Уровнемер для жидких сред

С, П И С А Н И Е , 67083ИЗОБРЕТЕНИ Я Союз Соьетских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30.06.79, Бюллст 145) Дата опубликования онпсан 1 гя Го суда нныи комитет СРизобретенийкрытнй) УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД сдующп Изобретение относится к области измерения уровня жидкости в емкостях, водоемах, скважинах и т. д.Известны уровпемеры для жидких сред, включающие электромеханические излучатсль и приемник, подключенные к волноводу в виде цилиндрического упругого элемента, погруженного в жидкость 1).Напболсс близким по технической сущности к предложенному является уровнемср, содержащий приемо-излучающую систему, связанную с упругим волноводом, установленным вдоль направления изменения уровня (2. Болновод выполнен в виде упругой полосы, погружасмой вертикально в жидкость.Однако точность измерения таким урознемером зависит от характеристик зондирующего сигнала в связи с тем, что скорость пзгибных волн зависит от частот 11. Скорость распространения волны деформаций ленты зависит также от силы натяжения ленты.Цель изобретения - повышение то шостп измерений путсм;лучшенпя согласования характеристик приемо-излучающей системы и волновода,Цель достигается тем, что волновод выполнен в виде пружины раст 51 жс 1 шя-сжатия, установленной с возможностью регулпрОВкп шага сс ВпткОВ, Один конец которой жестко закреплен, а другой, обращенный к приемо-излучающей системе, связгн с ней посредством упругого элемента.5 Изобретение поясняется чертежом.Устройство содержит пр жин 1, 1 а ркас, состоящий пз трубы 2 и патрубка 3 с отверстием 4 для выхода воздуха, связанных рсгулировочнымп винт 11 мн 5, прпсмо излучающую систему 6, мембрану 7, генератор 8 импульсов, усилитель-формирователь 9, триггер 10, измеритель 11 длительности импульсов и схему 12 управления.Пружина 1 растянута на фиксированную 15 длину на кар 1 еасс и сВ 51 зана нижним концом с дном трубы 2, а верхним посрсдством мембраны 7 с патрубком 3 и нрпемоизлучающим устройством 6, укреплсьп 1 ым на патрубке 3. Последний связан с трубой 20 2 каркаса посредством винтов 5, позволяющих регулировать длину пружины 1 для изз 1 енения ее погоннои жесткости 1 жесткости на единицу дл 1 шы).Уровнемср работает сл оора зом.При измерении уровня схема 12 управления включает генератор 8 импульсов и измеритель 11 длптсльпостн пмпул 1,са. Прп этом генератор импульсов выраоатываст 30 импульс, возбжда 10 щп 11 пзл 1 атсль прп3емо-излучающего устройства 6, преобразующий энергию электрического импульса в механический импульс деформаций, передаваемый через мембрану 7 пружине 1.Одновременно электрический возбужда ющий импульс передается на вход усилителя-формирователя 9 и далее - на бистабильный триггер 10, переходящий в устойчивое состояние, при котором сигнал с его плеча подается на вход измерителя 11 дли тельности импульса.С этого момента начинается измерение времени, в течение которого напряжение с триггера 10 подается на вход измерителя 11 длительности импульса. Импульс (вол на деформаций) распространяется вдоль пружины 1 практически без затухания, так как в пружине происходят потери лишь на молекулярное трение, а сопротивленис воздуха пренебрежимо мало.При переходе волны деформаций пружины 1 из воздушной среды в жидкость, имеющую плотность, различную с воздухом, происходит частичное рассасывание энергии волны деформаций и вследствие этого 25 частичное отражение акустического импульса от этой среды, отраженный импульс возвращается к верхнему концу пружины 1 и там принимается приемником приемо- излучающего устройства, затем через уси- Зп литель-формирователь 9 подается на вход триггера 10, который перебрасывается в другое устойчивое состояние. После этого измерение времени заканчивается.Для исключения ложных срабатываний из-за отражения акустического импульса от каркаса 2 сигнал с второго плеча триггера после его переключения подается на схему 12 управления, которая возвращает всю схему в исходное положение. Значе о ние, измеренное измерителем длительности, будет соответствовать значению уровня в выбранных единицах, Для компенсации технологических погрешностей, вызывающих отклонение жесткости пружины 1 45 от заданной длины, длину пружины регулируют с помощью винтов 5. При этом патрубок 3 выдвигается или вдвигается в трубу 2, удлиняя или укорачивая пружину 1 до такого положения, при котором сигнал, 50 зафиксированный измерителем длительности, будет с заданной точностью соответствовать значению уровня.Вследствие того, что жесткость пружины 1 по всей длине постоянна (до границы раздела сред) и стабильна (при применении металла, например, инвара), в условиях различных дестабилизирующих факторов (изменения температуры, плотности воздуха и т. п.), и время распостранения акустического импульса по пружине будет зависеть практически только от уровня,Подбором параметров пружины (жесткость, наружный диаметр, диаметр проволоки, материал, форм пружины и проволоки) можно варьировать в широких пределах такие параметры сигнала как амплитуда, форма отраженного импульса, скорость его распространения вдоль пружины. То, что скорость распространения импульса вдоль пружины может быть в десять раз меньше скорости распространения импульса по упругой ленте или в воздухе, позволит избежать сложных быстродействующих схем формирования и селекции импульса. Ф о р м ул а изобретенияУровнемер для жидких сред, содержащий приемо-излучающую систему, связанную с упругим волноводом, установленным вдоль направления изменения уровня, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем улучшения согласования характеристик приемо- излучающей системы и волновода, волновод выполнен в виде пружины растяжения- сжатия, установленной с возможностью регулировки шага ее витков, один конец которой жестко закреплен, а другой, обращенный к приемо-излучающей системе, связан с ней посредством упругого элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США К 3100994, кл. 73 в 2, опублик. 1963.2. Агеева Н. С. Ультразвуковой метод измерения высоты уровня жидкости в сосуде при помощи изгибных колебаний тонкой упругой полосы, Акустический журнал, 1960, в 70813Составитель Е, АртамоноваРедактор Т. Рыбалова Техред Н. Строганова Корректор Л. Брахнинаказ 1306/10 Изд.391 Тираж 666 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2