УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР Советский патент 1971 года по МПК G01F23/296 

Настоящее изобретение относится к контрольно-измерительным приборам, применяемым для олределения уровня жидкости в закрытых сосудах. Оно может быть использовано в теплоэнергетических установках, химических реакторах.

Известные ультразвуковые уровнемеры, у которых акустические волноводы выполнены в виде двух параллельных стержней или спиралей, имеют следующие недостатки.

Так как скорость звука продольных волн в твердых телах намного больше скорости звука в жидкости, чувствительность акустических датчиков уровня волноводного типа ниже, чем у акустических устройств, работающих по принципу гидролокатора.

Вследствие того, что возбуждение и прием ультразвуковых колебаний в акустических волноводах, а также передача упругой энергии в жидкости от волновода к волноводу осуществляется не резонансными методами, возникают искажения упругого импульса за счет возбуждения в волноводах большого числа мод.

Из-за акустических наводок в местах крепления волноводов к фланцам и дифракции на концах волноводов возникают дополнительные помехи, которые создают «мертвые зоны в верхней и нижней частях датчика.

Описываемый уровнемер отличается от известных тем, что в нем чувствительный элемент выполнен в виде волноводного стержня, к плоской поверхности которого в верхней части прикреплен преобразователь, а параллельно его рабочей поверхности расположен отражатель.

Указанные отличия позво.тяют повысить чувствительность и разрешающую способность уровнемера.

Блок-схема предлагаемого устройства изобралсена на чертел е. На рабочей поверхности акустического волновода 1 укреплен резонансный преобразователь 2 ультразвуковых волн

Рэлея. На некотором расстоянии от рабочей поверхности волновода укреплен отражатель 3 ультразвуковых волн. Преобразователь 2 электрически соединен с генератором 4 радиоимпульсов, усилителем 5 и индикатором 6.

Радиоимпульсы, вырабатываемые генератором 4, поступают на ультразвуковой преобразователь. В нем электрические сигналы преобразуются в упругие импульсы, которые распространяются по рабочей поверхности акустического волновода / в виде волн Рэлея. Достигнув поверхности жидкости со стороны газа, волна Рэлея трансформируется. Поверхностная неоднородная волна, распространяясь по поверхности л идкости, достигает отражападает на рабочую поверхность акустического волновода /, где трансформируется в поверхностную. Часть этой волны по рабочей поверхности акустического волновода 1 достигает ультразвукового преобразователя 2. Преобразователь преобразует ее в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 5 и регистрируются индикатором 6.

Время от момента излучения до момента приема упругого импульса пропорционально уровню жидкости.

Предмет изобретения Ультразвуковой уровнемер, содержащий чувствительный элемент, пьезоэлектрический преобразователь, отражатель, генератор радиоимпульсов, электронный измерительный блок и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, чувствительный элемент выполнен в виде волноводного стержня, к плоской поверхности которого в верхней части прикреплен преобразователь, а параллельно его рабочей поверхности расположен отражатель.

j,