Ультразвуковой индикатор уровня

ытвнтнс-; :- еанааб АНИЕ ТЕН ИЯ Союз СоветскииСоциалистическиРеспублик 11)569861 К АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВ(61) Дополнительное к авт. саид у ее140/10 ио 12,04.76(21) 234иеиием заявки1)М, Кл, 601 Р 23/2 2) Заявл с присое 3) Приоритетосудврственныи комитетЮоовтв Министров СССРоо делам изооретвнийи открытий 81.88088.8) ковано 25.08.77 Бю тень3(46) Дата опубликовании описания 19 09 7 72) Авторы изобретени ов, В. Я. Зенин и С. С, Слижи. Н, Алекс Республиканское проектно-конструкторское бишевой промышленности Белорусской ССР Заявите Министерств 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНДИКАТОР НЯ правления мпульсовНедоста к приборостроеовано во всех ва для измерерования уровня ратора тактовых частотой гене2.тком известиакая точностьий параметровкциональные вобретенияпие функционал ых устройств явв широком диапазо среды и ограниозможностиовышение точности ьных возможностей. ляются ни не измере ченные фун Цель и й расширеИзобретение относитсянню и может быть нспользотраслях народного хозяйстния, сигнализации и регулив емкостях. 5Известные индикаторы уровня, содержа щие генератор зондирующих импульсов, из лучатель.ультразвука, усилитель с детекто. ром, триггер и компенсационный преобразователь. длительности импульсов и,элемент 10 сравнения имеют недостаточную точность 11.Ближайшим по техни.ескому решению к предлагаемому является индикатор уров ня, содержащий генератор зондирующих им. пульсов, излучатель ультразвука, приемник 15 ультразвука соединенный с последоВательно включенными приемно-усилительным блбком, триггером, др" гой вход которого подключен к генератору зондирующих импульсов и излучателю ультразвука, логическим эле ментом И и счетчиком, эталонные излуче. тель и приемник ультразвука с приемно- усилительным блоком, генератор тактовых импульсов, выходом соединенный со свобод. ным входом логического элемента И, и блок 25 Это достйгается тем, что индикатор уровня содержит пбследовательно включеннйе реверсивный счетчик и преобразователь коднапряжение, соединенный с генератором тактовых импульсов, подключенным к входу делителя частоты, один выход которого связан с управляющим входом фСложениеф рэ версивного счетчика, другой - с эталонным излучателем и управляющим входом фВвэчитание" реверсивного счетчика, а счетный од счетчика соединен свыходом приемн илительного блока эталонного приемника ультразвука.На фпг, 1 изображена структурная схэма предлагаемого ультразвукового индиктора уровня.Логический элемент 6 разрешает прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 507 в период времени, определяемый триггером 5,Счетчик 7 работает на вычитание и регистрирует число импульсов, пропорциональное уровню материала в бункере.Эталонные излучатель 9 и приемникультразвука 10 по конструкции такие же,как и измерительные излучатель и приемник. Они установлены в бункере на фиксированном расстоянии друг от друга. 55 60 569861зИндикатор уровня содержит генератор 1зондирующих импульсов, измерительныйнмучатель ультразвука 2, измерительныйприемник ультразвука 3, цифровой блокациисации уровни, состоящий из приемноусилительного блока 4, триггера 5, логического элемента 6, счетчика 7 и генератора8 тактовых импульсов, эталонные излучетель 9 и приемник ультразвука 10 с приемно-усилительным блоком 11, делитель чаототы 12, реверсивный счетчик 13 и преоЬразователь код-напряжение 14.Генератор 1 зондирующих импульсов соедииен с измерительным излучателем Й, который акустически связан с измерительным 15приемником 3, подключенным к последовательно соединенным. приемно-усилительномублоку 4, триггеру 5, который другим входом подключен к выходу генератора 1, логикческому элементу И 6 и счетчику 7. Генератор 8 соединен со свободным входом элемента И 6 и с делителем частоты 12, котоМрый одним выходом связан с.управляющимвходом фСложениеф реверсивного счетчика13, а другим - с эталонным излучателем:и 25управляющим входом фВычитание"реверсив1 ного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом приемно-усилительногоблока эталонного приемника ультразвука, аразрядные выходы через преобразователь код напряжение подключены к управляющему входду генератора тактовых импульсов.