Устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах

О П И С А Н И Е 11769346ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик.10.8 б пикован олле ло делам изобретении и открытий. И. Бражнико Заявитель есоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт Цветметавтоматика) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛ СРЕД В РЕЗЕРВУУРОВНЯ ЖИДКИХ р С, - С,С,+. предсльцыс значения с распространения волнстенке резервуара д пьно допустимого за апазона изменения т оростц Лэмбазя преданного щцны вдс.ди Изобретение относится к средствам автоматизации гор нообогатитсльных производств,Известно устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах, в которых 5 используются прямые акустцчсскис преобразователи, установленные соосно друг другу цо разным сторонам резервуара,2. Такис устройства имеют разную зависимость контроля уровня от затухания колебаний в 11 жидкой среде. Прц контроле флотореагсцтов, в которых имеется значитсльцос количество растворенного и нерастворснного воздуха, возникают неконтролируемые изменения затухания, что приводит к пониже нцю точности и надежности контроля.Нацболсс близким техническим рсшсццем является устройство, содержащее установленные на стенке резервуара два наклонных пьсзопреобразователя волн ЛЭМба 20 с звуководами, к одному из которых подключен генератор, соединяемый с усилителем мощности, а к другому - усилитель ц измерительный блок 21. Благодаря использованию нормальной волны, распрост раняющсйся в зоцс контроля по стенкам резервуара, обеспечивается исключение влияния флоторсагентов ца чувствцтсльньс элементы прсобразоватслсц ц, как следствие, повышается надежность контроля 30 у 1)овн 51 жидкости. Однако эта надежность существенно ухудшается в случае флоторсагснтов, воздс 11 ствуоНих ца матсриал рсзсрвуара с мсньшсццсм то;Ццны стснкц. В рсзультатс уменьшается ццтснсцвность возбуждаемоц в стенке волны, что приводит к дополнительным погрсшностям. Прц значительном цзмснснцц толщины может иметь место выход устройства цз строя.Целью цзооретецця является повышение точности ц надежности.Это достцгается тем, что звуководы выполнены на двух соцрягаемых по цилиндрической поверхности частей, симметричных относительно осц пьсзопрсобразователя, цз материалов, различных по скорости ультразвука,Кроме того, радиус Р цилиндрической поверхности сопряжения частей призмы ц длина А пьезопреобразователя установлены в следующем соотношении.А 2 сгдС, - С, й С - С 2 Со - Сз А 2 Сз 1 а С 2 - С Л С+С, С, - С,стенки на частоте пьезопреобразователя;Со, Сз - скорости распространения акустических колебаний, соответственно, в преломляющсй и контактирующей с пьезопрсобразователем частях призмы;2 Со= агсз 1 пС,+С- угол наклона пьезопреобразователя.На чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит устанавливаемые на стенке резервуара 1 с контролируемой жидкостью 2 два наклонных акустических преобразователя 3 и 4, состоящие каждый из корпуса 5, размещенной в нем преломляющей призмы б и установленного на торцах призм пьезопреобразователя 7, задающий генератор 8, соединенный с нпм усилитель мощности 9, подключенный к одному из пьсзопреобразогатслей 7, а с другим пьезопреобразователем соединен усилитель 10 и подключенный к сго выходу пзмсрительнорегистрирующий блок 11, В устройстве каждая из призм б выполнена составной из двух частей 12 и 13, изготовленных пз материалов, различающихся по скорости распространения акустических колебаний, и сопрягаемых с обеспечением акустического контакта между собой по цилиндрической поверхности 14, симметричной относительно оси пьезопреобразователя, образующие которой параллельны преломляющсй поверхности 15 призмы.Пьезопреобразоватсль 7, соединенный с усилителем мощности 9, возбуждается электрическим напряжением, вырабатываемым генератором 8, и излучает акусзичсскис колебания частоты ) в часть 13 призмы, которые распространяются в ней со скоростью Сз. На цилиндрической поверхности 14 раздела частей призмы колебания преломляются и, распространяясь в виде расходящихся лучей во второй части 12 призмы, вводятся в стенку резервуара под различными углами.Диапазон этих углов установлен таким, чтобы при любом заданном изменении толщины стенки Ь соблюдались условия возбуждения выбранной моды нормальной акустической волны, распространяющейся по стенке, При этом, например, если скорость нормальной волны имеет пропорциональную зависимость от частотного фактора, то номинальному (начальному) значению толщины 6, соответствуют минимальные углы ввода колебания, а минимальной толщине о, - максимальные углы.Акустические колебания после прохождения фиксированного участка по стенке резервуара поступают в преломляющую часть 12 второй призмы под углом, зависящим от толщины стенки, испытывают дополнитель 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ную рефракцию на цилиндрической поверх. ности в этой призме и под прямым углом поступают на поверхность пьезопреобразователя. Последний преобразует их в электрический сигнал, несущий информацию о коптролирусмом уровне, которьш через усилитель 10 подается в блок 11,Когда устройство выполняет функции сигнализации уровня, преобразователи 3 и 4 устанавливаются на стенке горизонтали, а при непрерывном контроле один из преобразователей устанавливают в верхней части, а другой - в нижней части резервуара. В первом случае блок 11 снабжен реле (на чертеже не показан) сигнализации уровня, а во втором - аналоговым, либо цифровым регистратором амплитуды принятого сигнала.Для того, чтобы диапазон углов расхождения пзлученных колебаний в части 12 прсломляющей призмы перекрывал диапазоп о - Ь, предельно допустимых изменений по толщине стенки рсзсрвуара, радиус Я цилиндрической поверхности 14 сопряжения частей призмы 12 и 13 и длина А пьезопреобразоватсля 7 установлены в следующем соотношении Формула изобретения 1. Устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах, содержащес установленные на стенке резервуара два наклонных пьезопреобразователя волн Лэмба со звукопроводами, к одному из которых подключен генератор, соединенный с усилителем мощности, а к другому - усилитель и измерительный блок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, звукопроводы выполнены из двух сопрягаемых по цилиндрической поверхности частей, симметричных относительно оси пьезопреобразователя, из материалов, различных по скорости ультразвука.2, Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что радиус Й цилиндричсской поверхности сопряжения частей звукопровода и длина А пьезопреобразователя установлены в следующем соотношении где СС - предельные значения скоростираспространения волн Лэмба в стенке резервуара для предельно допустимого диапазона изменения толщин стенки на частоте пьезопреобразователя;2 Сои = агсз 1 п- угол наклона пьезопреобразователя;769346 Составитель Н, ФомичевРедактор О. Филиппова Техред И, Пенчко Корректор О. Гусев Заказ 2272/18 Изд.529 Тираж 810 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5пография, ир. Сапунова, 2 С, и С, - скорости распространения акустических колебаний, соответственно, в преломляющей и контактирующей с пьезопреобразователем частях призмы. Источники информации,принятыс во внимание при экспертизе1. Ультрасоникс, т. 4, 1966, апрель,с, 96,5 2. Авторское свидетельство СССР343155, кл. б 011. 23/28, 16,04.70.