Акустический уровнемер

динением зая Государственный иамитеСовета Министров СССРио дедам изобретенийи открытий Приоритет 81.128.8088.8) юллетень4 сания 01,02.78(54) х полоса пропускания 25 ры всегда ограничена. место ограничение хания в области нижнихизмерении уровней, что обусловлено необ слови парату имеет опуск р, пр - 6 м В реальных уакустической апОсобенно часторактеристики прчастот, напримепревышающих 5 На чертеже показакустического уровне структурная схема. Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и можетбыть использовано для измерения уровняжидких сред в различных областях промышленности. 5Известны акустические уровнемеры 11,содержащие генератор, излучатель и приемник акустических колебаний и трубчатый резонатор.Из известных акустических уровнемеров 10наиболее близким по технической сущностиявляется устройство электроакустического типа для измерения уровня жидкости 2, содержащее генератор акустических колебаний,цепь положительной обратной связи которого включает микрофон, излучатель акустических колебаний и трубчатый резонатор,осуществляющий акустическую связь междуизлучателем и микрофоном,Частота колебаний на выходе генератора 20равна частоте основного тока трубчатого резонатора в том случае, если полоса пропускания акустической аппаратуры не ограничена. ходимостью применения излучателей соизмеримых размеров. Использование промышленных излучателей обычных типов приводит к тому, что генератор известного устройства возбуждается не на основном тоне, а на одном из обертонов, номер которого зависит от измеряемой величины. Таким образом, при ограниченной полосе пропускания акустической аппаратуры устройство не обеспечивает измерения уровня в широком диапазоне.Цель изобретения - расширение пределов измеряемых уровней.Это достигается тем, что в предлагаемый акустический уровнемер введены автоматически перестраиваемый фильтр, включенный последовательно в цепь положительной обратной связи генератора, демодулятор, вход которого присоединен к выходу генератора, а выход через формирователь импульсов присоединен к входам измерителя интервалов времени и устройства управления, выход которого подключен и автоматически перестраиваемому фильтру.Такая конструкция уровнемера позволяет применять в нем в качестве излучателя акустических колебаний любой стандартный электродпнамический громкоговоритель.Акустический уровнемер содержит генератор 1, представляющий собой усилитель, охваченный положительной обратной связью, Цепь положительной обратной связи состоит из микрофона 2, который через узкополосный фильтр 3 с автоматически перестраиваемой резонансной частотой присоединен к входу усилителя, излучателя 4, присоединенного к его выходу, и трубчатого резонатора 5, осуществляющего акустическую связь между микрофоном и излучателем. К выходу генератора подключен демодулятор 6, который через формирователь 7 импульсов соединен с вхо. дом измерителя 8 интервалов времени. Выход формирователя 7 импульсов через устройство 9 управления подключен к цепи управления автоматически перестраиваемого фильтра 3.В процессе измерения уровня узкополосный фильтр 3 при помощи устройства 9 управления перестраивается таким образом, что его резонансная частота линейно возрастает.При этом генератор последовательно возбуждается на частотах обертонов, входящих в полосу пропускания аппаратуры. Демодулятор 6 выделяет из сигнала на выходе генератора огибающую. Формирователь 7 импульсов формирует из пиков огибающей прямоугольные импульсы, которые подаются на измеритель 8 интервалов времени и на устройство 9 управления. После прихода на устройство 9 управления двух импульсов перестройка фильтра прекращается и он возвращается в исходное состояние. Измеритель 8 интервалов времени измеряет интервал времени между двумя соседними импульсами, приходящими с формирователя. При линейной перестройке фильтра 3 это время обратно пропорционально длине незаполненной жидко-. стью части трубчатого резонатора.Известно, что частоты основного тона и обертонов трубчатого резонатора с одной жесткой крышкой и с одной мягкой крышкой определяются выражением 10 15 20 25 30 35 40 45 50(2 С - 1) сС 4 эгде с - номер обертона;с - скорость звука;Е - длина незаполненной жидкостью части трубчатого резонатора. Расстояние йо частоте между любьсмй сдседними обертонами определяется из выраженияЬ=2 ЬЕсли функция перестройки фильтра 3 во в емени определяется выражением =К 1, где.- коэффициент пропорциональности;время, то интервал времени, соответствующий перестройке фильтра на Ь, равенКс2 ЬСледовательно, показания измерителя интервалов времени 8 обратно пропорциональны длине незаполненной части трубчатого резонатора 1, что при известной длине резонатора позволяет определить искомый уровень.В предлагаемом уровнемере в отличие от известных об уровне судят не по частоте основного тона, а по разности частот двух любых соседних обертонов. Это обстоятельство позволяет измерять уровень в широком диапазоне при ограниченной полосе пропускания акустической аппаратуры. В результате в качестве источника и приемника звука можно использовать выпускаемые промышленностью малогабаритные элементы.Формула изобретенияАкустический уровнемер, содержащий генератор акустических колебаний, цепь положительной обратной связи которого включаетмикрофоц, излучатель и трубчатый резонатор,отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измеряемых уровней, в негевведены автоматически перестраиваемыйфильтр, включенный последовательно в цепьположительной обратной связи генератора,демодулятор, вход которого присоединен квыходу генератора, а выход через формирователь импульсов присоединен к входам измерителя интервалов времени и устройства.управления, причем выход последнего подключен к автоматически перестраиваемомуфильтру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР230448,кл. 6 01 Р 23/28, 1967.2. Авторское свидетельство СССР117806,.кл. О 01 Е 23/281958.Составитель Е, АртамоноваРедактор Т, Рыбалова Техред И, Карандашова Корректор Л. Денискин аказ 3251/16НП ПодписноСССР Типография, пр. Сапунова,Изд.185 Государственного комитет по делам изобретен 113035, Москва, Ж, РТираж 907овета Министрои открытийская наб д. 4/5