Способ контроля уровня жидких и сыпучих сред

.й ш 4450 ц 5 6 01 Е 23/2 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ехнический компатика"ш и Л.А. Кондрашов во ССС , 1975,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельМ 769346, кл, 6 01 Р 23/ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности,к вопросам определения уровня жидких и твердых сыпучих веществ, и может найти применение в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.Известен способ для определения поверхности раздела между газообразной и жидкой средами, а также между двумя жид- кими средами в одиночных сосудах, при котором возбуждают акустическиеколебания с наружной стороны стенки резервуара, принимают акустические колебания, прошедшие через контролируемую среду, определяют амплитуду принятых колебаний, по которой делают заключение о положении разделяющей поверхности.Недостатком данного способа является низкая точность измерений и ограниченная область применения. Это обусловлено тем, что в производственныхусловиях в контролируемой жидкости как правило присутствуют газовая, иногда и твердая среды, которые вызывают сильное рассеяние акустической волны. При этом возникают большие ошиб(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД(57) Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. СущноСть изобретения: при контроле сред, склонных к налипанию, возбуждают акустические колебания в стенке резервуара интенсивностью 0,5 - 10 Вт/см, которые позволяют разрушить осадок в зоне контроля. Ме. ки в определении уровня жидкости, а в ряде случаев применение данного способа становится невозможным,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ для установления поверхности раздела между газообразной и жидкойеаыЪ средами или между двумя жидкими средами 4 в однослойном сосуде, при котором возбуж- Ь дают акустические колебания в стенке резервуара, принимают акустические колебания и (Л определяют их амплитудные параметры, по С) величине которых судят о наличии среды в) зоне контроля,Недостатком данного способа является низкая точность определения поверхности раздела двух сред и ограниченная область применения. Это обусловлено тем, что в реальных производственных условиях на внутренних поверхностях стенок резервуаров могут образовываться твердые осадки или скапливаться газовые пузырьки, что приводит к изменению амплитуды принимаемых сигналов. При этом уменьшается точ50 55 ность контроля, а в ряде случаев применение данного способа невозможно.Цель изобретения - повышение точности определения границы раздела двух сред при контроле веществ, склонных к налипанию или образованию осадков на стенках резервуара.Поставленная цель достигается за счет одновременного разрушения слоя осадка в зоне измерения, в стенке резервуара возбуждают акустические колебания интенсивностью 0,5 - 10 Вт/см .Предлагаемый способ отличается от известного тем, что параметры возбуждаемых колебаний устанавливают достаточными для разрушения неоднородностей в пограничном с внутренней поверхностью стенки резервуара слое, разрушение осуществляют в зоне измерения, а интенсивность возбуждаемых колебаний устанавливают 0,5-10 Вт/см .Способ осуществляют следующим образом.Параметры излучаемых акустических колебаний выбирают исходя из условия достаточности их для разрушения неоднородностей, возникающих у внутренней поверхности стенки резервуара в зоне радиусом В. Обычно частота излучаемых акустических колебаний находится в диапазоне 18 - 45 кГц, интервал интенсивности колебаний 0,5-10 Вт/см, Излучение колебаний может осуществляться как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Расстояние от излучающего ЭАП до приемного ЭАП и соответственно величина В зависят от конкретного применяемого устройства, например, в случае непрерывного режима излучения, целесообразно установить приемный ЭАП на расстоянии- 5 - 8 Лизг3 + -В,а 2 2где- расстояние от центра излучающего ЭАП до центра приемного ЭАП;Лизг - длина волны изгибных колебаний в стенке резервуара;а - размер приемного ЭАП, взятый по линии, соединяющей центры излучающего и приемного ЭАП;г - размер излучающего ЭАП, взятый по осевой линии, соединяющей центры излучающего и приемного ЭАП,Выполнение этого устройства позволяет повысить чувствительность конкретного устройства и, следовательно, точность определения границы раздела двух сред.