Устройство для определения параметров среды в емкости Советский патент 1993 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для экспресс-анализа и в устройствах с автоматическим регулированием технологического процесса в различных производствах.

Известен ультразвуковой сигнализатор уровня, работа которого основана на регистрации изменения плотности среды в емкости, содержащий ультразвуковой преобразователь, установленный на боковой стенке емкости, усилитель, генератора ударного возбуждения, таймер, схемы временной и амплитудной селекции и схему обработки информации.

Недостатком этого устройства является низкая надежность, вызванная сложностью схемо-технического преобразования информации, построенной на аналоговых узлах.

Ближайшим к заявленному устройству (прототипом) является ультразвуковой сигнализатор плотности среды в емкости, содержа- щий ультразвуковой преобразователь, установленный на емкости, генератор ударного возбуждения, подключенный выходом к преобразователю, два временных селектора, два RS-триггера и таймер, причем таймер подключен первым выходом к входу генератора и S-входу первого триггер а, вторым - к входу первого селектора, третьим - к входу второго селектора, выход первого селектора подключен к R-входу первого триггера и S-входу второго триггера, выход первого триггера подключен к второму вхо ду второго селектора, а выход второго селектора подключен к R-входу второго триггера, ограничитель амплитуды и компаратор, выход которого соединен с входом селектора, а вход - с выходом ограничителя, вход ограничителя соединен с преобразователем.

Недостатком данного устройства является невозможность иметь непрерывную информацию об изменении плотности среды. - -; - -.. , ... ...,... . :,. : - , ;

Цель изобретения - повышение точно- . сти измерений.

Ц ель достигается тем, в устройство для определения параметров среды в емкости,

ел С

vi о

VJ

N3 КЭ

содержащее ультразвуковой преобразователь, генератор ударного возбуждения, ограничитель амплитуды, вход которого соединен с преобразователем, таймер и временной селектор, один вход которбго соединен с вторым выходом таймера, а первый .щх°Д- таймера подключен к входу генератора. й,вхрд генератора соединен с преобразоватедем,введены аналого-цифро- вбй преоб§азр1атель (АЦП), входом соединенный 5 И ограничителя амплитуды; выход АЦП подключен к другому входу временного селектора, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), вход которого соединен с выходом временного селектора, схема выделения максимума (СВМ), входом соединения с выходом временного селектора, а выход подключен к входуразрешения записи ОЗУ.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введение АЦП,ОЗУ и СВМ с указанными на схеме связями позволяет непрерывно иметь информацию об изменении плотности среды в емкости в цифровой форме, что расширяет функциональные возможности устройства. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

На фиг.1,2 представлена функциональная схема устройства.

Ультразвуковой измеритель параметров среды в емкости содержит ультразвуковой преобразователь 1, установленный на емкости 2, генератор 3, выход которого соединен с-преобразователем, таймер 4, первый выход которого соединен с входом генератора, ограничитель амплитуды 5, АЦП б и временной селектор 7, на один вход которого подключен второй выход таймера, а на другой - выход АЦП б, вход АЦП 6 соединен с выходом ограничителя амплитуды, ОЗУ 8, информационный вход которого подключен к выходу временного селе.ктора, СВМ 9, входом присоединенный к выходу временного селектора, а выходом - к входу разрешения записи ОЗУ 8.

Устройство работает следующим образом.

С первого выхода таймера 4 генератора 3 периодически поступают импульсы .синхронизации. Зондирующие™ йм- пульсы, синхронно возникающие на выходе генератора 3, подаются на ультразвуковой преобразователь 1, который передает через стенку емкости 2 в среду возникающий на нем акустический импульс. При различной плотности среды в емкости 2 степень демпфирования стенки этой средой в месте

установки преобразователя 1 будет различна. Следовательно, амплитуда отраженного от внутренней стенки импульса будет различна в зависимости от степени ее демпфирования, т.е. от плотности (уровня осадка) среды в месте установки преобразователя 1. Аналого-цифровой преобразователь измеряет амплитуды всех импульсов, включая и зондирующий, которые поступают на его

вход от преобразователя 1 через ограничитель амплитуды 5. Полученные кодовые значения амплитуд всего спектра поступают на вход временного селектора 7, на другой вход этого селектора подаются в расчетное

время строб-импульсы с таймера 4, которые позволяют пропустить через селектор на вход ОЗУ 8 и СВМ 9 кодовые значения амплитуд импульсов, отраженных от внутренней стенки емкости 4. В ОЗУ должно быть

записано амплитудное значение отраженного импульса, который сам состоит из множества радиоимпульсов различной амплитуды. Схема выделения максимума 9 должна проанализировать огибающую отраженного радиоимпульса и выдать на вход разрешение записи ОЗУ импульса, который запишет в ОЗУ амплитудное значение отраженного от внутренней стенки импульса. Амплитуда этого импульса будет пропорциональна плотности (уровню) среды в емко-, сти 2. При этом для определения плотности преобразователь 1 устанавливается на боковой стенке емкости 2, для определения уровня-на дне емкости 2.

Формул а изобретения

Устройство для определения параметров среды в емкости, содержащее ультразвуковой преобразователь, временной селектор, генератор ударного возбуждения,

выход которого подключен к ультразвуковому преобразователю, таймер, первый выход которого соединен с входом генератора, а второй выход - с первым входом временного селектора, и ограничитель амплитуды,

вход которого подключен к ультразвуковому преобразователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены аналого-цифровой преобразователь, схема выделения максимума

и оперативное запоминающее устройство, при этом вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу ограничителя амплитуды, а выход - к второму входу временного селектора, выход которого подключен к первому входу оперативного запоминающего устройства и к входу схемы выделения максимума, выход которой подключен к второму входу оперативного запоминающего устройства.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности и уровня среды в емкостях и трубопроводах различных производств. Сущность изобретения: устройство содержит ультразвуковой преобразователь, установленный на емкости, генератора, таймер, ограничитель амп- л и т у д ы а нал ого - цифровой преобразователь, временной селектор и оперативно-запоминающее устройство. 2 ил..