осложняет измерение уровня в высоких емкостях, кроме того требуется точная установка источника И приемника колебаний, а для их работы необходимо постоянно расходовать электроэнергию. Все перечисленные недостатки затрудняют эксплуатацию устройства.

Цель изобретения - упрощение эксплуатации.

ю

с

VI ел

00

о

00 VI

С этой целью предлагается в датчике уровня жидкости, включающем излучатель и приемник акустических колебаний, выполнить излучатель в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметического корпуса и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной, при этом стержень расположить внутри корпуса емкости, а приемник акустических колебаний выполнить в виде пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно стержню вне внутреннего объема корпуса емкости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Датчик уровня жидкости содержит излучатель акустических колебаний, крепящийся к внутренней стенке емкости 1, выполненный в виде хлопающей мембраны 2, с цилиндрическим негерметичным корпусом 3 и закрепленным в центре мембраны стержнем 4, поплавка 5 на рычаге 6, закрепленного с помощью кронштейна 7 на стенке корпуса мембраны с возможностью взаимодействия с мембраной, приемник акустических колебаний в виде пьезоэлектрического датчика 8, расположенный соосно стержню вне внутреннего объема корпуса емкости.

Устройство работает следующим образом.

При подъеме уровня жидкости поплавок

5поднимается и свободным концом рычага

6давит на мембрану 2,.при достижении жидкостью критического уровня давление на мембрану 2 достигает критической величины и, мембрана 2 прощелкивается в неустойчивое состояние, ударяется стержнем 4 по корпусу емкости 1. Возникающие при этом колебания в стенке емкости 1 фиксируются пьезоэлектрическим датчиком 8. При понижении уровня жидкости ниже критического мембрана 2 возвращается в устойчивое состояние.

Предлагаемый датчик уровня жидкости отличается от прототипа тем, что использование его для контроля уровня жидкости в герметических резервуарах под высоким давлением позволяет упростить эксплуатацию за счет снятия ограничений на форму стенки резервуара, возможности измерять

уровень жидкости в высоких емкостях за счет того, что расстояние между источником и приемником акустических колебаний равно лишь толщине стенки емкости. Предлага- емое устройство не расходует

электроэнергию на возбуждение акустических колебаний, а использование стенок резервуара для передачи информации об уровне жидкости внутри резервуара позволяет снизить расход материала на изготовление корпусов резервуаров из-за того, что нет необходимости для обеспечения заданной прочности увеличивать толщину их корпуса в местах, где делаются отверстия для вывода информации об уровне жидкости.

Предлагаемое устройство проще налаживать при установке.

Формула изобретения Датчик уровня жидкости, включающий излучатель, приемник акустических колебаний. отличающийся тем, что, с целью упрощения эксплуатации, излучатель выполнен в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметичного корпуса,

и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной, при этом стержень расположен внутри корпуса, а приемник акустических колебаний выполнен в виде

пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно со стержнем вне внутреннего объема корпуса.

Сущность изобретения: датчик содержит излучатель и приемник акустических колебаний. Излучатель выполнен в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметичного корпуса, и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной. Стержень расположен внутри корпуса. Приемник выполнен в виде пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно стержню вне внутреннего объема корпуса. 1 ил.