Ультразвуковой уровнемер

4 Фтент ио-т.-.-;,: всем ибо те Союз Советскин Социалистицеских Республик(22) Заявлеио 26.05.75 (21) 2137279/1 М Р 23/2 ением заявк с пр Государственный комнтет Соаата Мнннстроа СССР оо делам нзобретеннй и отнрытнй(43) Опубликовано 25,03.77.Бюллет (45) Дата опубликования описания М Ахмедов бие 72) АвторыТ изобретения хельс, И, Д. Рубин, И. зербайджанский институт нефти н химии имени М. Азизбеков 1) Заяви 54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР числа деталеи не облада ностью.тения - по гашение надежнос достигается благ линейный транс мер содержи ичная эбмот орого, сое- синусоидальм генерат размещен а металлическ 0 эричная обмотк На й тех вуков ую этизобретению по о э емеих напс преку, в щиеные ныи и образо лебанчиком ервом режиме в него входя ующие ос Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при разработке контрольно-измерительных приборовдля определения уровня жидкости в закрытых резервуарах,Известны ультразвуковые уровнемеры сволноводами, свойства которых изменяютсяпри переходе границы раздела жидкость-газ,что приводит к отражению ультразвуковой волны, распространяющейся по волноводу от меота этого перехода 1, Однако эти уровнемеры недостаточно эффективны при измерениях больших уровней. иболее близким к нической сушностой уровнемер, со алонной жидкость стенках, которой о акустически прозучастки, механизм излучающий элек ватели, генератор й и демодулятор, импульсов 21. О и является ультра- держащий заполненю урэвнемерную труббразованы чередуюрачные и непрозрач перемещения, приемтроакустические пресинусоидальных кэсоединенный со счет- днако этот уровнемер 15 из-за большэгэ высокой надежЦель изэбре ти уровнемера.Указанная цму, чтэ уровне форматэр, перв диненная с вых ных кэлебаний,сердечнике, установленном р ут ри урэвнемернэй трубки, а вт а подключена к излучающему электроакустическому поеэбразователю, выполненному трубчатым, и эни вместе закреплены на катушке, свэбэдно скользящей пэ внутренней поверхнэсти урэвнемерной трубки.На фиг. 1 представлена схема уровн ра; на фиг. 2 - диаграмма электрическ ряжений; на фиг, 3 - узел уровнемера образэвателем, расположенным вне трубки.Ультразвуковой урэвнемер в зависимости эт вида кэнтролируемой жидкости и типа резервуара мэжет быть использован в двух режимах работы: в опросном и следящем, Вровные узлы: урэвнемерная трубка 1, заполненная эталонной жидкостью, в стенках которой эбразэваны чередующиеся акустически прозрачные и непрозрачные участки 2, приемный преэбразователь 3, трос 4, звукопог лотитель 5, механизм перемещения 6, генератор синусоидальных колебаний 7, усилитель- демодулятор 8, счетчик импульсов 9.Линейный трансформатор сэсгоит из первичной обмэтки 10, распределенной по всей 10 высоте металлического сердечника 11, который установлен концентрично внутри уровнемерной трубки. Вторичная эбмотка 12 линейного трансформатора соединяется с трубчатым пьезопреэбразователем 13 и устанавли-и вается на катушке 14, свободно скользящей по поверхности металлическэгэ сердечника.Устрэйствэ работает следующим образом. В исходном положении катушка с пьезэпреобразователем находится в верхней части 0 уровнемерной трубки. В дгэмент опроса эна начинает опускаться с помощью механизма перемещения 6, Однэвременно включается генератор синусоидальных колебаний 7, нагрузкой которэго служит первичная эбмэтка р 5 10. Создаваемое при этом электромагнитное пэле наводит ЭДС в его вторичной обмотке 12,При этэм пьезопреэбразователь 13 начинает непрерывные ультразвуковые колебания, З 0 направленные пэ перпендикуляру к внутренней поверхности уровнемерной трубки 1.