Акустический уровнемер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеоз Сфветскнк Соцналнстнческнк Реснублнк(51)М. Кл.з С 01 Г 23/28 с присоединением заявки Йо -Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытий.82(088.8) Дата опубликования описания 250980( 54 ) АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР 1Изобретение относится к техникеизмерения уровня жидкости и предназначено для измерения уровня воды воросительных каналах, водохранилищах,уровня грунтовых вод в наблюдательных 5скважинах,Известен уровнемер, предназначенный для измерения уровня, содержащийприемо-излучающее устройство, усилитель, синхронизатор, выходной каскад 10.и схему обработки сигналов (1 .Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяакустиФскнй уровнемер, содержащийизлучатель и приемник акустических 15колебаний, установленные в измерительной трубе и включенные в схему автоциркуляции с усилителем и генератором )2) .Недостатками этого уровнемера яв Оляются низкая надежность и точностьизмерения, обусловленная возможностьюпоявления автоциркуляции от акустических помех, .возаикших в измерйтельной трубе, 25 Целью изобретения является повы-.юение надежности и точности измере- ния за счет исключения режима авто- циркуляции от акустических помех. 30 2Поставленная цель достигается тем, что в акустический уровнемер введены триггер, два ключа, два генератора треугольного напряжения, пороговое устройство и две.схемы совпадения, причем выходы триггера через генераторы треугольного напряжения и ключи соединены с входом порогового устройства, выход которого через первую схему совпадения соединен со вторыми входами генераторов треугольного напряжения, а через вторую схему совпадения - с входом генератора импульсов, триггера и вторым входом первой схемы совпадения, третий вход первой схеьва совпадения соединен с выходом генератора, второй вход второй схемы совпадения - с выходом усилителя, первйй выход триггера соединен со вторым входом второго ключа, а второй выход - со вторым входом первого ключа.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого акустического уровнемера; на фиг. 2 - зпюри, поясняющие его работу.Акустический уровнемер содержит приемник акустических колебаний 1, соединенный с усилителем 2, триггер 3, выходы которого через генераторы треугольного напряжения 4 и 5, ключи765661 пацения 10, на первом входе которойуже присутствует высокий потенциал 19с выхода порогового устройства 8. Присовпадении высокого потенциала 19 иотраженного импульса 22 на входахсхемы совпадения 10 на ее выходе появляется низкий потенциал 23, производящий запуск генератора 11 и опрокидывание триггера 3,Опрокидывание триггера 3 приводитк прекращению процесса нарастания напряжения (величина которого пропорциональна времени прохождения акустических колебаний от излучателя 12 доуровня контролируемой среды 14 и приема их приемником 1, т.е. величинеизмеряемого уровня), началу формирования спадающей ветви треугольногонапряжения 25, вырабатываемого генератором 4,н началу процесса формирования нарастающей ветви треугольногонапряжения 26 генератора 5, а такжезакрытию ключа 7 и открытию ключа б.На входе порогового устройства 8появляется высокий потенциал, чтовызывает изменение его выходного потенциала 27 на низкий, производящийзапирание схем совпадения 9 и 10, пре.пятствуя тем самым прохождению зондирующего импульса 24 в момент его формирования на генераторы треугольногонапряжения 4 и 5, а также прохождениюсигнала помехи, возникшей в акустическом тракте и принятой приемником 1,усиленного и сформированного усилителем 2, на генератор 11.При достижении значения выходногонапряжения 25 генератора 4 меньше порогового напряжения 28 пороговогоустройства 8, на выходе последнегопоявляется высокий потенциал 29, открывающий схемы совпадения 9 и 10 иразрешающий прохождение отраженногоимпульса через схему совпадения 10на генератор 11.Время формирования спадающей ветвитреугольных напряжений меньше времениформирования нарастающей ветви. Данная разница обусловлена возможностьюприхода отраженного импульса раньшевремени прихода отраженных импульсовв предыдущих тактах измерения, т.е.изменением уровня в сторону увеличе-ния.