При импульсном возбуждении акустических колебаний в стенке резервуара воз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 можно расположение приемного ЭАП в непосредственной близости от. излучающего ЭАП, При этом для увеличения точности определения границы раздела двух сред в качестве информативного параметра может быть использована, например, не амплитуда одной максимальной полуволны, а совокупность амплитуд экспоненциально затухающего сигнала.Расположение излучающего и приемного электроакустических преобразователей на внешней стороне стенки резервуара может быть произвольным, однако максимальная чувствительность способа достигается при их расположении в горизонтальной плоскости,Учитывая, что в месте установки приемного ЭАП интенсивность колебаний достаточно высока, для повышения срока непрерывной работы устройства, реализующего предлагаемый способ, прием акустических колебаний осуществляют через амортизирующий волноводный слой,В качестве такого слоя могут быть использованы твердые материалы - резина, полиуретан и др, В этом случае расстояниеот внешней поверхности стенки резервуара до поверхности приемного ЭАП устанавливают равным четверти длины волны акустических колебаний в материале амортизирующего слоя. В качестве амортизирующего слоя может быть использован и атмосферный воздух. При этом приемный ЭАП устанавливают на минимально возможном расстоянии от стенки резервуара.В качестве конкретного примера выполнения способа рассмотрим определение границы раздела между газовой средой и мелкодисперсным порошком, используемым для изготовления твердосплавных изделий.Перед прессованием исходный порошок подвергается сушке в специальных емкостях, Для обеспечения оптимального режима данного процесса количество порошка, подаваемого в емкость, необходимо дозировать. Это можно сделать путем определения уровня твердой фазы. При этом целесообразно использовать бесконтактные методы из-за высоких температур в емкостях и взрывоопасности. В процессе сушки порошок может налипать на внутреннюю сторону стенки резервуара и спекаться. Толщина налипшего слоя достигает 20 мм, толщина стенки емкости 3 мм,Применение известного способа для установления поверхности раздела между двумя средами в однослойном сосуде с применением электроакустических преобразователей с резонансной частотой, например1744503 30 35 40 50 Составитель Л,КондрашовРедактор М.Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор Н,Ревская Заказ 2188 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 500 кГц, позволяет осуществлять контроль при указанной толщине стенки емкости. Акустический импеданс налипшего слоя близок к акустическому импедансу стенки емкости (сталь), Погрешность от изменения толщины налипшего твердого слоя от 0 до 3 - 4 мм достигнет 100 О, Следовательно, контроль уровня порошка при толщине спекшегося слоя более 4 мм при использовании известного способа невозможен.Применение предлагаемого бесконтактного способа определения границы раздела двух сред в импульсном режиме позволяет получать в спектре возбуждаемых акустических колебаний частоты 500 кГц. Поэтому основная погрешность измерений этим способом не превышает погрешности измерений по сравнению с прототипом. Применение предлагаемого способа позволяет устранить влияние дополнительной погрешности от изменяющейся плотности вещества в слое, пограничном с внутренней поверхностью стенки резервуара.Таким образом, преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются; повышение точности определения границы раздела двух сред в условиях изменяющейся плотности вещества в слое,пограничном с внутренней поверхностью5 стенки резервуара, путем разрушения данного слоя;расширение области применения способа за счет обеспечения возможности контроля, например, в условиях налипания10 твердых осадков на стенки резервуарапрактически с любым акустическим импедансом и произвольной толщины.Формула изобретенияСпособ контроля уровня жидких и сыпу 15 чих сред, при котором возбуждают акустические колебания в стенке резервуара,принимают акустические колебания и определяют их амплитудные параметры, по величине которых судят о наличии среды в20 зоне контроля, о т л и ч.а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности при контроле сред, склонных к налипанию или образованию осадка на стенках резервуара, засчет одновременного разрушения слоя25 осадка в зоне измерения, в стенке резервуара возбуждают акустические колебанияинтенсивностью 0,5-10 Вт/см,г