Генератор 1 зондирующих импульсов периодически формирует пакеты импульсов нанесущей .частоту, согласованную с резонанс 35ной частотой излучателя 2, Последний находится в едином блоке с приемником ультразвука 3 и имеет согласованные с ним ха-.рактеристики.Приемно-усилительный блок 4 обеспечи 40вает усиление, фильтрацию детектированиепринятых отраженных сигналов и формирование импульса стоп" для триггера 5,Триггер 5 формирует на своем выходеимпульс, равный времени прохождения ультразвука от излучателя 2 к приемнику 3после отражения от зондируемой поверхности,4Приемно-усилительный блок 11 аналоге чен блоку 4.Делитель частоты 12 обеспечивает преобразование тактовой частоты генератора 8 в частоту с периодом равным времени прохождения ультразвуком расстояния от эталонного излучателя 9 до эталонного приемника 10 при нормальных атмосферных ус ловиях.Реверсивный счетчик 13 при отклонении параметров воздуха от нормальных заполняется импульсами с делителя 12 до тех пор, пока частота генератора 8 не станет такой, при которой период частоты на вььходе делителя 12 не станет точно равным времени прохождения ультразвуком эталон ного расстояния при данных атмосферных условиях.При включении устройства начинают работать генератор тактовых импульсов 8, и эталонный излучатель 9 делает посылки с частотой, определяемой делителем частоты 12, При этом, если атмосферные условия (температура, давление, влажность, газовый состав воздуха) отличаются от нормальных, то время прихода импульса с приемно-усилительного тракта не будет совпадать с временем периода частоты делителя 12 и реверсивный счетчик 1 3 будет находиться либо в режиме "Сложения либо в режиме фВычитание. Поступающий на его счетный вход импульс с выхода блока 11 изменит код счетчика и через преобразователь коднапряжение изменит частоту генератора 8.Подстройка генератора 8 продолжается до тех пор, пока период частоты на выходе делителя 12 не станет равным времени прохождения ультразвуком эталонного расстояния, Тогда схема автоподстройки выдает команду на измерительный цикл, который происходит следующйм образом.В момент излучения излучателем 2 ультразвукового импульса. триггер 5 опрокидывается и разрешает прохождение тактовых импульсов в счетчик 7 через элемент И 6. С приходом эхо-импульса триггер 5 возвращается в исходное состояние, и поступление импульсов в сиетчик 7 прекращается. Так как счетчик работает на вычитание, в нем записывается число, пропорциональное уровню материала в бункере, а не глубине его залегания. Индикатор уровня является полностью цифровым. Его счетчик оснащен цифровой индикацией и может быть соединен с ЭВМ для оперативной обработки измерений или через преобразователь код-напряжение подключен к регистрирующему или исполнительному устройству.569861 52 ЦНИИПИ Заказ 3278/3Тираж 907 Подписное Формула изобретения Ультразвуковой индикатор уровня, содержащий генератор зондирующих импульсов, подключенный к излучателю ультразвука, приемник ультразвука, соединенный с пос ледовательно включенными приемно усили тельным блоком, триггером, другой вход ко торого подключен к генератору зондирующих импульсов и излучателю, логическим элемен- Ю том И и счетчиком, эталонные излучатель и приемник ультразвука с приемно-усилительным блоком, генератор тактовых импульс сов, соединенный с входом логического элемента,и делитель частоты, о т л и ч а ю 1 я щ и й с я тем, что с целью повышения точности и расширения функциональных во можностей, он содержит последовательно включенные реверсивный счетчик и преобразователь код-напряжение, связанный с генератором тактовых импульсов,;подключенный к входу делителя частоты один иэ выходов которого связан с управляющим входом Сложение" реверсивного счетчика, другой - с эталонным излучателем и управляющим вхс- дом Вычитание" реверсивного счетчика, агсчетный вход вышеупомянутого счетчик 4 соединен с выходом приемно-усилительно го блока эталонного приемника ультразвука. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР%267389 Сс 01 й 29/00, 14,08.68, Филиал ППП фПатент Ужгород,уп. Проектная, 4