УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР Советский патент 1968 года по МПК G01F23/28 

Известны дискретные уровнемеры, содержащие размещенные на различных уровнях внутри трубы излучатели ультразвуковых колебаний, воздействующие через стенку на расположенные снаружи трубы на соответствующих уровнях приемники, включенные вместе с излучателями в цепь генератора с измерительным устройством.

Предложенный уровнемер отличается от известных тем, что в нем датчик выполнен в виде полого цилиндра с внутренними кольцевыми пазами, образующими чувствительные пояса, в каждом из которых установлены идентичные излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, состоящие каждый из пьезокерамического преобразователя и конического концентратора. Это позволяет повысить надежность уровнемера, использовать его в агрессивных, токсичных и криогенных средах.

На чертеже представлена принципиальная схема уровнемера.

Уровнемер содержит акустический датчик, соединенный электрическим кабелем с электронной аппаратурой с генератором качающейся частоты и измерительным устройством.

Датчик уровнемера выполнен в виде полого цилиндра 1, герметически закрытого с одного конца. Противоположный конец прикреплен к герметичному фланцу 2, снабженному штепсельным разъемом 3. На внутренней поверхности цилиндра проточены кольцевые пазы 4 на высоте, определяемой заданной высотой измеряемых уровней. Стенки 5 пазов 4 образуют кольцевые резонансные системы с частотой, определяемой геометрическими параметрами и физическими свойствами материала трубы.

В стенку 5 паза 4 вварены индентичные излучатель 6 и приемник 7 ультразвуковых колебаний, состоящие каждый из пьезокерамического преобразователя, соединенного коническими концентраторами. Электрические соединения преобразователей со штепсельным разъемом осуществляются гибкими проводами внутри полости цилиндра 1.

В работе прибора используются прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты и явления воздействия жидкой среды на акустическую добротность колебательной системы. Подключенные к генератору ультразвуковых колебаний излучатели возбуждают колебания в кольцевых резонансных системах. Соответствующие приемники, расположенные в точках, диаметрально противоположных точкам расположения устройств возбуждения, преобразуют упругие колебания в электрические, управляющие работой электрической схемы и измерительного устройства.

При демпфировании наружной поверхности кольцевой резонансной системы жидкостью, ее добротность резко падает, что уменьшает величину э.д.с. на приемниках и фиксируется измерительным устройством. Изменение уровня жидкости по высоте трубы датчика дает последовательные сигналы, управляющие системой сигнализации и автоматизации.

Ультразвуковой дискретный уровнемер, содержащий датчик, подключенный к генератору ультразвуковых колебаний, и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, использования в агрессивных, токсичных и криогенных средах, датчик выполнен в виде полого цилиндра с внутренними кольцевыми пазами, образующими чувствительные пояса, в каждом из которых установлены идентичные излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, состоящие каждый из пьезокерамического преобразователя и конического концентратора.