Способ контроля уровня жидких сред Советский патент 1992 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим способам контроля уровня жидких сред, и может найти применение в различных отраслях промышленности для сигнализации предельного значения уровня вязких, токсичных, пожаро- и взрывоопасных сред.

Известен способ контроля уровня жидких сред (см., например, Патент США № 3590843,кл. 137-81.5, от 06.07.1971 г.), основанный на размещении в зоне предельного значения уровня элемента сопло питания - приемный канал. О предельном значении уровня судят по моменту появления жидкости между соплом и приемным каналом.

Недостатком такого способа является необходимость контакта с контролируемой средой, вследствие чего затрудняется контроль сред со сложными физико-химическими свойствами, контакт с которыми нежелателен.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ контроля уровня жидких сред, реализованный в устройстве /см., например. Авт.свид. СССР ISfe 877339, кл. G 01 F 23/16; 23/00, Бюлл.изобр. 1981, № 40), заключающийся в

воздействии на жидкость струей газа и измерении параметров струи после отражения от контролируемой поверхности.

Недостатком способа, принятого за прототип, является недостаточная помехозащищенность и невысокая надежность при контроле уровня в емкостях с избыточным давлением. Кроме этого, в известном способе необходимо дополнительное преобразование получаемого сигнала в сигнал, удобный для передачи.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля уропня жидких сред, состоящем в воздействии на жидкость струи газа и измерении параметров струи после отражения от контролируемой поверхности, струю газа турбулизируют с получением акустических колебаний и об урооне жидкости судят по возникающим акустическим амп- литудно-модулированным колебаниям.

При анализе известных технических решений не обнаружены решения, имеющие признаки, сходные с отличительными при- знаками предлагаемого изобретения.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что заявляемое техч

Ч

ч о о

N

ническое решение обладает существенными отличиями.

Наличие совокупности существенных признаков обеспечит возможность более надежного контроля предельных значений уровня жидких сред.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля уровня жидких сред.

Устройство включает в себя регулятор расхода газа 1. выход которого соединен при помощи газоподводящей трубки 2 с входом звукообразующего турбулизатора 3. Выходящая из турбулизатора 3 струя газа набегает на поверхность жидкости и образует на ней углубление 4. В пространстве над жидкостью установлен микрофон 6, выход которого подключен к входу блока сигнализации 6.

Существо предложенного способа контроля уровня жидких сред заключается в следующем.

Газ с выхода регулятора газа 1 с расходом Gr const поступает по газоподводящей трубке 2 на вход звукообразующего турбулизатора 3, выполняющего функцию генератора акустических колебаний вида

a(t) AmoCOS Wot,

где Amo, Уо - амплитуда и частота акустических колебаний;

t - время.

Если уровень жидкости будет меньше предельного, то звуковые колебания не будут претерпевать каких-либо изменений.

При подходе к предельному значению уровня на контролируемой поверхности под действием струи, вытекающей из турбулизатора 3, образуется углубление 4. Это углубление сохраняет устойчивую форму до тех пор, пока уровень не примет значения, соответствующего предельному. В образованной при этом системе струя газа - жидкость режим взаимодействия принимает характер автоколебательно. При таком режиме взаимодействия углубление 4 претерпевает периодические изменения, являющиеся следствием волноаых процессов, происходящих на поверхности углубления, которые могут быть описаны уравнением

f(t) AmCOSjt,

где Am, 5 -амплитуда и частота инфразвуко- вых волн на поверхности углубления 4.

Волна, перемещающаяся по поверхности углубления 4, является однопериодной. поэтому частота колебаний выходящей из углубления струи газа будет равна частоте Ј.

При колебании выходящая из углубления струя газа воздействует на струю, выходящую из турбулизатора 3. При этом будет осуществляться акустическая амплитудная

модуляция, при которой на колебания звуковой частоты накладываются колебания инфранизкой частоты Ј , характеризующие момент достижения жидкостью предельного уровня.

Акустическая амплитудная модуляция сопровождается изменением амплитуды колебания с частотой ftJo по закону изменения колебания с инфранизкой частотой f, т.е.

адмМ Am(t)cos аы.

где Am(t) - огибающая амплитудно-модули- рованного колебания;

Am(t) COSЈ(t).

Amo

где К- коэффициент пропорциональности. Таким образом, при достижении

уровнем предельного значения начинается амплитудная модуляция акустического колебания. Акустический амплитудно-мо- дулированный сигнал воспринимается микрофоном 5 и поступает на вход блока

сигнализации 6, выполняющего усиление и звуковую /световую/ сигнализацию,

Предложенный способ контроля уровня жидких сред по сравнению с известными позволяет увеличить надежность при работе в емкостях с избыточным давлением за счет использования акустической амплитудной модуляции.

45

Формула изобретения

Способ контроля уровня жидких сред, заключающийся в том, что воздействуют на жидкость струей газа и измеряют параметры струи после отражения от жидкости, по

которым определяют уровень, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, струю газа турбулируют с получением акустических колебаний и об уровне судят по возникающим акустическим амплитудно-модулированным колебаниям.

Сущность изобретения: струю газа тур- булируют с получением акустических колебаний, воздействуют ею на жидкость, измеряют параметры струи после отражения от жидкости и об уровне судят по возни- кающим амплитудно-модулированкым колебаниям.1 ил.