Способ формирования сигнала управления дозированием жидкостей Советский патент 1982 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к технике контроля технологических параметров сред в промышленных производствах и может найти применение в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Известен способ, согласно котором посредством погружного преобразовате ля внутри резервуара вводят в среду, окружающую преобразователь, ультразву ковые колебания, принимают и преобразуют их после прохождения через эту среду другим преобразователем и при превышении напряжения на этом преобразователе заданного порога вырабатывают сигнал наличия жидкости на заданной точке для управления доз рованием жидкости l. Недостатком такого технического решения задачи контроля границы раздела сред является контакт преобразо вателей с контролируемыми средствами что вызывает химическое либо абразивное воздействие последних на преобразователи, значительно сокращая срок эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования сигнала управления дозированием жидкостей, заключающийся в периодическом формировании ультразвуковых колебаний по нормали к стенке мерного резервуара в зонах, разнесенных по вертикали на расЬтояние, ог1ределяемое величиной дозы жидкости, преоЬразовании отраженных колебаний а электрические импульсы ультразвуковой частоты, сравнении их по амплитуде с опорным электрическим напряжением и формировании сигнала управления Этот способ исключает химическое и абразивное воздействие контролируемых сред на источник и приемник импульсов ультразвуковых колебаний. Однако он обладает недостаточной надежностью контроля вследствие значительных изменений амплитуды ультразвуковых колебаний, проходящих через жидкость, вызываемых непостоянством затухания Последнее наиболее часто имеет место в жидких средах, имеющих пузырьки во духа или твердые частицы во азвешенхом состоянии. Цель изобретения - повышение точности формирования сигнала управлени Указанная цель достигается тем, что при преобразовании отраженных колебаний выделяют последовательность импульсов, отраженных внутри стенки мерного резервуара, ближайшей к источнику излучения, и определяют среднее значение амплидуты импульсов данной последовательности за период .формирования ультразвуковых колебаний . На фиг. 1 приведена в качестве примера блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2- импульсные диаграммы, поясняющие работу устройства. На мерном резервуаре 1, снабженном электрическими клапанами 2 и установленными на входном трубопроводе t источника 5 дозируемой иЛ1Дкости, и на выходном трубопроводе 6, идущем к реактору 7 соответствующего процесса, установлены датчики 8(нижней) и 9, (верхней) границ объемной дозы жидкости, которые соединены с блоком 10 управления клапанами 2 и 3 . При закрытом клапане 3 жидкость поступает через трубопровод в резе вуар 1 до тех пор, пока она не поднимется до точки установки датчика 9. Последний вырабатывает сигнал появления жидкости, который воздейст вует на блок 10, запирающий клапан 2 и открывающий клапан 3. Подача полученной дозы в реактор 7 из мерного резервуара 1 ведется до тех пор, пока уровень жидкости дойдет до точки установки датчика 8, который при этом выдает сигнал исчезновения жидкости. Этот сигнал поступает в блок 10, который пере. крывает клапаном 3 выходной трубопро|вод6 и открывает входной трубопровод клапаном 2. После этого процесс дозирования циклически повторяется. Формирование сигнала управления дозированием датчиками 8 и 9 состоит в следующем. С помощью преобразователя 11 в стенк 12 контролируемого резервуара с жидкостью 13 нормально к ее поверхности вводят импульс ультразвуковых колеба НИИ, принимают его отражение от внутренней поверхности стенки 12 и преобразуют его в электрический импульсный сигнал. При этом отделяют от возбуждающего импульса преобразователя 11 реверберационный импульс ультразвуковых колебаний в стенке 12, обуслов,ленный совокупностью многократных отражений ультразв кового импульса между внешней и внутренней поверхностями стенки, и выделяют огибающую электрического сигнала,преобразован нрго из принятой совокупности отраженных ультразвуковых колебаний в стенке 12. Эта огибающая имеет вид И (г.2а) при наличии жидкости и вид 15 при ее отсутствии в зоне ввЬда импульса ультразвуковых колебаний Полученную огибающую интегрируют за период Т ввода импульсов в стенку 12 и получают электрическое напряж ние Of из огибающей Н (при наличии жидкости ) и напряжениеJ2 случае огибающей 15 (при otcyтcтвии жидкости). Величина напряжения, полученного в результате интегрирования, несет информацию, таким образом, о виде среды (воздух или жидкость) в зоне ввода импульса ультразвуковых колебаний. Это напряжение сравнивают с опорным напряжением Е и из разностной величины Е, - U (tJ равно U или U2 в зависимости от положения поверхности жидкости 13 в мерном резервуаре 1 .формируют сигнал управ- Г ления дозированием. При положительной разности формируется сигнал наличия, а при отрицательной - сигнал отсутствия жидкости, которые затем используют для управления дозированием. Применение предлагаемого способа позволяет повысить надежность и экономичность дозирующих устройств. Формула изобретения Способ формирования сигнала управления дозированием жидкостей, заключающийся в периодическом формировании ультразвуковых колебаний по нормали k стенке мерного резервуара в зонах, разнесенных по вертикали на расстоя-ние, определяемое величиной дозы жидкости, преобразовании отраженных колебаний в электрические импульсы ультразвуковой частоты, сравнении их по амплитуде с опорным электрическим напряжением .и формировании сигнала управления, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности формирования сигнала управления при преобразовании отраженных колебаний выделяют последовательность импупьсов, отраженных внутри стенки мерного резервуара, ближайшей к источнику излучения, и определяют сред97« нее значение амплитуды импульсов данной последовательности за период формирования ультразвуковых колебаний Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N , кл. , опублик. 1965. 2.Патент францЙ1+ Р I47t171, кл. G 01 F 11/00, опублик. 1967 (прототип).