Устройство для ультразвукового конроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах Советский патент 1981 года по МПК G01F23/296 

I

Изобретение относится к ультразвуков вой контрольно-измерительной, технике и может найти применение для контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах в гидрометаллургии, обогащении и других отраслях промышленности.

Известен ультразвуковой уровнемер, содержащий генератор, излучающий и приемный преобразователи, установленные На одной вертикали внутри резервуара в воздухе над контролируемой поверхностью жидкости, ус1иштель,&ремя измерителы1Ь1й блок, и индикаторС).

Недостаток устройства- значительная погрешность, вызываемая непостоянством конаевграции паров жидкости в воздухе над контролируемой поверхностью, которая изменяет время поступления внф фматввного эхо -сигнала на приемный преобразователь.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ультразвукового контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах, содержащее излучающий и

приемный электроакустические 1феобразо ватели нормальных волн, устанавливаемые по вертикали на стенке рез вуара импульсный , усилитель и индикатор t2.

: Однако они имеют недостаточную точность измерений, вызванную темперентурными изменениями амплитуды-.репютрируемого сигнала.

Цель изобретения- повышение точности

10 устройства за счет уменьшения влияния 36ШИСИМОСТИ амплитуды принятой волны от температуры жидкости, т.е. температурной погрешности.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено цепью, состоящей из последовательно соединенных первого ждущего блокинг- генератора, первого сумматора, интегратора, усилителя постоянного тока и второго сумматора, и

X также отарым ждущим блокинп- генератором, и пиковым детекторам, причем к выходу Усилителя подключен вход первого ждущего блокинг- генер р 1Ч)ра и вход пв3кового детектора, выход которого подклк чен к одному из входов второго сумматора/выхсйсм соединенного с индикаторо второй, ждущий блокинг- генератор своим входом соединен с импульсным генератором, а выходом-с одним из входов первого сумматора. На фиг. 1 .приведена блок схема .устройства; на фиг. 2- электрические диаграммы выходных сигналов узлов предлагаемого устройства. Устройство для ультразвукового контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах содержит излучающий I и приемный 2 акустические преобразова тели нормальной волны, установлешые по вертикали на стенке 3 резерву а с контролируемой средой 4, импульсный г« нератор 5, .усилитель 6 и индикатЬр 7, первый ждущий блокинг генератор 8, входом подключенный к выходу усилител 6, первый сумматор 9, интегратор IО, усилитель постоянного тока 11 и второй сумматор 12, Вторым входом подключен ный к выходу усилителя 6 посредством пикового детектора 13, а выходом- к индикатору, второй ждущий блокинг- ге нератор 14, управляемый вход которого подключен к импульсному генератору 5, а выход- ко второму входу первого сумматора 9. Устройство работает спедующнм образом. Импульсный генератор 5 возбуждает прямоугольными импульсами 15 ( фиг.2 излучающий электроакустический преобразователь 1, который посылает ультраI звуковые импульсы в стенку резервуара 3, заполненного жидкостью 4, уровень которой определяется. Пройдя по стенке и испытав затухание в зависимости от уровня контролируемой жидкости, а . также претерпев температурные изменения амплитуды и скорости распространения, ультразвуковая импульсная волна 16через время Т поступает в приемный акустический преобразователь 2, с которого электрический импульсный сигн 17поступает в усилитель 6. С выхода последнего усиленный в К раз сигнал поступает в пиковый детектор 13 и на вход первого ждущего блокинг -. генератора 8, который вьфабатывает прямоугольный импульс 18 длительностьюt .Импульсный :генератор.5 одновре менно с возбуждением .электроакустичес кого преобразователя 1 запускает второ ждуюий блокинг генератор 14, вырабаг 2 з шающий импульс 19 длительностью L, с амплитудой, равной амплитуде импульса 18 с полярностью, гфотивоположной импульсу 18. При этом длительности t и fft постоянны, а f -меняется в зависимости от температуры жидкости. Длительность импульса 18 ждущего блокинг- генератора 8 устанавливается превышающей, диапазсш заранее измеренных температурных изменений величины Т . Длительность t импульса 19 жду- щего блокинг- генератора 14 устана&ливается равной значению t,- + где{Гуу,У минимальное значение (г.р. времени : распространения импульса 17 ); - частота ультразвуковых колебаний. С выходов первого 8 и второго 14 лущих блокинг- генераторов прямоугольные импульсы 18 и 19 разной полярности поступают в сумматор 9, при вьхходе которого путем отсечки по нулевому уровню формируется импульс 2О с длительностью fl.t J1 Г4- /If С- - t . пропорциональной температурным изменениям скорости распространения ультразвуковой волны по стенке. Этот импульс 1феобрб8зуется интегратором Ю внапряжение 21 постоянного тока -V.di ( К -постоянный коэффициент), используе мое для коррекции температурных изменений амплитуды принятого сигнала 17. Коррекция осуществляется посредством сигнала 22, имеющего амплитуду В 1 .U { К,т- постоянный коэффициент передачи усилителя II,подаваемого на один из вхбдов сумматора 12) . .Выходной сигнал 23 пикового детектора 13, сформированный в виде напряже-. ния 6 постоянного тока, равного по ампли уде KU. поступает на Етхзрой вход сумма-, тора 12. В сумматоре производится алгебаическое сложение сигналов иЕ . При этом предварительно определяется изменение ,величины ЕЗ «вызванное изменением температуры на заданную величину, например на , и при таком же изменении температуры определяется изменение дЕ амплитуды Б сигнала 21 на выходе интегратора 1О. Затем коэффи циент передачи усилителя постоянного тока 11 устанавливается равным AEj/uE..). Благодаря такому функционированию канала термокоррекции существенно (ai в обычных имеющих место На практике температурных диапазонах) и полностью снижается термозависимость регулируемой величины Е и соответственно уменьшается температурная погрешность кокгропя уровня жидких сред. Формула нз бретення . Устройство дпя ультразвукового контроля уровня, жидких сред в закрытых резервуарах, содержащее излучающий и приемный электроакустические преобразователи нормальных волн, устанавливав мые по вертикали на стенке резервуара, импульсный генератор, усилитель и индиKaTqp, Отличают еес и тем,что с целью повьпиения точности устройства ва счет уменьшения температурной погреш ности, оно снабжено цепью, состоящей вз поспедовател1 о соединенных первого ждущего блокинг- генератора, первого сумматора, интегратора, усилетеля пос тоянного тока и Ьторого сумматора,а также вторым ждущим 6локинг генера тором и пиковым детектором, причем к выходу усилителя подключен входЪервого ждущего блокинг. генератсфа и вход пикового детектора, выход которого подключен к одному из входов второго сумматора, выходом соединенного с ивдвкатором, второй ждущий блокшш- генератор своим входом соединен с ямпупьоным генератором, а выходом - с од|шм из входов .первого сумматора Г Источники инфсфмаиивг, 1финятые во внимание при экспертное 1.Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия . М., Энергия, 1968 2. Авторское свидетельство СССР N 537253. кл. С, ОГР 23/28) 1976.

19

Е

MNMM

20

I f KiKza€

23