Способ измерения уровня жидких сред

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Г 23 2 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИ(71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро НПО "Нефтехимавтоматика" и Куйбышевский филиал Физического института им.ПН.лебедева(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 497481, кл, С, 01 Г 23/28, 1982,2. Авторское свидетельство СССРР 149640, кл, 6 01 Г 23/28, 1961(54) 57) СПОСОБ ИЭМЕРЕНИЯ УРОВНЯЖИДКИХ СРЕД, включающий излучениезондирующего импульса, прием отраженных от отражателя, установленного ОПИ САНИ М АВТОРСМОМУ ВИДЕТЕЛЬСТВУ1048322 на фиксированном расстоянии, и отграницы раздела сред импульсов иизмерение временного интервала, пропорционального измеряемому уровню,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьиаения точности измерения, зондирующий импульс излучаютво взаимно перпендикулярных направлениях, принятые после отражения импульсы переизлучают и после последовательного приема вторично отраженных импульсов формируют соответственно три временных интервала,первый и третий из которых заполняют счетными импульсами и сравнивают по длительности, причем дляформирования счетных импульсов используют интервал времени междузондирующим и первым отраженнымот отражателя импульсом,Изобретение относится к измерениям ультразвуковыми методами иможет быть использовано при контроле и измерении уровня жидких сред.Известно устройство, реализующее способ измерения уровня, заключающийся в излучении зондирующегоимпульса в направлении разделасред, приеме отраженного импульса,формировании временного интерваламежду зондирующим и отраженным импульсами и измерении полученногоинтервала Г 13.Недостатком данного способаявляется низкое быстродействие.Наиболее близким по техничЕской 1.5сущности к изобретению являетсяультразвуковой способ измерения уровня жидкости, заключающийся в измерении зондирующего импульса, приемеотраженных от границы раздела среди от отражателя, установленного нафиксированном расстоянии, импульсов, измерении полученных временныхинтервалов, по соотношению которыхопределяют измеряемый уровень (23.Недостатком данного способа является низкая точность измерения.Цель изобретения - повышениеточности измерения,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерения уровняжидких сред, включающему излучениезондирующего импульса, прием отраженных от отражателя, установленного на фиксированном расстоянии, и отграницы раздела сред импульсов и 3измерение временного интервала, пропорционального измеряемому уровню,зондирующий импульс излучают во взаимно перпендикулярных направлениях,принятые после отражения импульсы 40переизлучают и после последовательного приема вторично отраженных импульсов формируют соответственно тривременных интервала, первый и третийиз которых заполняют счетными импульсами и сравниваютпо длительности, причем для Формирования счетныхимпульсов используют интервал време.ни между зондирующим и первым отраженным От Отражателя импульсомНа фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на Фиг,2временные диаграммы его работы,Устройство содержит расположенный над контролируемой средой двухлучевой акустический излучатель 1, 55генератор 2 зондирующих импульсов,усилитель-Формирователь 3, электронные ключи 4 - 9, ждущий управляемый мультивибратор 10, реверсивныйсчетчик 11, триггер 12,резервуар 13, 60Началом отсчета служит плоскостьрасцолокения уровня 0 к, а контролируемой величиной является расстояние Ок , т.е. значение отклоненияуровня от плоскости Я, ц, 65 Способ осуществляют следующимобразом,Генератор 2 вырабатывает зондирующие импульсы 14 (фиг, 2) с постоянной частотой повторения, поступающие на акустический излучатель 1и на разрешающий вход электронногоключа 4. Двухлучевой излучатель 1,возбуждаясь, посылает зондирующиеимпульсы 14 в направлении отражателя, роль которого выполняет боковаястенка резервуара 13, и в направлении границы раздела сред (.импульсысоответственно А и Б).