УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД Советский патент 1968 года по МПК G01F23/296 

Предложенный сигнализатор может найти применение в нефтяной, нефтехимической и нефтедобывающей промышленности лри автод атическом регулировании и сигнализации границы раздела (например, газ - нефтепродукт - вода или водные растворы).

Сущеспвующие ультразвуковые сигнализаторы границы раздела двух сред, содержащие датчики с излучающим и приемным пьезолреобразователями, генератор ультразвуковых колебаний, приемное устройство, блок сигнализации и блок питания, основанные на измерении скорости и поглощения ультразвука, сложны и, из-за влияния загрязненности, состава и температуры среды на процесс индикации, являются ненадежными.

Предложенный сигнализатор основан на приеме отраженных от исследуемой границы раздела ультразвуковых сигналов, падающих к ней под углом, и отличается тем, что в нем датчик выполнен в виде открытой сверху камеры, на противоположных стенках которой установлены излучатель и приемник под углом, равным критическому, к границе раздела, образованной плоскостью верхнего среза камеры. Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и однозначность определения границы раздела двух сред.

На чертелсе представлена принципиальная схема сигнализатора, содержащего блок /

питания, генератор 2 ультразвуковых колебаний, приемное устройство 3, блок 4 сигнализации, датчик, выполненный IB виде открытой сверху камеры 5, на противоположных стенках которой установлены пьезоэлектрические излучатель 6 и приемник 7, и исследуемую емкость 8.

Сигнализатор работает следующим образом.

Камеру 5 помещают в исследуемую емкость 8, причем камера всегда бывает заполнена более тяжелой жидкостью, чем емкость. Излучатель 6 и приемник 7 располагают с внешней стороны камеры 5, симметрично относительно ее осевой линии и так, чтобы точка пересечения падающего под углом к границе раздела ультразвукового луча (.центрального) и отраженного лежала на поверхности верхнего уровня камеры. При соблюдении этого условия отраженный луч будет попадать в приемник 7 IBO всех случаях, кроме того, когда контролируемая граница раздела станет выще верхнего уровня камеры 5 (см. границу раздела, изображенную на чертеже пунктиром).

Момент индикации границы раздела наступает при достижении ею верхнего уровня камеры 5. В этом случае отраженный от нее ультразвуковой сигнал попадает в приемник 7, преобразуется там в электрический сигнал

и, после усилия до амплитудного ограничения в приемном устройстве .3, поступает в блок сигнализации, который фиксирует наличие границы раздела на заданном уровне. При опускании исследуемой границы раздела сигнал в приемнике 7 сохраняется благодаря тому, что в Камере 5 остается более жидкость, которая с верхней образует границу раздела, совпадающую с верхним уровнем камеры 5. Этим обеспечивается однозначность определения исследуемой границы раздела.

Так -как в описываемом сигнализаторе индикация осуществляется по наличию в приемнике 7 отраженного от границы раздела ультразвукового сигнала и после преобразования в нем минимально возможный электрический сигнал усиливается до ограничения, то его показания будут независимы от состояния контролируемой жидкости. Последнее обстоятельство значительно повышает надежность работы описанного сигнализатора.

Предмет изобретения

Ультразвуковой сигнализатор границы раздела двух сред, содерлсащий датчик € излучающим и приемным пьезопреобразователямн, генератор ультразвуковых колебаний, приемное устройство, блок сигнализации и блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и однозначности определения границы раздела, датчик выполнен в виде открытой сверху камеры, на противоположных стенках которой установлены излучатель и приемник под углом, равным критическому к границе раздела, образованной плоскостью верхнего среза камеры.