При излучении генератором 11 зондирующего импульса 30 алгоритм работыостается прежним, за исключением того, что к входу порогового устройства8 подключается через открытый ключ 7выход генератора треугольного напряжения 5. Формула изобретенияАкустический уровнемер, содержащий излучатель и приемник, включенные в схему автоциркуляции с усилителем и генератором импульсов, о т л и ч а -б и 7 соединены с входом пороговогоустройства 8. Выход последнего соединен через первую схему совпадения 9со вторыми входами генераторов треугольного напряжения 4 и 5, а черезвторую схему совпадения 10 - с входом триггера 3, генератора 11 и вторым входом первой схемы совпадения 9.Третий вход первой схемы совпадения 9 соединен с выходом генератора11, а второй вход второй схемы совпадения 10 - с выходом усилителя 2. При- очем первый выход триггера 3 соединенсо вторым входом второго ключа 7, авторой выход - со вторым входом первого ключа б. Выход генератора 11 соединен с излучателем 12 акустических 15колебаний, расположенного, как и приемник акустических колебаний, в изме.рительной трубе 13, в которой производится измерение уровня контролируемой среды 14, 20Акустический уровнемер работаетследующим образом.При включении триггер 3 занимаетпроизвольное состояние, т.е. на одном из его выходов появляется высокий15 потенциал (верхний выход в соответ-ствии с чертежом), а на другом низкий16 (нижний на чертеже), Такое состояние триггера приводит к запираниюключа 6 и открытию ключа 7, а такженачалу процесса формирования нарастающей ветви треугольного напряжения17 генератора 4. Низкий потенциал 18с выхода генератора 5 (процесс формирования треугольного напряжения начинается с момента подачи на вход генераторов высокого потенциала) черезоткрытый ключ 7 поступает на вход порогового устройства 8. При наличиина входе порогового устройства8 низкого потенциала 18 на его выходе 40присутствует высокий потенциал 19,который поступает на первые входысхем совпадения 9 и 10.Генератор 11 вырабатывает зондирующий импульс 20, который возбуждаетизлучатель 12, формирующий акустические колебания и направлякщий их поизмерительной трубе 13 в направленииконтролируемого уровня среды 14, атакже через схему совпадения 9 (напервом и третьем входах присутствуют.высокие потенциалы с выходов порогового устройства 8 и второй схемы совпадения 10) поступает на вторые входыгенераторов 4 и 5, прекращая тем са-формирование треугольного напряж ния 17 и сбрасывая его до низкогои енциала, т.е. осуществляется привязка начала формирования треугольного напряжения к зондирующему импульсу 20 - началу измерения. ИОтраженный от уровня контролируемой среды 14 импульс 21 принимаетсяприемником акустических колебаний 1,усиливается и формируется (импульс 22)ипоступает на второй вход схемы сов- .ю щ и й с я тем, что, с целью повы 765661шения надежности и точности измерения в него введены триггер, два ключа, два генератора треугЬльного напряжения, пороговое устройство и две схемы совпадения, причем выходы триггера через генераторы треугольного напряжения и ключи соединены с входом поро 5 гового устройства, выход которого через первую схему совпадения соединен со вторыми входами генераторов треугольного напряжения, а через вторую схему совпадения - с входами генера 10 тора импульсов, триггера и вторым входом первой схемы совпадения, третий вход первой схемы совпадения соединен с выходом генератора, третий вход первой схемсовпадения - с выходом. генератора, второй вход второйсхемы совпадения - с выходом усилите-ля,. первый выход триггера соединенсо вторым входом второго ключа, а второй выход - со вторым входом первогоключа . Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бабиков О. И. Контроль уровня спомоцью ультразвука. М., Энергия, 1971,с. б 4, 65.2. Тян Х. С., Хан И. Б. Некоторыевопросы построения акустических импульсных телеизмерителей уровня воды,Вопросы водного хозяйства, Фрунзе,кыргызстан"; 1971, Р 16, ч 1, с. 13-18.765661 Составитель н ,Техред Н. Гра ктор Т. Ива Демчик аказ 6493/3 Подпис нного комитета СССРтеннй н открытиЯРауюская наб., д, 4/5 илиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектн Тираа 801 ВНИИПИГосударстве по делам изобре13035, Москва, Ж,урбвлоКоррек