Ультразвуковое устройство для измерения уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей

 

Изобретение относится к акустическим устройствам для непрерывного измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит акустический датчик 1 с тремя приемниками 2,3 и 4 и тремя излучателями 8,9 и 10, генератор 14 синхроимпульсов, который через линию 15 задержки возбуждает излучатели и через ключи 16 и 17 подает синхроимпульсы в линию 18 связи. В устройстве имеются также селектор 19 импульсов, арифметический блок 20, цифроаналоговый преобразователь 21 и регистрирующий прибор 22, которые осуществляют прием электрических сигналов с линии 18 связи, вычисление расстояния от плоскости излучателя 10 до поверхности раздела жидкостей и регистрацию этого расстояния. В устройстве обеспечивается повышение точности измерений уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей за счет того, что в каждом из трех акустических каналов датчика, образованных парами излучатель-приемник, акустические импульсы не претерпевают искажений, обусловленных дифракцией акустических волн на элементах конструкции на пути их распространения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ. социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1500842

А1 (51)4 G 01 F 23/28

f1% !!л:1яэ i.: . .,. .,й..".

Б 1Б.",")В: -.:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРственный нОмитет

Г)0 изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (2)) 4051)72/24-)0 (22) 08.04.86 (46) 15.08.89. Бюл. М 30 (72) Б.И,Махнюк, А.A.Ðîçîâ и Л,А.Ушаков (53) 621.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И"- 307275, кл. С 01 F 23/00, 1969, Авторское свидетельство СССР

)1- 1044995, кл. G 01 F 23/28, 1981.

2 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА

ДВУХ НЕСМЕ)ЦИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к акусти.ческим устройствам для непрерывного измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, химической .и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение

3 1500842 Д точности измерений. Устройство содержит акустический датчик l с тремя приемниками 2, 3 и 4 и тремя излучателями 8, 9 и !О, генератор 14 синхроимпульсов, который через линию 15 задержки возбуждает излучатели и через ключи 16 и 17 подает синхроимпульсы в линию 18 связи ° В устройстве имеются также селектор 19 импуль- 10 сов, арифметический блок 20, цифроаналоговый преобразователь 21 и регистрирующий прибор 22, которые осуществляют прием электрических сигналов с линии 18 связи, вычисление рас- 15

Изобретение относится к акустическим устройствам для непрерывного измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях HpoMblllLTIt H ности.

Цель изобретения — повышение точности измерении.

На фиг.1 приведена блок-схема уст ройства; на фиг,2 — временные диаграммы напряжения в линии связи и на выходе селектора импульсов.

Устройство состоит из акустического датчика 1, включающего три приемника 2-4 " усилителями 5-7 и три излу35 чателя 8-10 с генераторами зондирующих импульсов 11-!3 генератора синхроимпульсов 14, линии задержки 15, двух формирователей 16 и 17, линии связи 18, селектора импульсов 19, арифметического блока 20, цифроаналогового преобразователя 21.и регистрирующего прибора 22, Излучатели и приемники в трех акустических каналах, образованных парой излучатель-.приемник, расположены на расстояниях 1 „, 1, 1 соответственно. Поверхность раздела двух жидкостей находится между излучателем 10 и

50 приемником 4, при этом расстояние 1 является диапазоном измерения устройства, а плоскость излучателя 10 является началом отсчета уровня Х до поверхности раздела жидкостей.

Каждый приемник с усилителем и каждый излучатель с генератором зондирующих импульсов размещены в отдельном герметичном контейнере„ стояния от плоскости излучателя 10 до поверхности раздела жидкостей и ре- . гистрацию этого расстояния. В устройстве обеспечивается повышение точности измерений уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей за счет того, что в каждом из трех акустических каналов датчика, образованных парами излучатель-приемник акустические импульсы не претерпевают искажений, обусловленных дифракцией акустических волн на элементах конструкции на пути их распространения, 2 ил .

Устройство работает следующим образом.

Генератор синхроимпульсов 14.генерирует импульсы, открывающие формирователь 16, при этом в линии связи формируются синхроимпульсы определенной амплитуды на резисторе, находящемся в селекторе импульсов 19. Импульсы на выходе линии задержки 15 задержаны относительно синхроимпульсов на время t<,, превышающее длительность синхроимпульсов, Эти импульсы открывает формирователь 17, формирующий в линии связи импульсы, следующие за синхроимпульсами„ Одновременно эти импульсы запускают генераторы зондирующих импульсов ll 12, 13. Излучатели 8-10, подключенные к выходам генераторов зондирующих импульсов, преобразуют электрические зондирующие импульсы в ультразвуковые, которые, распространяясь в жидкостях, достигают соответствующих приемников

2-4, где преобразуются в электрические импульсы, усиливаются усилителями 5-7 и поступают в линию связи, при этом временные интервалы между началом импульса запуска зондирующих генераторов и началом каждого из импульсов, формируемых на выходе усилителей, соответствуют времени распространения ультразвуковых импульсов в каждом акустическом канале, Таким образом, в линии связи 18 при каждом такте работы генератора синхроимпульсов формируется последо1 вательность импульсов 23 (фиг,2), из которой при помощи селектора 19 выделяются синхроимпульс 24, импульс

5 )500842

25 запуска зондирующих генераторов Ф о р м у л а и выходные импульсы 2б-28 усилителей, .В арифметическом блоке 20 произ- Ультразвук водится преобразование временных ин- мерения уровн дву

5 и вычисление расстояния нри помощи держащее акус выражения ящий иэ перво

6 изобретения где Х вЂ” расстояние от плоскости излучателя IO до поверхности раздела жидкостей; временные интервалы меж2 ду импульсом 25 и импульсами 26, 27> 28, соответствующие времени распространения акустических импульсов в первом, втором и третьим акустических каналах;

1, 1, l> — расстояния между плоскостями излучателей и приемников соответственно в первом, втором, третьим акустических каналах.

На выходе арифметического блока

20 величина Х представлена в цифровом коде. Преобразование этого кода в аналоговый сигнал производится при помощи цифроаналогового преобразователя 21„ выход которого подключен к регистрирующему прибору 22 ° Точность измерения устройства определяется в основном точностью измерения временных интервалов между импульсами запуска зондирующих генераторов и импульсами, получаемыми на выходе усилителей, а также точностью арифметического блока. овое устройство для изя поверхности раздела ающихся жидкостей, сотический датчик, состого излучателя с генератором зондирующих импульсов и первого, второго и третьего приемников с усилителями, линию связи, к которой подключены выходы усилителей и последовательно соединенные селектор импульсов, арифметический блок, цифроаналоговый преобразователь и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, акустический дат- чик дополнительно снабжен вторым и третьим излучателями с генераторами зондирующих импульсов, причем первый приемник, первый излучатель и второй излучатель расположены последовательно в нижней половине акусти25 ческого датчика, а в верхней половине датчика последовательно расположены второй приемник, третий излучатель и третий приемник, при этом устройство снабжено генератором синхро3Q импульсов, линией задержки и двумя формирователями, все генераторы зондирующих импульсов выполнены в виде синхронизируемых генераторов, выход генератора синхроимпульсов подключен

35 к входу первого формирователя и входу линии задержки, выход линии задержки подключен к входам синхронизации генераторов зондирующих импульсов и к входу второго формирователя, а

40 выходы формирователей соединены с линией связи.

1500842

Составитель М.Абросимов

Редактор И.Сегляник Техред g.äèäûê Корректор Н.Король

Заказ 4851/34 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101