Ультразвуковой уровнемер Советский патент 1977 года по МПК G01F23/296 

Для повышения точности измерений предлагаемый уровнемер снабжен контрольным устройством, выполненным в виде последовательно соединенных дополнительного приелМного устройства, схемы совпадения, одним из входов соединенной с мультивибратором, балансного модулятора, интегратора и сумматора, рабочее приемное устройство одновременно подключено к балансному модулятору и сумматору, выходом соединенному с регистратором, а датчик снабжен донолнительным излучателем - приемником, соединенным с дополнительным приемным устройством, и призмой. На чертеже изображена схема описываемого уровнемера, состоящего из датчика 1, включающего рабочий 2 и контрольный 3 излучатели-приемники, закрепленные в одном корпусе, и жестко закреиленной на нем иризмы 4, генератора ударного возбуждения 5, контрольного устройства 6, состоящего из дополнительного прпемного устройства 7, схемы совнадения 8, мультпвибратора 9, рабочего приемного устройства 10, балансного модулятора И, интегратора 12, сумматора 13 и регистратора 14. Работает устройство следующим образом. Ультразвуковой датчик 1 помещен в измеряемую среду на фиксированном расстоянии а от нижнего осиования резервуара или коитролыюго отражателя. Генератор возбуждення 5 вырабатывает высокочастотные стабильные импульсы малой длительности, которые возбуждают рабочий излучатель-приемник 2. Последний преобразует высокочастотные колебання в механическне колебания среды, которые, отразивщись от рабочей грани призмы 4, расиространяются до границы раздела А-Б. Отразившись от границы раздела двух сред, ультразвуковые механические колебання через рабочую грань призмы вос ринимаются тем же излучателем-ириемником 2, преобразуются в высокочастотные колебания, которые поступают на вход рабочего приемника 10, где преобразуются с помощью генератора ударного возбуждения во временной иитервал, пропорциона.тьный измеряемому расстоянию. Одновременно генератор ударного возбуждения 5 возбуждает контрольный излучательприемник 3, который работает аналогично рабочему излучателю-приемнику 2. Излучательприемник 3 измеряет постоянное расстояние до контрольного отражателя (дна резервуара) через вторую рабочую грань. Высокочастотные имиульсы с излучателя-приемника 3 иоступают в контрольный нриемник 7, где преобразуются с помощью генератора ударного возбуждення 5 во временной интервал, пропорциональный фиксированному расстоянию до контрольного отражателя (дна резервуара). Имнульсы временного интервала с контрольного нрпемника 7 сравниваются в схеме совпадения 8 с импульсами стабильной длительности ждущего мультивибратора 9, синхронизированного ио времени с заиуском геиератора ударного возбуждения 5, причем длительность импульсов мультивибратора устанавливается большей максимально возможного времени прихода отраженного сигнала контрольного измерителя. Полученный сигнал рассогласования из-за изменения температуры либо изменения плотности или фракционного состава намеряемой среды ноступает совместно с сигналом рабочего приемника 10 в балансный модулятор 11, где модулируется постоянной составляющей сигнала приемника 10. Далее сигнал интегрируется в интеграторе 12, складывается с некорректированным сигналом рабочего приемника 10 в сумматоре 13 и регистрируется в регистраторе 14. Каиалы контрольного и рабочего измерения, включая цепи датчика, рабочего и контрольного приемников и генератора, электрически н акустическн развязаны между собой за счет соединения контрольного и рабочего излучателей-приемников с входом определенного канала различными линиями связи в виде, например, радиочастотных кабелей. При одновременной работе рабочего и контрольного излучателя-нриемника взаимодействие ультразвуковых полей исключено. Стенка кориуса датчика в иаправлении излучения и приема сигнала акустически нрозрачна. Для максимального ослабления взаимного влияния ультразвуковых имнульсов излучатели-ириемники разделены рядами концентрически расположенных ребер. Этим достигается акустическая изоляция по входу и выходу излучателей-приемников между собой. Применение предлагаемого устройства позволяет автоматически комиенсировать темнературную ногрещность, связанную с измеиением скорости распростраиения ультразвуковых волн ири изменеиии температуры и с изменением плотности и фракционного состава измеряемой среды. Применение предлагаемого устройства, наиример, в коксохимической нромышленности при измереиии граннцы раздела сырой бензол-воздух позволит увеличить точность измерения, улучшить технологический режим производства и разделения бензольных продуктов, ликвидировать тяжелый ручной труд ири замерах уровией бензола. Формула изобретения Ультразвуковой уровнемер, содержащий генератор ударного возбуждения, соединенный с мультивибратором, одним из входов приемного устройства и излучателем-приемником датчика, подключенным к другому входу приемного устройства, выход которого соединен с регистратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен контрольным устройством, выполненным в последовательно соединенных дополнительного приемного устройства, схемы совпадения, одним из входов соединенной с мультивибратором, балансного модулятора, интегратора и сумматора, рабочее приемное устройство одновременно подключено к балансному модулятору и сумматору, выходом соединенному с регистратором, а датчик снабжен дополнительным излучателем-приемником, соединенным с дополнительным приемным устройством, и призмой.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. В. А. Носов. «Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры, М., «Машиностроение, 1972, стр. 198, 201, 204 (прототип).

I и. ,-4----- , Гьр

I I nt: i---А.

- I -iTlj: --г j