Акустический уровнемер

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения расстояний до границы раздела двух сред акустическим способом. Способ позволяет повысить точность измерения за счет фиксирования времени поступления отраженного зондирующего импульса при прохождении его через нуль, т.е. на участке сигнала с максимальной его крутизной, и независимости времени срабатывания от амплитуды сигнала. Для этого в автоциркуляционный измерительный канал уровнемера введен второй компаратор 18, срабатывающий при прохождении сигнала через нулевой уровень и стробируемый задержанным сигналом с выхода первого компаратора 12. Устройство содержит автоциркуляционный измерительный канал 1, соединенный со счетным входом триггера 2 формирования строба счетчика. Промежуток времени между сигналами с выхода этого счетчика (период автоциркуляции) заполняется импульсами высокой частоты, поступающими с выхода частотного датчика 7 температуры на счетный вход счетчика. Источник опорного напряжения 14 первого компаратора 12 выполнен в виде делителя напряжения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 F 23/28. и;; (..- . а.i. S11яfl

Г"

1 4 В- А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCH0iVY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4054826/24-10 (22) 10.04.86 (46) 23.12.89, Бюл, М 47 (71) Проектно-конструкторский и техtl нологический институт Водавтоматика и метрология" (72) Х.С.Тян, И.Б.Хан, E À.Эдель, В.H.1(àëååâ и А.М.Шитов (53) 681.128.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 322640, кл. G 01 F 23/28,,1970. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения расстояний до границы раздела двух сред акустическим способом.

Способ позволяет повысить точность измерения за счет фиксирования времени поступления отраженного зондирующего импульса при прохождении его через нуль, т,е. на участке сигнала с

2 максимальной его крутизной, и независимости времени срабатывания от амплитуды сигнала. Для этого в автоциркупяционный измерительный канал уровнемера введен второй компаратор 18, срабатываюший при прохождении сигнала через нулевой уровень и стробируемый задержанным сигналом с выхода первого компаратора 12.Устройство содержит автоциркуляционный измерительный канал 1, соединенный со счетным входом триггера 2 формирования строба счетчика. Промежуток времени между сигналами с выхода этого счетчика (период автоциркуляции) заполняется импульсами высокой частоты, поступаГсщими с выхода частотного датчика 7 температуры на счетный вход счетчика.

Источник 14 опорного напряжения первого компаратора 12 выполнен в виде делителя напряжения. 2 ил, I

1530926

Изобретение относится к измерению акустическими методами и может быть использовано при контроле и измерении уровня жидких сред, нат ример, в скважинах и каналах мелиоративных систем.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.! представлена структурная схема акустического уроннемера; на фиг.2 — временная диаграмма работы.

Уравнемер содержит автопиркуляционный измерительный канал 1, подключенный к входу триггера 2 формирования строба, выходы 3.1 и 3.2 которога срединеHhl с первыми входами 4.1 и 4.2 с.четчикы 5. второй те<ад 6 каторого подключен к выходу частотного датчика 7 температуры.

Автациркуляциоттттт>й измерительный канал ) выполнен в виде излучателя 8 и приемника 9 акустических колебаний, установленных в измерительной трубке )0 и включенных в схему автоциркуляции с усилителем )I, первым компаратарам 12, соединенным вторым входом с выходом 13 источника 14 опорного напряжения, однавибратором )5 и блоком 16 возбуждения зондирующих им30 пульсов, в схему антациркуляции нкгючены также блок 17 задержки и второй страбируемый компаратор 18, первый вход которого соединен с первой шиной

19. 1 источ>тттка питания и первым входом источника 14 опорного 1таттряжештя, нторой вход — с выходом ут идите.тя ) 1 и первым входом первого к эмпаратара

12, третий стробирующий вход — с выходом соединенного входом с выходом первого компарытора )2 блока 17 задержки, а выходом — с входом одновибратора 15, выход которого подключен также к входу триггера 2 формирования строба, при этом нтарая шина 19.2 ис!

5 точника питания подключена к второму входу источника 14 опорцаго напряжения.

Источник 14 опорного напряжения ныполнен в вт>де делителя и 1ItpR кения на резисторах 20 и 21, средняя тачка 22 делителя напряжения является выходам, один нынад — первым вхацoN> ы другойнторым входом источника опорного напряжения.

При включении питания блок )6, вь>- 55 палненный, например, в виде синхронизируемого антотенератлра (синхровход кат >t>(>ãr> является входом блока

16, а выход — нь>ходом блока )6)„ возбуждает с помощью излучателя 8 зондирующий акустический импульс н измерительной трубе 10, который, отразившись ат поверхности жидкт>сти, достигает входа приемника 9 и воспринимав гся им. Последний преобразует акустический импульс н электрический, а усилитель 1) усиливает ега.

Усиленный импул. 2". (фиг.2) поступает на .т- j>ã>t>й нхад ilr- рного компаратсра 12 и при достиженьи уровня 24 источника 14 опорного напряжения вызывает срабатывание первого компаратора 12.

Таким образом происходит отсеинание помех по амплитудному признаку: если поступивший импульс 23 меньше по амплитуде уровня 24 источника 14 опорного напряжения (т.е. меньше амплитуды полезного сигнала, так как уровень 24 выбирается равным минимальному уровню полезного сигнала), та первый компаратор 12 не срабатывает и сигнал далее в автоциркуляционный канал 1 не проходит.

Импульс 25 (фиг. 2) с выхода первого компаратора > 2 у: .иняется Or.: >ком 17 задор; ки ттьrto tHpHHhlN например, в идс од .".ыптбратора, на время

Т (фит.2, имп ;ьс 26). Этот импульс

Ь является стробирующим для второго компаратора 18, поэтому при достижении сиг.тала 23 уровня нуля, ан срабатывает (так как его первый вход соединен с первой шиной 19.1 источника питания, являющейся общей шиной) и формирует прямоугольный импульс 27, который взводит одновибратор 15.

Таким образом, второй компаратор

18 срабатывает в момент наибольшей крутизны сигнала на его нходе, тем обеспечивается наиболее высокая точность его срабатывания по времени, а следовательно, и наиболее высокая точность всего антоциркуляционного измерительного канала I так как результат измерения определяется временем поступления сигнала.

Па переднему фронту выходного импульса 28 одновибратор 15 синхронизируется генератором 16, возбуждая вновь с помощью излучателя 8 зондирующий акустический импульс в измерительной трубе 10, т.е. процесс повторяется и наступает режим ынтоцир. куляции зондирующего импульса.

5 153

Выходной сигнал 28 одновибратора

15 поступает также на счетный вход триггера 2 формирования строба, вырабатывающего старт-стопные сигналы

29.1 и 29.2 для счетчика 5. Промежуток времени между сигналами нСтартн

29 ° 1 с выхода 3.1 и "Стоп" 29.2 с выхода 3.2 заполняется импульсами высокой частоты (не показаны), поступающими с выхода частотного датчика

7 температуры на вход 6 счетчика 5.

Это позволяет зарегистрировать счетчиком 5 длительность периода автоциркуляции зондирующего импульса, соответствующего расстоянию до уровня жидкости с одновременной компенсацией температурной погрешности.

Длительность Т задержки выходного сигнала первого компаратора 12 выбирается из условия

ТЪ TÎ+T +TÎВ где Т вЂ” время запаздывания спада до нуля первой полуволны сигнала 23 по отношению к заднему фронту выходного импульса 25 первого компаратора 12, с, Т„ — время срабатывания второго компаратора 18, с;

Т вЂ” время срабатывания одновибратора 15, с.

0926 6 формул а изобретения

Акустический уровнемер, содержащий триггер формирования строба, выходы которого соединены с первым и

5 вторым входами счетчика, частотный датчик температуры и автоциркуляционный измерительный канал, содержащий последовательно соединенные одновибратор, блок возбуждения и излучатель, а также приемник акустических колебаний, соединенный с усилителем, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, автоциркуляционный канал дополнительно снабжен первым и вторым стробирующим компараторами, блоком задержки и источником опорных напряжений, при этом выход усилителя соединен с пер20 вым входом первого компаратора и первым входом второго стробирующего компаратора, выход которого соединен с входом одновибратора, второй вход первого компаратора подсоединен к пер25 вой шине источника опорных напряжений, вторая шина которого подключена к второму входу стробирующего компаратора, выход первого компаратора соединен с входом стробнрования его второго стробирующего компаратора, а выход частотного датчика температуры соединен с третьим входом счетчика.

1530926

18

З,2

Составитель А,Протопопов

Техред Л. Сердюкова Корректор Т.Малец

Редактор А.Мотыль

Заказ 7943/42 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