АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР Советский патент 1972 года по МПК G01F23/296 

Изобретение относится к области измерительной техники и нредназначено для измерения уровня .в скважинах, открытых потоках, водоемах и закрытых емкостях.

Известны акустические уровнемеры и дальномеры, основанные на эхо-методе (например, эхолоты), а также уровнемеры объемно-резонансного типа с раздельным излучателем и приемником и с совмещенным приемоизлучателем - акустические эндовибраторные уровнемеры.

Акустические эндовибраторные уровнемеры с совмещенным приемоизлучателем имеют простую конструкцию первичного датчика.

Однако для четкого определения резонансных частот, соответствующих определенным дискретным значениям уровня, последующие ступени преобразования и обработки информации усложнены.

С целью повыщения точности объемный резонатор в предлагаемом уровнемере выполнен в виде трубы, внутренняя полость которой по длине разделена тарельчатыми диафрагмами с отверстием посередине на ряд дискретных объемов с шагом дискретности, равным выбранной точности измерения уровня, причем, для достижения четкости выделения дискретных уровней (с неопределенностью выделения не более 10% щага квантования), диафрагмы выполнены в виде криволинейного конуса (консида), представляющего собой однополостный полугиперболоид вращения, обращенный верщиной вниз, и объем перехода от кромки одной диафрагмы к кромке другой не превышает 10% общего объема дискретной объемной ячейки.

Для упрощения технологии изготовления датчика диафрагмы выполнены съемными в виде отдельных тарелок с обоймой, набирае.мых во внутренней полости корпуса резонатора (трубы) путем укладки их одна на другую с последующей герметизацией стыков, например, парафином.

На чертеже представлена схема предлагаемого акустического уровнемера.

Уровнемер состоит из объемного резонатора, приемоизлучателя, звукового генератора, индикатора резонанса и привода, изменяющего перестройку звукового генератора в режнме ноиска резонансной частоты методом выбора по максимуму амплитуды. Поиск может осуществляться как вручную, так и автоматически следящей системой, снабженной

рых по высоте выбран равным необходимой точности измерения уровня.

Тарелки 2 представляют собой криволинейный усеченный конус в виде однонолостного полугиперболоида вращения (коноида), обращенный верщиной вниз. Сечение горловины образует отверстие 3 для пропуска воды.

Объем, заключенный между плоскостями кромок отверстий в соседних тарелках 2 (диафрагмах), ие превыщает 10% от полного объема меладу соседними диафрагмами. Для укладки друг на друга тарелки 2 сиаблсены обоймами 4, места соединений которых при сочленении в набор герметизируется, например, парафином.

В верхней части объемного резонатора установлен приемоизлучатель 5 (например, динамический), который подключен к выходу звукового генератора 6. К выходу последнего и к приемо-излучателю 5 подсоединен индикатор резонанса 7, выход которого соединен со схемой отработки 8 следящей системы, управляющей приводом 9 (при автоматизации измерения). Звуковой генератор 6 и схема отработки питаются от блока управления 10 по программе или команде с ДП.

Прибор допускает неавтоматическое измерение с ручным управлением. Тогда схема обработки 8, привод 9 и блок управления 10 исключаются, а включение прибора в цепь питания производится оператором.

Уровнемер работает следующим образом.

С подъемом уровня пленкой поверхностного натяжения, касающейся кромки среза конуса очередной диафрагмы, отсекаются все нил ележащие дискретные объемы. Гидравлическая

отсечка объемов происходит с неопределенностью не более 10%, что достнгается формой диафрагм, как бы входящих одна в другую. При этом ириелюизлучатель возбуждает объемный резонатор, построенный подобным образом на дискретных уровнях резонансных частот, которые четко и точно определяют изменение уровня воды в дискретах, равных точности измерения (конструктивно расстоянию

между кромками отверстий соседних диафрагм).

Предмет изобретения

1. Акустический уровнемер, содержащий генератор звуковых колебаний, приемоизлучатель, объемный резонатор и индикатор резонанса, отличающийся тем, что, с целью повынления точности, объемный резонатор выполней в виде трубы, внутренняя нолость которой по длине разделена тарельчатыми диафрагмами с отверстием посередине на ряд дискретных объемов с шагом дискретности, равным выбранной точности измерения уровня, причем диафрагмы выполнены в виде однополостного полугипербалоида вращения, обращенного вершиной вниз, а объем перехода от кромки одной диафрагмы к кромке другой не превышает 10% общего объема дискретной

объемной ячейки.

2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что, с целью унрощения технологии изготовления датчика, диафрагмы выполнены съемными в виде отдельных тарелок с обоймой, уложенных одна на другую с последующей герметизацией стыков, например, парафином.

X/: