Ультразвуковой уровнемер Советский патент 1978 года по МПК G01F23/296 

Изобретение относится к технике измерения уровня с помощью ультразвука. Известны ультразвуковые уровнемеры, преобразующие уровень во временной параметр, солержаише генератор импульсов возбуждения, акустический преобразователь, усилитель, схему отсчета времени, задающий генератор и показывающий прибор 1. Известны уровнемеры, в которых в качестве генератора счетных импульсов используется ультразвуковое синхроколыдо, позволяющее компенсировать погрещность измерения от непостоянства распространения ультразвука в контролируемой среде 2. Указанные уровнемеры обладают малой надежностью измерения из-за влияния помех на работу синхрокольца. Так, при прохождении одной импульсной помехи достаточной величины частота импульсов, циркулирующих в контуре синхрокольца, может удвоиться и дальнейшие измерения будут ложными. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ультразвуковой уровнемер, содержащий образующие измерительное синхрокольцо генератор импульсов возбуждения, акустический преобразователь, нрие.мное устройство и схему запрета, включенные последовательно формирователь стробирующих импульсов и измеритель временных интервалов, соединенный с компенсационным синхрокольцом, делитель частоты, в котором имеется устройство для определения наличия помех 3. При увеличении частоты синхрокольца на выходе этого устройства генерируется импульс запрета, под действием которого размыкается ключ, введенный в контур синхрокольца. Это устройство, однако, рассчитано на постоянную частоту и неприменимо для измерительного синхрокольца, частота которого может изменяться в щироких пределах. Цель изобретения - повышение помехо-. устойчивости уровнемера в широком диапазоне рабочих частот. Для этого в предлагаемое устройство вве дены генератор тактовых импульсов и схема ИЛИ, запрещающий вход схемы запрета подключен к выходу формирователя стробирующих импульсов, запускающий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенным к одному из входов схемы ИЛИ, установленной на входе генератора импульсов возбуждения, другой вход которой соединен с выходом схемы запрета и через делитель частоты - со входом «Стоп формирователя стробирующих импульсов.

На чертеже изображена структурная схема предложенного уровнемера.

Уровнемер содержит генератор i пмiiy.ibcoB возбуждения, акустичеекг;й :1реон:разонатель 2, приемное устройстгн; J. схему 4 запрета и схему ИЛИ 5, образуюпилизмерительное синхроколыю 6, (|:iop; i;ii)()плтгль 7 стробирующих импульсоп, и мер; гель 8 временных иктервалов, coonjnuM-iный с компснсапиопным :инxpo(). 9. делитель частоты i0. reneparoii ii тактовых импульсов. Злпреп1аюп1ий в.ход 12 схемы запрет,; подключен к выходу формирователя 7 стробирующих импульсов, запускаюпдин вход 13 которого соединен с выходом генератора 11 тактовых импульсов, подключенным к одному из входов схемы ИЛИ 5, установленной на входе генератора 1 имиу.1ьсов возбуждения, другой вход схемы ИЛИ 5 соединен с выходом схемы запрета 4 и через делитель частоты 10 с вхол.ом «Стоп 14 формирователя 7 стробирхклцих импульсов.,

Уровпемер работает следующим образом.

До прихода тактового импульса на выходе фор.мирователя 7 стробирующих импульсов нулевой потенциал, схема запрета 4 закрыта, измерительное синхрокольцо 6 находится в иепозбужденном состоянии - па делитель частоты 10 импульсы не поступают. Кс.миенсаппонное синхрокольцо 9 находится постоянно в возбужденном состоянии.

С 1 риходом тактового импульса от генератора 11 через схему ИЛИ 5 запускается генератор импульсов возбуждения 1. На выходе формирователя 7 устанавливается потенци.ал Vc-,,, открывающий по входу 12 схему зя;;рета 4. Измерительное синхрокольпо 6 возбуждается, и на выход делителя

частоты 10 поступают и.мнульсы 11, с периодом, равным

Т |1; где L - значения уровня;

С - скорость ультразвука в пзмеряе.юй среде.

Через вре.мя t Т- п, где п -- коэффиииен деления делителя частоты, на выхи I.. дели.теля частоты фор.мируется .иу;1ос Ц , поступающий на вход «Стоп 14

фор м1рователя 7 и устанавливающий на его выходе нулевой потендиал. Схема запрета 4 закрывается, при этом контур синхроко.тьца разрывается и циркуляция импульсов в нем прекращается до прихода следующего тактового импульса.

Синхрокольцо разрывает каждый цикл преобразования, устраняя таким образом влияние помехи в щироком диапазоне рабочих частот.

Формула изобретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий образующее измерительное синхрокольцо генератор импульсов возбуждения, акустический преобразователь, приемное устройство и схему запрета, включенные последовательно формирователь стробирующих импульсов и измеритель временных интервалов, соединенный с компенсационным синхрокольцом, делитель частоты, отличающийся тем, что, с , целью повышения помехоустойчивости уровнемера в широком диапазоне рабочих частот, в него введены генератор тактовых импульсов и схема ИЛИ, запрещаюший вход схемы запрета подключен к выходу формирователя стробируюших импульсов, запускающий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенным к одному из входов схемы ИЛИ, установленной на входе генератора импульсов возбуждения, другой вход которой соединен с выходом схемы запрета и через делитель частоты - входом «Стоп формирователя стро бирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Бобровников Г. Н. Методы измерения уровня, М., «Машиностроение, 1977, с. 65.

2.Авторское свидетельство СССР № 504092, кл. G 01 F 23/28.

3.Авторское свидетельство СССР N° 497481, кл. G 01 F 23/28.