Датчик ультразвукового уровнемера

(71) Заявител АТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО УРО ЕРА Изобретение, ультразвуковыхиспользовано вуровнемеров, прля урбвня разлчисле криогенньагрессивных. Известны датчики ультразвуковых уровнемеров, содержащие приемный и передающий пьеэопреобраэователи, выполненные в виде стаканов с закрепленными на дне пь.езоэлементами 11.Недостатком такого датчика является недостаточно высокая помехоустойчИвость и точность измерения уровня.Иэ известных датчиков ульуровнемеров наиболее близкимческой сущности является дазвукового уровнемера, содержащий корпус, вертикально и соосно расположенные излучающий и приемный пьеэопреобразо ватели в виде стаканов с закрепленными на донышках пьезоэлементами Ътразвуковых по гехиитчик ультра вны относится к области измерений и может быть датчиках ультразвуковых едназначенных для контроичных жидкостей, в том х, электропроводящих и Недостатком датчика является невысокая точность контроля уровня при значигельных скоростях измерения уровняжидкости в емкости, обусловленная сущсгвованием жидкостного мостика междумембраной верхйего преобразователя иповерхностью жидкости после ухода ееуровня ниже плоскости мембраны верхне, го преобразователя.Цепь изобретения - повышение точности контроля уровня жидкости.Указанная цель достигается тем, чтодатчик снабжен насадкой, жестко закрепленной на верхнем преобразователе, выполненном в виде усеченного конуса с 15центральным сквозным отверстием поформе стакана иэ несмачиваемого рабочей жидкостью и непрозрачного для ульфразвука материала, причем в нижней части 20насадки установлено упорное кольцо срадиальными прорезями, имеющее рядклинообразных выступов, расположенныхпо окружности кольца, диаметральво противоположные выступы кольца соедю25 Э". 35 40 45 50 между собой перемычками, а между упор-.нымн кольцом и боковой поверхностьюнасадки выполнена кольцевая канавка.На фиг. 1 изображена структурнаясхема предложенного датчика; на фиг. 2 -насадка датчика, вид снизу,Датчик ультразвукового уровнемерасодержит корпус 1, см. фиг. 1)излучающий и приемный преобразователи, выполненные в виде стаканов 2 и 3, на донышках которых закреплены прижатые кмембранам 4 и 5 пьезоэлементы 6 и 7.На верхний стакан 2 одета насадка 8,представляющая собой усеченный конусс соотношением диаметров верхнего и 15нижнего оснований 0,5-0,7 и высотой,равной 1-1,5 диаметра стакана 2, Нижняя часть насадки 8 выполнена в видеупорного, кольца 9на котором расположены клинообразные выступы 10, соедиценные попарно перемычками 11, упирающимися. в мембрану 4, Нижнее основаниеконуса должно быть не ниже мембраны 4верхнего стакана 2. Кольцо 9 отделяется от боковой поверхности конуса кольцевой канавкой 12.Упорное кольцо 9 снабжено прорезя-,ми 13 (см. фиг. 2) для предотвращенияобразования воздушного или жидкостного"колокола". Насадка 8 выполнена иэ несмачиваемого рабочей жидкостью и непрозрачного для ультразвука материала.Предлагаемый датчик работает следующим образом.При поступлении электрического радиоимпульса, например, на пьезоэлемент 6(фиг. 1) электрические колебания преобразуются в ультразвуковые, которые приналичии в. промежутке между мембранами 4 и 5 излучающего и приемного преобразователей жидкости достигают приемного пьезоэлемента 7 и преобразуются в электрический импульс. При отсутствии жидкости между мембранами преобразователей ультразвуковые колебанияне. поступают на приемный пьезоэлемент.Таким образом, наличие или отсутствие импульса электрического напряженияна приемном пьезоэлементе свидетельст- .вует о,наличии жидкости между мембрвнами 4 и 5 преобразователей или оботсутствии ее., Насадка 8 своей боковоййоверхностью отводит стекакзцие со стенок,верхнего стакана 2 капли жидкости, темсамым уменьшая время существования жидкостного мостика за счет прекращения его подпитки, Клинообразные выступы 10, с перемычками 11 (фиг. 2) дробят мостик и отводят жидкость, захваченную поверхностью мембраны преобразователя, уменьшая тем самым время кон так тирования.Кольцевая канавка 12 насадки 8 обеспечивает наилучшие условия для отвода от мембраны 4 жидкости, стекаемой со стенок верхнего стакана 2, при этом боковая поверхность насадки 8 может быть выполнена гофрированной,При наличии жидкости мембраной 5 нижнего преобразователя и выступами 10 насадки 8 ультразвуковые колебания нв мембрану 4 верхнего преобразователя практически не передаются, так как насадка 8 выполнена из материала с низким акустическим сопротивлением например ф тороплас та.форм ула изобретенияДатчик ультразвукового уровнемерасодержащий корпус, вертикально и сооснорасположенные излучающий и приемныйпьезопреобразователи в виде стаканов сзакрепленными на донышках пьезоэлементами, о т л и ч а ю ш и й с я тем, чтсс целью повышения точности контроляуровня жидкости, он снабжен насадкой,жестко закрепленной на верхнем преобразователе, выполненном в виде усеченного конуса с центральным сквозным отверстием по форме стакана из несмачиваемого рабочей жидкостью и непрозрачного для ультразвука материала, причем внижней части насадки установлено упорное кольцо с радиальными прорезями,имеющее ряд клинообразных выступов,расположенных по окружности кольца, диаметрально противоположные выступы кольца соединены между собой перемычками,а между упорным кольцом и боковой поверхностью насадки выполнена кольцеваяканавка,Ис,точники иоформации,. принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЬ 416570, кл. й 01 Р 23/28 1971,2, Бвбиков О. И. Контроль уровня с .помощью ультразвука, Энергия Л, О1971 (прототип).870955 иР 4 Составитель И. ЗасядииковРедактор О, Филиппова Техред А, Ач Корр аз 8418/11ВНИИ ППЛ Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Тираж 705 И Государственного о делам изобретений 5, Мосжва, Ж