Акустический уровнемер Советский патент 1979 года по МПК G01F23/296 

(54.) АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

.1

Изобретение относится к области .измерительной техники и может найти применение в качестве акустического уровнемера, в ocнoвнoм в ра.зличных низкотемпературных устройствах.

Известенакустический уровнемер, содержсиций датчик в виде волновода с двумя электроакустическими преобразователями, усилитель, формирователь, генератор зондирующих импульсов и схему обработки сигналов датчика 1 ,

В волноводе установлен частичный отражатель, выполненный в виде бокового отверстия с регулируемой длиной Изменяя длину отверстия от О до А/4, можно регулировать интенсивность отраженного от него звука ot О до max ( А- длина волны) и добиться устойчивого приема только одного, первого, отраженного от бокового отверстия импульса.

Недостатком этого ypoBHeivtepa является необходимость подстрс(йки бокового отрс1жателя при изменении параметров газовой среды. Особенно сильно этот недостаток проявляется при измерении уровня криогенных жид1костей в термоизолированньйс емкостях криостатах,где возможны значительные

изменения не только температуры газовой среды, но и ее давления. Кроме того, поскольку условия внутри криостата резко отличны от наружных условий, вес.ь датчик необходимо помещать внутри криостата. В результате доступ к боковому отражателю значительно затруднен.

Следовательно, ввиду сложности

0 подстройки бокового отражателя при измерении уровня криогенной жидкости в криостате в известном уровнемере может происходить срыв автоциркуляции и выдача ложных показаний об

5 уровне жидкости.

Из известных акустических уровнемеров наиболее близким по технической сущности является устройство электроакустического типа для измерения уров

0 ня жидкости, содержащее генератор зондирующих импульсов, схему обработки сигналов, волновод, приемоизлучающий электроакустический преобразователь, подключенный к выходу гене5ратора зондирующих импульсов и через усилитель и формирователь - к схеме обработки сигналов,дополнительный при емный электроакустический преобразователь, соединенный со входом генера0тора зондирующих импульсов 2. Недостатком этого устройства является недостаточно высокая устойчи вость работы при измерении уровня криогенных жидкостей, находящихся в термоиэолированной емкости. Цель «изобретения - повышение эксплуатационной надежности уроьнемера , Это достигается тем, что в предл гаемом акустическом уровнемере волн вод выполнен в виде стакана, открытый конец которого обращен в сторон контролируемой среды, а электроакус гические преобразователи устано лены внутри волновода, со стороны закрытого конца, и смещены относительно друга вдоль его продольной оси, причем приемоизлУчающий элекггроакустический преобразователь установлен ближе к открытому кондз волновода. На чертеже пбказана структурная схема акустического уровнемера. Акустический уровнемер содерлсит генератор 1 зондирующих импульсов, схему обработки сигналов, выполненную в виде последовательно соединенных блока 2 разделения сигналов, блока 3 деления и цифрового электро ного счетчика 4 импульсов, волновод 5, приемоизлучающий электроакустический преобразователь 6, подключен ный к выходу генератора 1 зондирующих импульсов и через усилительограничитель 7 и формирователь 8 к схб;ме обработки сигналов, дополни тельный приемный электроакустический преобразователь 9, соединенный через усилитель 10 со входом генератора 1 зондирующих импульсов. Волновод 5 выполнен в виде стака на, открытый конец которого обращен в сторону контролируемой среды (на чертеже не показано), а преобразова тели 6 и 9 установлены внутри волно вода,, выше уровня контролируемой жидкости со стороны закрытого конца волновода таким образом, что их чув вите/гьные поверхности обращены к поверхности контролируемой жидкости Преобразователи 6 и 9 смещены друг относ;ительно друга вдоль продольной оси волновода 5; причем преобразователь б установлен ближе к открыто му концу волновода. Рс1ботает предложенное устройство след тощим образом. При включении .устройства генератор 1 зондирующих импульсов выра батывает импульс, который с помощ преое)раз-ователя б трансформируется в звуковой импульс. Звуковой импул проходит вдоль волновода 5, отража ся от поверхности жидкости и прини мается преобразователем 6 и приемником 9. Принятый импульс усиливается усилителем 10 и -поступает в генератор 1, который вырабатывает очередной зондирующий импульс. Импульсы в цепи преобразователя 6 усиливаются -усилителем 7, формируются в прямоугольные форг«1роват ел ем 8 и -поступают на вход блока 2 разделения сигналов, где выделяются периоды-гj и л. Выделенные сигналы поступают на блок 3 деления, где производится операция деления временных интервалов, и результат выдается на счётчик 4 импульсов, который регистрирует.значение измеряемого уровня,непосредственно в десятичной системе. Предлагаемый уровнемер обладает повышенной устойчивостью работы в режиме автоциркуляции и не содержит элементов, требующих периодической подстройки. Благодаря этому он может быть использован для измерения уров,ней жидкости, состояние газа над которыми может значительно изменяться, а доступ к датчику существенно затруднен, например в различных криогенных ;устройствах. Формула изобретения Акустический уровнемер, содержащий генератор зондирующих импульсов, схему обработки сигналов, волновод, приемоизлучающий электро.акустический преобразователь, подключенный к выходу генератора зондирующих импул|,сов и через усилитель и формирователь - к схеме обработки сигналов,, дополнительный приемный электроакустический преобразователь, сое-, диненный со входом генератора зондирующих импульсов,о тли# ающий с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, волновод выполнен в виде стакана, открытый конец которого обращен ь сторону контролируемой среды, а электроакустические преобразователи установлены внутри волновода, со стороны закрытого конца, и смещены друг относительно друга вдоль его продольной оси, причем приемоизлучающий электроакустический преобразователь установлен ближе к открытому концу волновода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №329397, кл, G 01 F 23/28, 29.07.70. 2,Авторское свидетельство СССР №267389, кл, В Об В 1/06, 14.08.68 (прототип).

W