Ультразвуковой уровнемер

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1 55869 Сокв Советских Социалистических(22) Заявлен присо нением заявки3) Приоритетпубликовано 15.05.77, Бюллетеньата опубликования описания Об,07.77 Государственный комитет Совета Минстров СССР 3) УДК 681.128,8В, Ф. Сазоновбюро по автоматизации и механизацииоцессов на предприятиях коксохимическоЙпромышленности Конструктор ск оизводственных 4) УЛЪТРАЗВУКОВОй УРОВБЕМЕР Изобретение относится к области измерения уровнеи жидкости и может быть использовано в коксохимической, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.Известно устройство для измерения уровня жидкОсти методом локациР 1 сВерху, содерокащее мультивибратор, схему формирования, выходной каскад, симметричный триггер, дифференциальную цепочку, задающий генератор, два акустических датчика, индикатор, усРлРтель-огранРчРгтель, детектор, усилитель высокой частоты. 11 ределы измерения 0,5 - 5,0, погрешность измерения - 2%.Основными недостатками этого уровнемера являются неьозможность его применения для измерения уровней взрывоопасных сред из-за применения электроакустических датчиков, а также повышение погрешности измерения изза изменений температуры и состава газовой среды над измеряемым уровнем.Известен уровнемер для непрерывного измерения уровня жидкости с автоматической компенсацией измерений температуры и состава газовой среды над измеряемым уровнем. Прибор снабжен тремя электроакустическими датчиками, установленными на крыше резервуара, причем излучающий и первый приемный датчики установлены на крыше резервуара, а второй приемный датчик на 500 мм выше,Такой уровнемер имеет электроакустчческиедатч пои с открытой пзлучаюцей поверхностью и непригодны для измерения уровнявзрывоопасных сред, что ограничивает пх об 5 ласть применения. Кроме того, уровнемер гроМОЗДОК П С:10 ЖЕН В Н 2 лаДСЕ И ЭКСПЛУатаЦРИпз-за наличия в одном комплекте урозне:1 ера3-х д 2 тчпков. ЗтЗ 1 уровнемсроъ можно 3- мсрять уровень хсидкостп прп распростр 2 пеи нии зву,овых волн в среда над измеряемымуровнем со скоростью от 145 до 500 мСек..Огрешнос ь измерения 5 "о.Хапболее олпзкпм по технической суцностпи предлОРкенному яВляется уровню 1 ер (1), со 15 держащий генератор ударного возбуждения,мультивпбргтор, приемное устройство, датчикс излучателем - приемником и регистратор.Однако Опыт приз 1 енения подооно 0 уровпемера для измереня урОВей и по.джения Г 1)220 ницы раздела двух сред, одна пз которых обязательно ж; дкая, например сырой бензол -воздух, бензол - Вода, в коксохпмпческойпромышленности показал, что он имеет низкую точность, связанную с изменением скоро 25 с 1 Н 1 заспространеРИЯ ультразву новых колебаний в измеряемой среде (сыром бензоле) до2 - 3 д при изменении техпературы измеряемой среды на 10 С, а также прп измененииплотности и фракционного состава измеряе 30 мых сред, 55816955 60 о 5 Для повышения точности измерений предлагаемый уровнем ер сна бяен контрольным устройством, выполненным в виде последовательно соединенных дополнительного приемного устройства, схемы совпадения, одним из входов соединенной с мультпвпбратором, балансного модулятора, интегратора и сумматора, рабочее приемное устройство одновременно подключено к балансному модулятору и сумматору, выходом соединенному с регистратором, а датчик снабжен дополнительным излучателем - приемником, соединенным с дополнительным приемным устройством, и призмой.На чертеже изображена схема описываемого уровнемера, состоящего из датчика 1, включающего рабочий 2 и контрольный 3 излучатели-приемники, закрепленные в одном корпусе, и гкестко закрепленной на нем призмы 4, генератора ударного возбуждения 5, контрольного устройства б, состоящего из дополнительного приемного устройства 7, схемы совпадения 8, мультпвибратора 9, рабочего приемного устройства 10, балансного модулятора 11, интегратора 12, сумматора 13 и регистратора 14,работает устройство следующим образом.У;ьтразвуковой датчик 1 помещен в измеряемую среду на фиксированном расстояшш а от нижнего основания резервуара пли контрольного отра 5 каеля, Генератор возбу 5 кденпя 5 вырабатывает высокочастотные стаоильные импульсы малой длительности, которые возбуждают рабочий излучатель-приемник 2.11 оследний преобразует высокочастотные колебания в механические колебания среды, которые, отразившись от рабочей грани призмы 4, распространяются до границы раздела А - Б. Отразившись от границы раздела двух сред, ультр 2 звуковые механические ко;1 сбани 51 через рабочую грань призмы воспринимаются тем же 1 злучателем-пр 1 емн 11 ком 2, преобр 2- зуются в высокочастотные колебан;51, которые поступают на вход рабочего приемника 10, где преобразуются с помощь:о генератора ударного возбуждения во временной;штервал, пропорциональный измеряемому расстоянию.