Датчик ультразвукового сигнализатора уровня агрессивных жидкостей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ щ 775626(51)М. Кл. 6 01 Г 23/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.И. Трофимов, В.В. Мищук, Ю.Т. Федоров и В.В. Попов Томский ордена Октябрьской Революции и Ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.И. Кирова(54) ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО СИГНАЛИЗАТОРА УРОВНЯ АГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ 1Изобретение относится к измери.тельной технике и может быть использовано в ультразвуковых сигналиэаторах уровня жидкостей, в частности для контроля уровня агрессивных жидкостей.Известен датчик ультразвукового сигнализатора уровня жидкостей, содержащий пьезоэлектрический преобразователь, жестко закрепленный на дне тонкостенного стакана и возбуждае". мый генератором на резонанснойчастоте (1 .Уровень определяется по изменению величины излучаемой в среду энергии Ультразвуковых колебаний.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик ультразвукового сигналиэатора уровня агрессивных жидкостей,содержащий металлический стакан и закрепленные внутри стакана два пьезоэлектрических преобразователя, причем пьеэопреобразователи выполнены в виде дисков и жестко закреплены на дне стакана, взаимодействующего с агрессивной средой 121.В известном датчике при касании дна стакана с контролируемой жидкостью резко увеличиваются потери 2ультразвуковых колебаний в жидкостьи соответственно резко уменьшаетсянапряжение на электродах пьеэопреобразователя, соединенного с блоком 5 сигнализации. Применение двух пьезопреобраэователей позволяет увеличитьчувствительность, так как между пьезопреобразователями включается участок дна стакана, через который пере дается энергия ультразвуковых колебаний, Создается возможность изготавливать стакан из.стали.К недостаткам известных датчиковультразвуковых сигнализаторов отно сятся их малая чувствительность инестабильность характеристик, таккак создать надежный акустическийконтакт пьезопреобразователя с дномстакана можно только с помощью клея, 29 чтобы поперечное колебания излучаю- .щего пьезопреобразователя эффективнопередавались к воспринимающему пьезопреобразователю, Однако все клен ме-няют свои характеристики от внешних 25 воздействий, особенно от действиятемпературы и радиации. Кроме того,в известных датчиках сигналиэаторовизлучающая н воспринимающая"поверхности имеют небольшую величину, так 30 как пьезоэлектрические преобраэова775626 Формула изобретения НИИПИ Эакаэ 7716/57 Тираж 801 Подписно иал ППП Патент,г.ужгород,ул,Проектная,4 тели приклеены к дну стакана торцовой частью.Недостатком известных датчиковсигналиэаторов является также то,что под дном стакана могут скапливаться пузырьки воздуха, которыеприводят к ложным срабатываниям.Цель изобретения - повышение чув-,ствительности и стабильности характеристик датчика,Поставленная цель достигается тем,что пЬезоэлектрические преобразователи выполнены в виде идентичных поразмерам полых цилиндров, установлены на одной оси с обеспечением контакта с металлическим стаканом повнешним поверхностям и зафиксирован"ны втулками из звукопоглощающегоматериала. На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого сигнализатора.Устройство содержит металлическийстакан 1, внутри. которого вставленыпо плотной посадке цилиндрическиепьезопреобразователи 2 и 3, один иэкоторых подключен к генератору, другой - к блоку сигнализации. Пьеэопреобраэователи 2 и 3 зафиксированыв стакане 1 втулками 4, выполненными иэ звукопоглощающего материала,например иэ эбонита,Работает устройство следующим образом.Один из пьезопреобраэователей возбуждается на резонансной частоте радиальной моды колебаний. Стенки стакана 1 так же колеблются по радиусу.Энергия механических колебаний поцилиндрической стенке стакана передается к другому пьезопреобраэователю, который также начинает колебаться на резонансной частоте радиальноймоды колебаний,Когда уровень жидкости достигаетучастка цилиндрической поверхностимежду преобразователями, увеличиваются потери ультразвуковой энергии и резко падает амплитуда колебаний приемного пьеэопреобразователя и соответственно выдается сигнал с приемного пьезопреобраэователя в блоксигнализации,Конструкция предлагаемого датчика сигнализатора имеет максимальнуюпростоту и надежность.В данном случае пьезопреобраэователи контактируют со стаканом боковой цилиндрической поверхностью и 1 О имеют максимальную излучающую и воспринимающую поверхности, что определяет повышенную чувствительность сигналиэатора. Отсутствие клеевых соединений повышает стабильность харак теристик датчика.Кроме того, датчик исключает скапливание газовых пузырьков и другихвключений вдоль акустического трактамежду излучающим и принимающим ньезощ преобразователями, что предотвращаетложные срабатывания сигналиэатора. Датчик ультразвукового сигнализатора уровня агрессивных жидкостей,содержащий. металлический стакан изакрепленные внутри стакана двапьезоэлектрических преобразователя,ЗО о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности истабильности .характеристик, пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде идентичных по размерам35 полых цилиндров, установлены на одной оси с возможностью контакта сметаллическим стаканом по внешнимповерхностям и зафиксированы втулками из звукооглощающего материала.46 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 613213, кл. С 01 Г 23/28, 1977.2. Авторское свидетельство СССР