Ультразвуковой индикатор уровня Советский патент 1978 года по МПК G01F23/296 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к уровнемерам, работающим па принципе измерения расстояния с помощью ультразвука и предназначенных для замера уровня жидкое теб, в том числе и агрессивных, а также находящихся под давлением в герметично закрытых резервуарах.

Известны уровнемеры, работающие на принципе замера времени прохождения ультразвукового сигнала от источника ультразвуковых волн через контролируемую жидкость до ее поверхности и сбратно ц1|. Источником ультразвуковых волн обычно служит периодически возбуждаемый электрическими импульсами пъезо- электрический или магнитострикционный датчик.

Эти уровнемеры, отличаясь высокой точностью, имеют ограниченное применение из-за высокого акустического сопротивления большинства жидкостей, обусловленного их физико-химическими свойствами, а также наличием в объеме жидкостей пузырьков |газа или взвешенных

частиц, что приводит к поглощению и рассеиванию ультразвукового сигнала, т.е. к неустойчивой работе уровнеме ра.

Известны также ультразвуковые индикаторы уровня, в которых ультразвуковой сигнал проходит по эталонной незамерзаклцёй с малым акустическим сопротивлением жидкости и лишь.небольuioti участок, равньтй диаметру уровнэмерной трубки, проходит через контролируемую жидкость .

Такая конструкция почти снимает проблему затухания ультразвукового сигнала, но не полностью, так как наличие газовых пузырей в контролируемой жидкости при прохождении ультразвукового сигнала даже через малый участок может привести к ложному срабатыванию, что снижает надежность уровнемера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемомурезультату к изобретешпо является ультразвуковсй

индикатор уровня, содержащий измери

тельный блок, уровнемерную трубку, пьезопреобразователь и подвижный датчяк-рефлектор З Недостатком данного устройства яв ляются наличие прохождения ультразвукового сигнала участка с контролируемой жидкостью, а также применение специальной принудительной механической системы передвижения датчикарефлектора, усложняющей конструкцию индикатора. Это снижает надежность и точность показаний индикатора уровня.

Для повышения точности и надежности устройства для измерения уровняуровнемерная трубка с расположенным в ней пьезопреобразователем выполнена герметичной и заполнена эталонной жидкостью, в которую помещен во взвешенном состояний датчик-рефлектор, связанный с поплавком, размещенньг} концентрично на уровнемерной трубке, при этом в уровнемерной.трубке концентрично с зазором установлена направляющая трубка с продольными отверстиями по всей длине. Антиадгезионное покрытие (например, фторопластовое) наружных поверхностей уровнемерной трубки и поплавка препятствует оседанию на них всевозможных механических примесей.

На чертеже схематически показан предлагаемый индикатор.

Он состоит из измерительного блока, имеющего блок 1 питания, электронный (счетный) блок 2 и показывающий прибор 3, герметичной мерной трубки 4, заполненной эталонной жидкостью 5, датчика-рсфлектора 6 и пьезопреобразова- теля 7, являющегося одновременно излуч 1телем и приемником ультразвуковых сигналов, отраженных датчиком-рефлектором 6..

Внутри уровнемерной трубки 4, кон- центрично, с небольшим зазором (например, 2мм) пропущена направляющая труба 8 с продольными отверстиями, расположенными в щахматном порядке по всей ее длине, которая служит направляющей для перемещения датчика-рефлектора 6, обеспечивая перетекание эталонной жиакости 5 при движен1ш датчика-рефлектора 6 через пазы и зазор между мерной трубкой 4 и направляющей трубой 8. Концы, мерной трубки 4 и направляющей трубы 8 жестко скреплены между собой.

Мерная трубка 4 через переходник 9 соединена с корпусом электронного блока 2 и снабжена фланцем 10 для ее установки на емкости, в которой контролируется уровень жидкости. Переходник 9 выполняет функцию расщирительного

бачка при температурных изменениях объема эталонной жидкости 5 и снабжен отверстием с резьбовсй пробкой 11 для залива эталонной жидкости. Пьезопреобразователь 7 помещен в капсулу 12, соединеннуто открытым концом с переходником 9, а глухим концом через виброгасящую втулку 13- с мерной трубкой 4. Датчик-рефлектор 6 выполнен в виде поплавка, в который встроен постоянный

магнит 14. Соотнощение объема и веса датчика-рефлектора 6 выбрано так, что он находится в эталонной жидкости 5 Тзо взвещенном состоянии. На мерную трубку 4 концентричнонйдет поплавок

5 15 с встроенными в него кольцевыми постоянными магнитами 16. Поплавок 15 отслеживает уровень контролируемой жидкости, а для того чтобы он не соскользнул с мерной трубки лК нижнему

0 ее торцу прикреплена шайба 17. Наружные поверхности поплавка 15 и мерной трубки 4 покрытыантиадгезиснной . пленкой 18,- которая предохраняет указанные поверхности от оседания на них механи5 ческих и других примесей, находящихся в контролируемой жидкости.

Индикатор работает следующим образом.

0 При изменении уровня контролируемой жидкости поплавок 15, отслеживая его, увлекает за собой за счет магнитной связи датчика-рефлектора 6, отражается от него и возвращается к пьезо35 преобразователю 7, которым воспринимается, обрабатывается электронным . блоком 2 и в виде электрического сигнала выдается на показывающий прибор 3, шкала которого градуируется в

® единицах длины.

От1шз от принудительной механической системы перемещения датчика-рефлектора и отсутствие на пути прохождения ультразвуковогосигнала участка с конт ролируемой жидкостью повышают точность и надежность индикатора уровня и поэволяют использовать его для контроля уровня практически любых жидкостей.

Форму изобретения

Ультразвуковой индикатор уровня, содержащий измерительный блок, уровнемерную трубку, пъезопреобразователь и

подвижный датчик-рефлектор, о т л и чающийся тем, тго, с целью повышения точности и надежности устройства, уровнемерная трубка выполнена герметичной и заполнена эталонной жидкостью,