Одновременно генератор ударного возбуждения 5 возбуждает контрольный излучатель- приемник 3, который работает аналоп 1 чно рабочему излучателю-приемнику 2. Излучатель- приемник 3 измеряет постоянное расстояние до контрольного отракателя (дна резервуара) через вторую рабочую грань. Высокочастотные импульсы с излучателя-приемника 3 поступают в контрольный приемгНк 7, где преобразуются с помощью генератора ударного возбуждения 5 во временной интервал, пропорциональный фиксированному расстоянп;о до контрольного отражателя (дна резервуара).Импульсы временного интервала с контрольного приемника 7 сравниваются в схеме совпадения 8 с импульсами стабильной длп 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тельности ждущего мультивибратора 9, синхронизированного по времени с запуском генератора ударного возбуждения 5, причем длительность импульсов мультивибратора устанавливается большей максимально возможного времени прихода отраженного сигнала контрольного измерителя. Полученный сигнал рассогласования из-за изменения температуры либо изменения плотности или фракционного состава измеряемой среды поступает совместно с сигналом рабочего приемника 10 в балансный модулятор 11, где модулируется постоянной составляющей сигнала приемника 10. Далее сигнал интегрируется в интеграторе 12, складывается с некорректированным сигналом рабочего приемника 10 в сумматоре 13 и регистрируется в регистраторе 14.Каналы контрольного и рабочего измерения, включая цепи датчика, рабочего и контрольного приемников и генератора, электрически и акустически развязаны между собой за счет соединения контрольного и рабочего излучателей-приемников с входом определенного канала различными линиями связи в виде, например, радиочасто 1 ных кабелей,При одновременной работе рабочего и контрольного излучателя-приемника взаимодейстше ультразвуковых полей исключено. Стенка корпуса датчика в направлении излучения и приема сигнала акустически прозрачна. Для максимального ослабления взаимного влияния ультразвуковых импульсов излучатели-приемники разделены рядами концентрически расположенных ребер. Зтим достигается акустическая изоляция по входу и выходу излучателей-приемников между собой,Применение предлагаемого устройства позволяет автоматически компенсировать температурную погрешность, связанную с изменением скорости распространения ультразвуковых волн при изменении температуры и с 1 ЗМСНЕНИЮ ПЛОТНОСТН и фР 2 КЦ 110 ННОГО СОСТ 2- ьа измеряемой среды,1 риСпенис предлагаемого устройства, напрьл 1 ер, в коксохимичесОЙ промышленности :1 рп измерении границы раздела сырой бензол в возд позволит увеличить точность измерения, улучшить технологический режим производства и разделения бензольных про;уктов, ликвидировать тяжелый ручной труд прп замерах уровней бензола,Формула изобретения Ультразвуковой уровнемер, содержащий генератор ударного возбуждения, соединенный с мультивибратором, одним из входов приемного устройства п излучателем-приемником датчика, подкл 1 оченным к другому входу приемного устройства, выход которого соединен с регистратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен контрольным устройством, выполненным в виде последовательно соединенных до558169 бком, соединенным с дополнительным припым устройством, и призмой.Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:5 1. В. Л. т 4Носов. Проектирование ультразвуковой измерительной аппа атмашиностроение, 192, стр. 198, 201, 204(прототип) . б 11 Составители Е, АртамонРедактор И. ШейкинЗак корректор рахнина аз 1385/3 Изд Ь"о 4;5 Ц 1.ИИПИ Государственного комитет по делам изобретешпй 113035, Москва, К, Раушипография, пр. Сапунова, 2 полнительного приемного устройства, схемы совпадения, одним из входов соединенной с мультивибратором, балансного модулятораЛ интегратора и сумматора, рабочее приемное устройство одновременно подключено к балансному модулятору и сумматору, выходом соединенному с регистратором, а датчик снабжен дополнительным излучателем-приемниТираж 904 ПодписноСовета Мши.стров СССРоткрытииская иаб., д. 4 5