Устройство для ультразвукового конроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОПЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ СРЕД В ЗАКРЫТЫХ РЕЗЕРВУАРАХ 1ит Изобретение относится к ультразвуко-" вой контрольно-измерительной. технике. н может найти применение для контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах в гидрометаллургии, обогащении и других отраслях промышленности.Известен ультразвуковой-уровнемер, содержащий генератор, излучающий и приемный преобразователи, установленные ка одной вертикали внутри резервуара в воздухе над контролируемой поверхностью жидкости, усилитель время- измерительный блок. и индикатор 1.Недостаток устройства- значительная погрешность, вызываемаянепостоянством концентрации паров жидкости в воздухе над контролируемой поверхностью, которая изменяет время поступления информативного эхо-сигнала на приемный преобразователь.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ультразвукового контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах, содержащее излучающий и приемный электроакустические преобраз ватели нормальных волн, устанавливаемые по вертикали на стенке резервуара импульсный генератор, усилитель и ннд катор 123Однако они имеют недостаточную точность измерений, вызванную температурными изменениями амплитуды:регистрируемого сигнала.Цель изобретения- повышение точности устройства за счет уменьшения влияния зависимости амплитуды принятой воины от температуры жидкости, т,е, температуркой погрешности.Указанная цель досткгается тем, что устройство снабжено цепью, состоящей из последовательно соединенных первого ждущего блокинг- генератора, первого сумматора, кктегратора, усилителя постоянного тока и второго сумматора, Ф также вторым ждущим блокинг- генератором,. и пиковым детекторам, причем к выходу усилителя подключен вход первого ждущего блокинг- генератора и вход пнУстройство работает следующим образом.Импульсный генератор 5 возбуждает прямоугольными импульсами 15 ( фиг.2 излучающий электроакустический преобразователь 1, который посылает ультра-звуковые импульсы в стенку резервуара 3, заполненного жидкостью 4, уровень которой определяется. Пройдя.по стенке и испытав затухание в зависимости от уровня контролируемой жидкости, а .также претерпев температурные изменения амплитуды и скорости распространения, ультразвуковая импульсная волна 16 через время С поступает. в.приемный акустический преобразователь 2, с которого электрический импульсный сигнал 17 поступает в усилитель 6. С выхода последнего усиленный в К раз сигнал поступает в пиковый детектор 13 и на вход первого ждущего блокинг-, генератора 8, который вырабатывает прямоугольный импульс 18.длительностью. Импульсный .генератор,б одновременно с возбуждением;электроакустичес кого преобразователя 3. запускает второй ждущий. блокинг- генератор 3,4, выраба. 50 кового детектора, выход которого подклю-, чен к одному иэ входоввторого сумматора,выхс 6 см. соединенйого с индикатором второй. ждуший блокинг- генератор своим входом соединен с импульсным генератором, а выходом-с одним иэ входов первого сумматора.На фиг. 1 .приведена блок-схема .устройства; на фиг, 2- электрические диаграммы выходных сигналов узлов предлагаемого устройства.Устройство для ультразвукового контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах содержит излучающий 1 и приемный 2 акустические преобразователи нормальной волны, установленные но вертикали на стенке 3 резервуара с контролируемой средой 4, импульсный ге нератор 3,:усилитель 6 и индикатор 7, первый ждуший блокинг- генератор 8, входом подключенный к выходу усилителя 6, первый сумматор 9, интегратор 3.0, усилитель постоянного тока 11 и второй сумматор 12, вторым входом подключенный к выходу усилителя 6 посредством . пикового детектора 13, а выходом- к индикатору, второй ждущий блокинг- генератор 14, управляемый вход которого подключен к импульсному генератору 5, а выход- ко второму входу первого сумматора 9. 20 25 30 35 40 45 тываюший импульс 19 длительностью ь, с амплитудой, равной амплитуде импульса 18 с полярностью, противоположной импульсу 18. При этом длительностии с постоянны, а 7 -меняется в зависимости от температуры жидкости.Длительность ф импульса 18 ждущегоюблокинг- генератора 8 устанавливается превышающей, диапазон заранее измеренных температурных изменений величины фь . Длительностьимпульса 19 жду щего блокинг- генератора 14 устанавливаетси Равной значениюп + 1 У 2,Угде С 4 минимальное значение(т,е, времени . распространения импульса 17); : - частота ультразвуковых колебаний.С выходов первого 8 м второго 3.4. ждущих блокинг- генераторов прямоугольные импульсы 18 и 3.9 разной полярности поступают в сумматор 9, при выходе которого путем отсечки по нулевому уровню формируется импульс 20 с длительностьюЬ,: Г+ 1/2 Я+пропорциональной температурным изменениям скорости распространения ультразвуковой волны по стенке. Этот импульс преобразуется интегратором 10 в напряжение 21 постоянного тока :М д ( К постоянный коэффициент), испольэуе 1- мое для коррекции температурных изменений амплитуды принятого сигнала 17. Коррекция осуществляется посредством сигнала22, имеющего а уду Е 1=КР,=К 1 К 1 ЬЕ( К постоянный коэффициент передачи усилителя 3. 3.,подаваемого на один иэ входов сумматора 12) .Выходной сигнал 23 пикового детекторе 3.3, сформированный в виде напряжения Епостоянного тока равного по амплитуде КЦ, поступает на второй вход сумма-, тора 12, В сумматоре производится алгебраическое сложение сигналов Е и ЕПри этом предварительно определяется изменение Ьъвеличины Е,вызванное изменением температуры на заданную величину, например на 10 С, и при таком же изменении температуры определяется изменение дЕ 1 амплитуды Е, сигнала 21 на выходе интегратора 10. Затем коэффи,циент передачи усилителя постоянного тока 11 устанавливается равным дЕЪЕ 1. Благодаря такому функционированию канала термокоррекции существенно (ав обычных имеющих место на практике температурных диапазонах) и полностью снижается термозависимость регулируе5 877842 мой величиныи соответственно умень-су шается температурная погрешность контто роля уровня жидких сред.та формула изобретения Устройство для ультразвукового контроля уровня, жидких сред в закры ф тых резервуарах, содержащее излучающий 10 и приемный электроакустические преобра-зователи нормальных волн, устанавливаемые по вертикали на стенке резервуара, импульсный генератор, усилитель и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я.тем,что, 3 а целью повышения точности устройства за счет уменьшения температурной погрешности, оно снабжено цепью, состоящей из последовательно соединенных первого ждущего блокинг- генератора, первого 26 6мматора, интегратора, усилителя посянного тока и второго сумматора,акже вторым ждущим блокинг-генератором и пиковым детектором, причем квыходу усилителя подключен вход первого ждущего блокинг- генератора ивход пикового детектора, выход которогоподключен к одному из входов. второгосумматора, выходом соедяненного с иидиатором, второй ждущий блокииг- генератор своим входом соединен с импульсным генератором, а вйходом - с однимиз входов. первого сумматораИсточники информацик,принятые во внимание при экспертизе3 Бражников Н.И. Ультразвуковаяфазометрия . М., "Энергия, 1 Э 68.2. Авторское свидетельство СССРЖ 537253, кл. % О 1 Р 23/28)1.976,.Круненнна Зак ал ППП " Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 аз 9599/64 ВНИИПИ Г по дел 038, Москв