Спустя время, необходимое дляпрохождения расстояния 2 0 о, на излучатель 1 начинают поступать переотраженные зондирующие импульсы 1518, Переотражение импульсов производится боковой стенкой резервуара13, границей раздела сред "воздухжидкость" и рабочей плоскостью самого излучателя,Первым к излучателю 1 возвращается импульс Ао (импульс 15 ), которыйвозбуждая излучатель, отражается егорабочей плоскостью в сторону границы раздела сред "воздух-.жидкость",Вторым поступает импульс Б (импульс 16) и отражается излучателем внаправлении боковой стенки. Импульсы А и Б,о (импульс 17) возвращаются к излучателю одновременно, таккак время распространения у них одинаковое, равное 1 к + 1 о , Последнийиз переотраженных зондирующих импульсов, используемых в одном цикле измерения - импульс А(импульс 18),достигает излучателя через интервалвремени 1 к+ 21,С момента времени (1, + 21 до2(1 к + 1 о ), т.е. до момента поступле-.ния двойного, но значительно затухшего импульса АОХоХ ф Бхохо вход усилителя 3 запирается ключем 4, которыйв .начале каждого цикла. измерения возвращается в исходное состояние импульсом 14 генератора 2.В электронном блоке устройстваинтервалы времени (1, - о ) иф,+2 о(1 +1 Ц заполняются счетными импульсами и сравниваются по длительности,Разность данных интервалов времениравна (И, - 2 1 ), т,е. соответствуето фудвоенному контролируемому расстоянию 2 0 к. Происходит это следующимобразом,Излучатель 1 преобразует акустические импульсы 15 - 18 в электрические и направляет их через открытый ключ 4 на вход усилителя-Формирователя 3, который формирует соответственно импульсы 19 - 22.Импульс 19 через открытый ключ6 запускает ждущий мультивибратор 10,выходные импульсы которого черезоткрытый ключ 8 поступают на одиниэ входов реверсивного счетчика 11,В то же время импульс 19 своим задним фронтом открывает ключ 5 и закрывает ключ 6Следующий .импульс, импульс 20,через открытый ключ 5 возвращаетмультивибратор 10 в исходное состояние, Поступление счетных импульсов 23 мультивибратора 10 насчетчик 11 прекращается, В то жевремя, импульс 20 своим задним фронтом открывает ключи 6 и 7, закрывает ключи 5,и 8, и тем самым подготавливает схему измерения к заполнению импульсами 24 мультивибратора 10 интервала времени между импульсами 21 и 22, пропорционального выбранному расстоянию Го и значениюскорости звука в среде распростраснения зондирующих импульсов. Запуски остановка ждущего мультивибратора 10 при этом производится импульсами 21 и 22 соответственно,Импульсы 24 через открытый ключ 7поступают на второй вход реверсивного счетчика 11 и сравниваются поколичеству с импульсами 23, в резуль тате чего показания счетчика 11 про"порциональны значению контролируемойвеличины 0 . Равное, количество им"пульсов 23 и 24 (фиг. 2) соответствует максимальному значению уровня Югоах30Возвращение в исходное состояниеизмерительной схемы .производитсяимпульсом 22. Он останавливает рабо-,ту мультивибратора 10, открываетключ 6, закрывает ключ 5 и через от крытый импульсом 20 ключ поступает на запирающий вход ключа 4. Ключ 4 закрывается и последующие переотраженные импульсы 25 на вход усилителя 3 не проходят. Возврат в исходное состояние ключей 7 и 8 производится зондирующим импульсом 14 следующего цикла измерения.Триггер 12 предназначен я автоматической регулировки частоты следования счетных импульсов мультивибратора 10 в зависимости от значения параметров среды распространения зондирующих импульсов 14С целью устранения погрешности в измерениях при нестабильности данных параметров в начале каждого цикла измерения импульсом, поступающим со второго выхода генератора 2, триггер 12 выводится иэ исходного состояния и возвращается в него с поступлением с усилителя 3 импульса 19. Сформированный триггером 12 импульс 26, по длительности пропорциональный скорости звука в среде растпространения зондирующего импульса, поступает на мультивибратор 10 и определяет частоту следования счетных импульсов, Возвращение в исходное состояние управляемого входа мультивибратора 10 производится импульсом, поступающим со второго выхода генератора, 2.Предлагаемый способ позволяетповысить точность измерения за счет уье:.лч-.ия быстродействия повысить ра.зрешающую способность.7919/47 Тираж 643 ПодписноеВНИИПИ Государств митета СССРпо делам изобре ткрытий113035, Москва, Жая наб., д, 4/5 енного ко тений и о 5 Раушск фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4