Ультразвуковой сигнализатор уровня агрессивных жидкостей

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 010678 21) 2623818/18-10с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 05.05,80,Бюллетень МДата опубликования описания 05,0580(51)М. Кл. С 01 Е 23/28 Гоердарстаениый коиитет СССР оо делаи нзооретений и открытий(72) Авторы изобретения А.И.Трофимов и В,В.Попон Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудоного Красного Знамени политехнический институт им,С.М,Кирова(71) Заявитель 54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ АГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙИзобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к преобразователям для сигнализации уровня жидкостей, в том числе агрессивных.5Известен ультразвуковой сигнализатор уровня жидкостей, содержащий излучающий и приемный пьезопреобразователи и схему сигнализации 11.уровень жидкости определяется по 1 О изменению скорости ультразвука в измеряемой среде.Данное устройство имеет сравнительно низкую точность и преднаэна чено для измерения уровня однородных 15 сред.Известен также ультразвуковой сигналиэатор уровня агрессивных жидкостей, выполненный в виде пьезоэлектрического трансформатора, вклю" 20 ченного в схему автогенератора, и сочлененного с внутренней поверхностью дна тонкостенного стакана, выполненного иэ материала с акустическими свойствами, близкими к акус тическим свойствам пьеэоэлектричес - кого трансформатора 2).Пьезоэлектрический трансформатор является частотозадающим элементом автогенератора и колеблется вместе 30 с дном стакана на резонанснойчастоте. Жидкость, касаясь дна стакана, приводят к уменьшению добротности пьеэотрансформатора и срывуколебаний автогенератора,Для обеспечения срыва колебанийавтогенератор работает н критическом режиме и поэтому работоспособентолько н органическом диапазонетемператур,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному устройствуявляется ультразвуковой сигналиэатор, содержащий герметически закрытыйкорпус, н котором установлены двапьезопреобраэонателя, антогенератор,образованный усилителем с обратнойсвязью, и схему сигнализации. Прикосновение корпуса сигнализаторак жидкости приводит к увеличениюакустических потерь и срыву колебаний автогенератора. Дна пьеэопреобразонателя акустически связаны через участок корпуса сигналиэатора,благодаря чему значительно повьааается чувствительность. сигналиэатора 31,Недостатком прибора являетаего малая надежность при изменениитемпературы окружающей и контролируемой среды, Это связано с тем,что авто генератор может работатьв качестве сигнализатора толькопри настройке его в критическомрежиме. В противном случае он небудет срываться при соприкосновениистакана с жидкостью. Как известно,критический режим является неустойчивым в случае колебаний параметров внешней среды, поэтому приизменении температуры окружающейи контролируемой среды, приводящей к изменению параметров пьезопреобразователей и элементов схемы,происходят ложные срабатывания. Изменения параметров автогенераторазависят также и от старения элементов.Целью изобретения является повышение надежности сигнализаторав работе при изменении температурыокружающей и контролируемой среды.Поставленная цель достигается тем,что один пьезопреобразователь жесткос обеспечением герметизации закреплен в стенке корпуса, а другойустановлен внутри корпуса сооснос первым с возможностью возвратнопоступательного перемещения вдольего оси и подключен к выходу генератора, при этом корпус заполнен ди -электрической жидкостью, а поверхности пьезопреобразователей, обращен -ные навстречу друг другу, сйабженыконтактными электродами, подключен -ными к схеме сигнализации,На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого сигнализатора,Сигнализатор содержит корпус 1и два пьезопреобразователя - неподвижный 2, закрепленный в стенкекорпуса 1, и подвижный 3, свободноподвешенный на кронштейне 4 с возможностью возвратно-поступательногоперемещения вдоль оси. Пьезопреобразователь 3 подключен к генератору5, настроенному на резонансную частоту неподвижного 2 пьезопреобразователяК пьезопреобразователямприкреплены контактные электроды 6,включенные в схему сигнализации 7,Корпус 1 заполнен диэлектрическойжидкостью,Устройство работает следующимобразом.При возбуждении подвижного 3пьезопреобразователя от генератора 5его колебания через жидкость передаются пьезопреобразователю 2, который начинает колебаться на резонанской частоте, Таким образом обапьезопреобраэователя совершают продольные колебания. Движение обращек -ных друг к другу поверхностей пьезопреобразователей равносильно движениюжидкости между ними,Это создает разрежение между пьезопреобраэователями,что приводит к притягиванию подвижного 3 пьезопреобразователя к неподвижному 2 и замыканию контактов 6,включающих схему сигнализации 7,Когда корпус 1 касается уровня контролируемой жидкости, происходит увеличение акустических потерь пьезопреобразователя 2, уменьшение егодобротности и смещение резонанснойчастоты. Это приводит к уменьшениюамплитуды его колебаний и уменыдению разрежения между пьезопреобразователями и притягивающим усилием.Пьезопреобразователь 3 отходит отпьезопреобразователя 2.Расстояние между пьезопреобразователями 2 и 3 устанавливаются экспе 15 риментально по созданию притягивающего усилия при отсутствии контролируемой жидкости, Ведичина расстояния,зависит от плошади поверхностей пьезопреобразователей и величи -ды напряжения возбуждения,Данное устройство имеет высокуючувствительность, Генератор, возбуждающий пьезопреобразователь, работает в устойчивом режиме, поэтому25сигнализатор имеет высокую стабиль -ность. Кроме того, упрощается схемасигнализации, так как к контактамможно подводить си гнал достаточнобольшой мощности. Формула и зобретени яУльтразвуковой си гнализатор уровня агрессивных жидкостей, содержа ший герметически з акрытый корпус,в котором установлены два пьезоэлект.рических преобразователя, а такжегенератор и схему сигнализации,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью повышения надежности в работе при изменении температуры окру -жаюшей и контролируемой среды,один пьезопреобразователь жесткос обеспечением герметизациизакреплен в стенке корпуса,а другой - установлен внутри корпуса соосно с первым с возможностьювозвратно-поступательного перемещения вдоль его оси и подключен к выходу генератора, при этом корпусзаполнен диэлектрической жидкостью,а поверхности пьезопреобразователей,обрашенные навстречу друг другуснабжены контактными электродами,подключенными к схеме сигнализации.55Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9373540, кл, С 01 Г 23/28, 1971.ЬО 2. Авторское свидетельство СССР9613213, кл, С 01 Р 23/28, 1976,3. Авторское свидетельство СССР9494616, кл . С 01 Р 23/28, 1973Редактор И.Ахмедова Корректор Г.Решетник Подписное Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1724/31 Тираж 801 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ж, Раушская наб., д, 4/5