Ультразвуковой луч, распространяясь по эталонной жидкости, достигает внутренней поверхности уровнемерной трубки. Если ка- яб тушка с пьезопреэбразователем датчика уровня располагается выше уровня контролируемой жидкости; то ультразвуковой луч, вследствие большой разницы акустических сопротивлений воздуха (газа) и материала труб ки, после многэкратногэ отражения от стенки трубки попадает на приемный преобразэватель 3. Часть ультразвуковых лучей, распространяющихся в направлении дна урэвнемернэй трубки, пэглэдается размещаемым 45 здесь звукопэглэтителем 5, На выходе усилителя - демодулятора 8 при этом напряжение выходного сигнала будет равно нулю, так как на его вход поступают немэдулирован - ные по амг;ггту;е ко;ебания, 50Как тэ, кэ катушка с пь зопреэбразователегн дд",ггка уровня пересекает границу разде;д . аз- ;и кос гь, ультразвуковой луч на 1 г;гэ-. - .е.;:;гь:.сок,; прощупывать урэвнемерную трубкг . .ак, рг достижеии акусти есин;рэзрагдэ э участка рэвггемернэй труэк 1. луч грэхэдит в к 3 трэлируе. гую жидкость вследствие бли гэ( 1 дкс ч "ских сэпрэтиь - лений материала т, бк 1 и контролируемой жидкости) и затухас т:.; -.эй, а рг и".эхэж дении акустически непрозрачного участка отражается от него и после мнэгократного отражения от стенок трубки попадает на приемный преобразователь 3,Благодаря наличию акустически неоднородных участков на поверхности уровнемерной трубки, по мере опускания катушки с пьезо 1- преобразователем, преобразователь 3 будет принимать прерывистую последовательность импульсов, число которых соответствует числу акустически непрозрачных участков, пропорциональному уровню контролируемой жидкости. Работа устройства поясняется диаграммой напряжений (см. фиг. 2).При работе в следящем режиме в ультразвукэвой уровнемер входят следующие основные узлы: акустически прозрачная уровне- мерная трубка, заполненная эталонной жидкостью, приемник-пьезоэлемент, датчик уров ня, звукопоглотитель, генератор импульсов, приемник, измеритель временных интерваловВ свою очередь, датчик уровня выполнен в виде линейного трансформатора, первичная обмотка которого наматывается равномерно по всей высоте металлического сердечника, устанавливаемого концентрично внутри уровнемерной трубки 1.Вторичная обмотка линейного трансформатора, соединенная с трубчатым пьезопреобразователем, может быть размещена снаружи урэвнемерной трубки, например на кольцевом поплавке 15.формула изобретения1, Ультразвуковой уровнемер, содержащий заполненную эталонной жидкостью уровнемерную трубку, в стенках которой образованы чередующиеся акустически прозрачные и непрозрачные участки, механизм перемещения, приемный и излучающий электрэакустические преобразователи, генератор синусоидальных колебаний и демодулятор, соединенный со счетчиком импульсов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения надежности, урэвнемер сэдержит линейный трансформатор, первичная обмотка которэго, соединенная с выходом генератора синусоидальных колебаний, размещена на металлическом сердечнике, установленном концентричнэ внутри уровнемерной трубки, а вторичная обмотка подключена к излучающему электроакустическому преэбразэвателю, выполненному трубчатым, и эни совместно закреплены на катушке, свэбэднэ скользящей вдэль оси уровнемерной тр: бки.2. Уровнемер по и, 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, первичная обмотка линейнэго трансформатора намотана равномерно пэ всей длине металлического сердечника, а вторичная обмотка и трубчатый преобразователь установлены внутри уровнемерной трубки концентрично с ней. 5 3, Уровнемер пои. 1, этл ич ающ и й с я тем, что вторичная обмотка и этрубчатый преобразователь установлены внеуровнемерной трубки кэнцентричнэ с ней.Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельствэ322634,М. Кл, б 01 Р 23/28, 1970,2. Патент СЛА2 707 160, кл,73-290, 1957 (прототип).