Ультразвуковой уровнемер

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической, нефтяной идругих областях народного хозяйства.Известен ультразвуковой уровнемер с цифровым отсчетом, содержа 5щий приемо-возбудительное устройство, генератор тактовых импульсов,блок электронной задержки, формирователь строб-импульса, кип-реле,генератор счетных импульсов, временной селектор, схему совпадения,счетчик, вентили Я .Недостаток данного ультразвукового уравнемера в . большая погрешностьизмерения из-за зависимости скорости ультразвука в жидкостях от температуры,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой уровнемер, содержащий эталонный и измерительныйканалы, каждый из которых состоитиз обратимого электроакустическогопреобразователя, включенного в цепьсинхрокольца, состоящего из приемофорйирующего блока и генератора зон"дирующих импульсов, а также измеритель временных интервалов, входыкоторого подключены к выходам генератора зондирующих импульсов и формирователя измерительного канала,а выход - к индикатору, делитель иинтегратор, входы которых подключены к выходу формирователя эталон-"ного канала, а выходы соответственно к входам генератора зондирующихимпульсов, измерительного канала ииндикатора 12 .Недостатком указанного уровнемера является большая погрешность измерения, обусловленная ограничением 40частоты эталонного канала.Цель изобретения - повышениеточности измерениятельного канала и одновременно пере Указанная цель достигается тем, 45 что ультразвуковой уровнемер, содержащий эталонный и измерительный каналы, каждый из которых состоит из обратимого электроакустического преобразователя, включенного в цепь синхрокольца, состоящего из приемо- Формирующего блока и генератора зондирующих импульсов, а также измеритель временных интервалов, индикатор, делитель и интегратор, снабжен двумя схемами ИЛИ, двумя тригге55 рами, устройством повторного запус" ка, устройством захвата частоты, Фаэовым детектором и генератором,заполнения, причем вход триггера эталонного канала подключен к выходу 60 формирователя эталонного канала, его .первый вход через устройство повторного запуска подключен к одному из входов схемы ИЛИ эталонного канала, второй вход которой подключен к вы ходу формирователя эталонного канала, а выход - к входу генераторазондирующих импульсов эталонногоканала, входы триггера измерительного канала подключены соответственно к выходам генератора зондирующих импульсов и формирователя измерительного канала, его выход через схему ИЛИ измерительного канала,второй вход которой подключен к выходу генератора заполнения, и измеритель временных. интервалов .подключен к индикатору, при этом входделителя через генератор заполнения,интегратор и Фазовый детектор подключен к устройству захвата частоты,а выход делителя подключен к третьему входу Фазового детектора, второйвход которого подключен к выходутриггера эталонного канала. На чертеже представлена блоксхема устройства.Уровнемер содержит эталонный канал, состоящий из обратимого электроакустического преобразователя 1,генератора 2 зондирующих импульсов,схему ИЛИ 3, приемо-формирующий блоЮ,включающий усилитель 4 и формирователь 5, устройство 6 повторного запуска, триггер 7, эталонную емкость З,.измерительный канал, состоящий из обратимого электроакустического преобразователя 9, генератора 10 зондирующих импульсов,триггера 11 и приемо-Формирующего блока, включающего усилитель 12 и формирователь 13, схему ИЛИ 14, измеритель 15 временных интервалов, индикатор 16, устройство 17 захвата частоты, фазовый детектор 18, интегратор 19, генератор 20 заполне-, ния и делитель 21.Устройство работает следующим образом.При включении уровнемера начинает работать синхрокольцо, первый эхоимпульс с обратимого электроакустического преобразователя 1 поступает на усилитель 4, формирователь 5 и через схему ИЛИ вновь запускает генератор 2 зондирующих импульсов, т.е. в кольце образуется частота рециркуляции с периодом Т , Формирователь 5 одновременно запускает триггер, который при возникновении частоты рециркуляции блокирует устройство б повторного запуска генератора 2 зондирующих импульсов. Устройство подзапуска начинает работать в момент отсутствия первого эхосигнала и периодически запускает генератор 2 до возникновения синхроимпульсов.Генератор 10 зондирующих импульсов возбуждает обратимый электроакус тический преобразователь 9 измери1064147 15 30 35 Составитель Н.БурбелоРедактор А.Мотыль , Техред Л. Пилипенко Корректор А.Ильин Заказ 10509/43 Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектйая 4 водит триггер 11 в единичное состояние, разрешая тем самым прохождение счетных импульсов на измеритель 15 временных интервалов, через схему И .14 отраженный эхоимпульс поступает. на усилитель 12, Формирователь 13 и возвращает триггер 11 в нулевое состояние, заканчивая тем самым прохождение счетных импульсов на измеритель временных интервалов.Корректировка измерительного значения от изменения температуры происходит следующим образомФункционально узел корректировки содержит управляеьий генератор 20. импульсов, делитель 21, фазовый детектор 18, интегратор 19 и схему 17 захвата частоты, а в качестве опорного сигнала управления служат импульсы, поступающие от гене- ратора, период колебания которого 20 равен времени двойного пробега ультразвука в эталонном каналеТ 7 Г.23где Т - период следования импульсов 25синхрокольца 13 - эталонное расстояние (10 мм);С - скорость ультразвука в жидкости. Устройство захвата частоты осуществляет поиск и подгонку частоты генератора счетных импульсов в момент включения или случайного сбоя в работе путем удержания Фазы в Фазовом детекторе 18. Импульсы от синхрокольца поступают на один иэ входов фазового детектора, которыйпредставляет собой схему сложенияпо модулю два. На второй вход фазового детектора подаются импульсы сделителя 21. Коэффициент деленияделителя выбирается таким образом,чтобы период импульсов синхрокольцабыл.равен периоду поделенных с генератора счетных импульсов,В зависимости от взаимного фазового расположения сигналов навходах на выходе фазового детектора Формируются прямоугольные импульсы с различной длительностью и скважностью, Импульсы с выхода фазовогодетектора поступают на интегратор 19,на выходе которого формируется постоянное напряжение, пропорциональное длительности импульсов с выходафазового детектора, т.е. разностифаз. усиленное напряжение .поступаетна управляемый вход генератора счетных импульсов. Если сигнал синхрокольца имеет период, близкий с периодом поделенной частоты генерато"ра счетных импульсов, то в фазовомдетекторе устанавливается Фазовыйсдвиг, который обеспечивает управляющее напряжение на генераторесчетных импульсов, при котором вы"полняется условие фазовой синхронизации, меняет частоту генератораи производит корректировку значЕнияизмеряемого уровня.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения уровня в условияхизменяющихся параметров среды,