Ультразвуковое устройство дляОпРЕдЕлЕНия гРАНицы РАздЕлА фАзМНОгОфАзНОй СРЕды Советский патент 1981 года по МПК G01F23/296 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ МНОГОФАЗНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к технике из менения положения поверхностей раздела фаз многофазной среды и может найти ширсжое применение в химической и других отраслях промышленности. Известны акустические приборы для измерения уровня одной поверхности, содержащее пьезоэлектрические преобразователи, возбуждающий генератор, измерн тельную схему н блок сигнализации. Наиболее близким по технической.сущности к предлагаемому устройству является ультразвуковое устройство для определения границы раздела двух несмешивающвхся жидкостей, содержащее блек пьезоэлектрических преобразователей, установленных на одной оси перпендикулягрно границе раздела, коммутирующий блок, возбуждающий блок к пьезоэлектрическим преобразователям и измерительную схему с бпсжом сигнализации, а также отражатель, установленный рядом с пьезоэлектрическими преобразователями. В этом уст рсАстве генератор вырабатывает тактовые импульсы, которые излучают пьезоэлектрические преобразователи и принимают их после отражения от отражателя. Измерительный прибег скорость распространения импульсов в жидкости, при этом граница раздела фаз проходит между пьезоэлементами и измеряется разность времени прохождения импульсов верхнего и -нижнего пьезоэлектрических преобразователей. Если граница раздела вверх или вниз смещается, то разность между временем прохождения импульсов верхнего и нижнего преобразователей становится равной нулю. При этом в блоке сигнализации вырабатывается сигнал управляющему устройству по перемещению каретки с пьезоэлектрическими преобразователями . Недостатком известного устройства является малая точность определения нечетко выраженной границы раздела жидкости, содержащей твердые взвеси, эмульсии и пузырьки возд:,тса, так как все примеси существенно впияюг на скорость звука (импульса), Целью изобретения является повышение точности определения в многофазных средах с нечетко выраженной границей раздела. Это достигается тем, что устройство снабжено первым и вторьсм блоками памя ти а и втсрой схемами сравнения, а блок пьезоэлектрических преобразоварелей выполнен в виде четырех преобразовагелей, заключенных в герметичную оболочку, заполненную диэлектрической жидкостью, при этом два средних преобразователя установлены с возможностью перемещения вдоль оси оболочки, крайние преобразователи установлены за пределами перемещения границы раздела фаз, причем преобразователи верхней и нижней пар подключены через коммутирующий блок и соотвегсгвующие блоки памяти и схемы сравнения к измерительной схеме. На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит герметичную обо лочку 1, залитую диэлектрической жндкостью, в которой расположены пьезоэлектрические преобразователи 2,3,4,5, положение котсфых фиксируется с помощью ребер 6 Электроды пьезоэлектрич скнх преобразователей: через коммутиру блок 7 соедшюны с возбуждающим reHefiaTcpoM 8 и через соответствующие блоки памяти 9 и 9 , а также схемы сравнения 10 и 10 - с измерительной схемой 11 и блоком сигнализации 12. Расстояние между средними преобразо вателями 3 и 4 устанавливаются равным величине размытой границы раздела фаз и может быть изменено. Преобразователи 2 и 5 расположены в зоне выше и ниже границы, поэтому их выгодные соответствуют характеристикам окружающих их несмешанных фаз. Устройство работает следующим образом. От генератора 8 пьезоэлектрические нреобразователи поочередно возбуждаютс на резсмансной частоте, и сигнал с них подается через блок я памяти 9, 9 к схемы сравнения 10, Ю на измеритель ную схему 11 и блок сигнализации 12 Если граница раздела фаз находится меж ду преобразователями 3 и 4, их выходн сигналы равны выходным сигналам прео разователей 2 и 5 соответс1веннОг так как в этом случае преобразователи 2 и .3, 4 и 5 попарно находятся в одинаковы O4 условиях. При смещении границы раздела фаз вверх и вниз относительно преобразователей 3 и 4 выходные сигналы их будут отличаться от выходных сигналов преобразователей 2 и 5. В этом случае измерительная схема 11 покажет величину смещения, а блсж сигнализации 12 вы даст сигнал в сигнализацию и в систему автоматического управления производственным процессом. В предлагаемом устройстве пьезоэлектрические преобразователи работают на принципе демпфирования, поэтому на их метрологические характеристики не оказывают влияние пузырьки воздуха, твердые взвеси и другие включения в контролируемых средах, что позволяет значительно повысить точность измерений в этих средах. Оболочка может быть выполнена из нержавеющей стали, при этом устройство можно применять практически в любых агрессивных средах. Формула изобретения Ультразвуковое устройство для определения границы раздела фаз многофазной среды, содержащее блок пьезоэлектрических преобразователей, уетановленных на одной оси перпендикулярно границе раздела, коммутирузощий блок, возбуждающий генератор, подключенный через коммути- . рующий блок к пьезоэлектрическим преобразовагелям, и измерительную схему с блоком сягнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения гочностк .-определения в многофазных средах с нечетко вьфаженной границей раздела, око снабжено первым и вторым блоками памяти н первой и второй схемами сравнения, а блок пьезоэлектрических преобразователей выполнен в виде четырех преобразователей, заключенньк в гер метичнзгю оболочку, заполненную диэлектрической жидкостью, при этом два средних преобразователя установлены с возможностью перемещения вдоль оси оболоч; и, крайние преобразователи установлены за пределами перемещения границы раздела фаа, причем пре- ; образователи верхней и нижней пар подключены чарез коммутирующий блок и соответствующие блоки памяти н схемы сравнения к измерительной схеме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Авторское свидетельство СССР № 210501, кл. G 01 F 23/28, 1965.

J

6028006

п

//