УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ Советский патент 1973 года по МПК G01F23/296 

1

В известном ультразвуковом сигнализаторе уровня по авт. св. N° 250481 при обрыве соединит-ельного кабеля, выходе из строя керамики и ряде других неисправностей на выходе сигнализатора формируется сигнал, аналогичный сигналу при прохождении зеркалом жидкости заданного уровня, что не дает уверенности в исправности сигнализатора.

Цель изобретения - обеспечение возможности проверки исправности сигнализатора.

Цель достигается тем, что предлагаемый сигнализатор уровня снабжен добавочным трансформатором, имеющим амплитудный детектор на выходе, две встречно соединенные обмотки, подключенные к коллектору триода, а через диоды, ограничители и фазосдвигающие цепочки - к обмоткам питающего трансформатора, и сигнальную обмотку, включенную последовательно с сигнальной обмоткой основного трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема одноканального сигнализатора, на фиг. 2 - вариант схемы с вспомогательными устройствами.

За счет различных уровней, ограничения (фиг. 1) стабилитронов / и .2 (так же, как 3 и 4) напряжение на триод 5 подается только в течение части периода питающего трансформатора 6, поэтому на выходе а - б формируются импульсы со скважностью 3-5. Длительность импульсов на триоде 5 определяется выражением

т -L- arcctg - , и„

где Urn

амплитудное значение напряжения на обмотке трансформатора 6; Ни - порог отпирания стабилизатора 2

(4); 10/п - частота питающего напряжения.

Стабилизатор 2 стабилизирует импульсы по амплитуде. Выбирая значение -, получают

f/o

15

заданную длительность импульсов; таким образом, сигнализатор возбуждается только в течение части периода питающего напряжения на частоте /т колебаний керамики по толщине.

При этом колебания от излучателя к приемпику проходят через жидкость. При отсутствии жидкости амплитуда колебаний, поступающих на приемник, уменьшается в 50- 100 раз, и генерация на частоте /т срывается.

В промежутке, когда напряжение на стабилизаторах 1 II 3 отсутствует, на триод 5 подается импульсное напряжение через добавочный трансформатор 7 с обмотками Wi, wl и сигнальной обмоткой W2, диоды 8 и 9 со стабилитронов W и }}. Необходимый сдвиг по времени импульсов, формируемых на этих стабилитронах, по сравнению с импульсами, формируемыми на стабилитронах 1 и 3, обеспечивается фазосдвигающими цепочками 12 и 13. К выходу добавочного трансформатора подключен амплитудный детектор 14.

Для правильной работы сигнализатора необходимо обеспечить условие ,25 -- и

/п

фазовый сдвиг, равный 90°, на цепочках 12 и 13.

Трансформатор 6 настроен на частоту /д колебаний керамики по диаметру.

При подаче питания на триод 5 со стабилитронов 1 и 3 сигнализатор возбуждается на частоте /д. Эти колебания передаются к керамике приемника через корпус. Коэффициент передачи колебаний по корпусу не зависит от среды, в которой находится чувствительный элемент, и импульсы на выходе в - г являются сигналом об исправности чувствительного элемента, кабеля и усилительного блока.

Частоты /т и /д колебаний по толщине и диаметру связаны с размерами керамики соотношением

/п

где d - диаметр керамики, мм, t - толщина керамики, мм.

При необходимости установления в сигнализаторе нескольких каскадов усиления переключение обмоток трансформаторов осуществляется только в одном каскаде.

Если параметры жидкости меняются таким образом, что нет необходимости переключать обмотки в основном 15 и питающем 6 трансформаторах, то напряжение на триод подается через входные обмотки Wi и wi, диоды 16 н 17 с двух обмоток трансформатора 6, w и шз, напряжения на которых имеют относительный сдвиг фаз на 180°.

В варианте схемы с вспомогательными устройствами I и П (фиг. 2) сигнализатор имеет один выход д - е, который несет информацию как о прохождении зеркалом жидкости заданного уровня, так и об исправности сигнализатора.

Если сигнализатор исправлен и чувствительный элемент 18 находится в жидкости, то на выходе д - е формируются импульсы с частотой .

При выходе чувствительного элемента из жидкости частота уменьщается,

/с „.

Момент изменения частоты следования импульсов на выходе сигнализатора является моментом прохождения зеркалом жидкости заданного уровня.

Паличие импульсов с частотой и является критерием исправности сигнализатора.

Предмет изобретения

Ультразвуковой сигнализатор уровня по авт. св. № 250481, отличающийся тем, что, с целью обеспечения проверки исправности, он снабжен добавочным трансформатором, имеющим амплитудный детектор на выходе, две встречно соединенные обмотки, подключенные к коллектору триода, а через диоды, ограничители и фазосдвигающие цепочки - к обмоткам питающего трансформатора, и сигнальную обмотку, включенную последовательно с сигнальной обмоткой основного трансформатора.