ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО УРОВНОМЕРА Советский патент 1974 года по МПК B06B1/06 

I Изобретение относится касается ультразвукового приборостроения и может использоваться дош измерения уровня жидкости.

Известные спиральные датчики яе обладают достаточной жесткость для обеспечения необходимой надежности и точности, особенно при больших измеряемых уровнях (в несколько: метров).

Предлагаемый датчик ультразвукового уравномера отличается тем, что он снабжен цилиндрическим корпусом с отверстиями, внут ри которого через системы крепления и натяга установлены акустически соединенные через наконечники с преобразователями волново- ды, выполненные в виде металлических лент толщиной, обеспечиващей скорость изгибных волн в ленте большей скорости ультразвука в контролируемой жидкости, а между волноводами укреплен отра|жатель в виде ряда параллельных

пластин, расположенных одаа над другой на общем держателе,

Отражатель может быть выполнен в виде металлической ленты толщиной, равной толщине волново- дов, с перфорированными прямоуголь ными отверстиями, расстояние между которыми составляет половину длины изгибной волны,

0

Указанные конструктивные отличия повышают точность измерений и надежность датчика.

На фиг,1 изображен датчик с вырезами, общий вид; на фиг,2 5пластинчатый отражатель, вид сбоку; на фиг.З - отражатель в виде перфорированной ленты; на фиг,4 ход лучей в пластинчатом отражателе; на фиг,5 - то же, в отража0теле в виде перфорированной ленты.

Корпус I датчика представляет собой полый цилиндр, в нижней части которого имеются отверстия, В верхней части к корпусу приварен , ь уплотняющий фланец 2 для крапле- ния к крышке контролируемого сосуда. Выше фланца приварен стакан, котором смонтированы излучающий и приемный преобразователи 3 акустически связанные через наконечники 4 с ленточными волновода ш 5, натянутыми параллельно один другому с помощью натяжного устройства внутри цилиндра. Ленточные волновода с большвд усилием прижимаются к торцам наконечников, обеспечивая надежный акустический контакт.

Натяжное устройство расположено в верхней части корпуса и состоит из коромысла 6, пружины 7 и натяжного болта 8, Сверху оно герметически закрывается крышкой 9. Нижняя часть валноводов прикреплена при помощ замка 10 к дну корпуса. В верхней части волноводы изолируются акумтически от коромысла при помощи многозвенных шарниров (цепей) II,

Между волноводами укреплен отражатель, представлящии собой ряд параллельных пластин 12, размещенных одна над другой на общем держателе 13. Отражатель мо жет быть также выполнен в виде ьзеталлической ленты 14 толщиной, равной толщине волноводов с пер-форационными прямоугольными отверстиями, расстояние меяду которыми составляет половину дайны изгибной волны Такой отражатель более технологичен по сравнению с пластинчатым.

1-олщина ленточного волноволи1таьк тд парфнамо nnnrina P

рения. Толщина рефлекторов выбирается из условия максимального отражения, т,е.. равной

,

2J

где с - скорость продольных волн в

материале рефлектора; « - произвольное целое число. Датчик уравномера работает следующим образом,

На один из преобразователей 3 подается электрический радиоимпульс от передающего устройства, этот импульс преобразуетсяв акустический ив виде продольной волны поступает через наконечник на передащий ленточный волновод 5. В ленточном волноводе возбуждается нулевая асимметричная волна Лэмба, которая распространяется вниз (от шарниров II в верхней части происходит отражение книзу), Достигнув уровня жидкости, волна излучается в нее под некоторым углом к ленте, зависящим от скорости звука в кидкости при заданной частоте и толщине ленты (см, фиг,4) Затем волна отражается от ближайшего от поверхности рефлектора и падает на приемный ленточный волновод под соответствующим углом, Так как волноводы имеют одинаковую толщину, то угол падения на приемный волновод соответствует максимальной чувствительности.

Колебания по приемному волноводу передаются вверх, до .... ....-.- --- - .

308 S1

При использовании в качестве отражателя перфорированной ленты энергия постзгпает с передающего на приемный волновод благодаря резонансу перемычки между перфорационными отверстиями на изгиб ной моде. Оада)щая волна возбуждает перемычку, в которой возникает прямая и отраженная волна от соседних отверстий, Ход лучей в этом случае показан на фиг,5,

ПРЕЛМЕТ ИЗОБРШЕНШ

I, Датчик ультразвукового уравномера, содержащий излучавь щий и приемный преобразователи, систему крепления и волновода, о личающийся тем, что, с цель повышения точности и надежности в работе, он снабжен

цилиндрическим корпусом с отверстиями, внутри которого через системы крепления и натяга установлены акустически соединенные через наконечники с преобразователями волновода, выполненные в виде металлических лент толщиной, обеспечиващей скорость изгибных волн в ленте, болыцую скорость ультразвука в контролируемой жидкости, а между волноводами укреплен отражатель в виде р;ада параллельных пластин, расположенных одаа над другой на общем держателе,

Риг 1

ua.J

I J222222223 ч

/

7РигЛ

ЯРиг.Э