Устройство для определения границы раздела двух сред в резервуаре

 

Использование: в горнодобывающей или химической промышленности для контроля за состоянием жидкости, находящейся в герметичных резервуарах, или границ раздела двух разных сред. Сущность изобретения: устройство содержит наклонно установленные на внешней боковой стенке резервуара ВЧ-излучатель акустических колебаний , соединенный с ВЧ-генератором, и ВЧ-приемник акустических колебаний, соединенный с усилителем и измерительным блоком, один выше другого. Между ВЧ-излучателем и приемником размещается НЧ-излучатель акустических колебаний, соединенный с НЧ-генератором так. чтобы ось его была горизонтальной. Жестко связанные между собой излучатель и приемник перемещаются вдоль высшей боковой поверхности резервуара. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 23/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (; ,(л3, CB ,(лЗ (21) 4778647/10 (22) 08.01.90 (46) 07,10,92. Бюл. ¹ 37 (71) Самарский политехнический институт им.В.В. Куйбышева (72) А.M,Ãîôìàí, Л.С.Колдобский и Т,С,Курдинд (56) Авторское свидетельство СССР

N 769346, кл. G 01 F 23/28, 1975, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД В РЕЗЕРВУАРЕ (57) Использование: в горнодобывающей или химической промышленности для контроля за состоянием жидкости, находящейся

Изобретение относится к ультразвуковым методам контроля за границей раздела двух сред, находящихся в герметичном резервуаре ре.

Известно устройство, в котором испольI зуются прямые акустические преобразователи, установленные соосно друг другу по разным сторонам резервуара ("Ультрасоникс", т.4, 1966, с.96), Известно также устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах, в которых используются установленные на стенке резервуара два преобразователя волн Лэмба со звуководами, к одному из которых подключен генератор, соединенный с усилителем мощности, а к другому — усилитель и измерительный блок (авт.cB. ¹ 343155, кл. G 01 F 23/28, 16,04.70), Наиболее близким к предлагаемому устройст 1у является устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах (авт.св.

¹ 769346, G 01 F 23/28, 26.04,75), содержа„„5U ÄÄ 1767353А1 в герметичных резервуарах, или границ раздела двух разных сред, Сущность изобретения: устройство содержит наклонно установленные на внешней боковой стенке резервуара ВЧ-излучатель акустических колебаний, соединенный с ВЧ-генератором, и

ВЧ-приемник акустических колебаний, соединенный с усилителем и измерительным блоком, один выше другого, Между ВЧ-излучателем и приемником размещается НЧ-излучатель акустических колебаний, соединенный с НЧ-генератором так. чтобы ось его была горизонтальной. Жестко связанные между собой излучатель и приемник перемещаются вдоль высшей боковой поверхности резервуара. 2 ил, щее установленные на стенке резервуара два наклонных пьезопреобразователя волн

Лэмба со звуководами, к одному из которых подключен генератор, соединенный с усилителем мощности, а к другому= усйлитель и измерительный блок, причем звуководы выполнены из двух сопрягаемьй по цилиндрической поверхности частей, симметричных относительно оси преобразователя, из материалов, различных bio скорости ультразвука.

Недостатком этих устройств являются неконтролируемые измерения затухания акустических колебаний, связанные с изменениями свойств среды, нестабильностью параметров излучающего и приемного трактов (излучаемая мощность, коэффициент преобразования, коэффициент усиления, коэффициент передачи амплитудного детектора и т.д.).

1767353

Целью устройства является повышение точности.

Достигается это тем, что на стенке резервуара дополнительно устанавливается низкочастотный излучатель между ВЧ-излу- 5 чателем и приемником, соединенный с НЧгенератором таким образом, чтобы ось

НЧ-излучателя располагалась горизонтально.

На фиг.1 приведена схема устройства 10 . для определения границы раздела двух сред в резервуаре; на фиг,2 — изменение измеряемого параметра k>

Устройство содержит наклонно уста- 15 новленные на внешней боковой стенке резервуара ВЧ-излучатель 1 акустических колебаний, соединенный с ВЧ-генератором

2, и ВЧ-приемник 3 акустических колебаний, соединенный с усилителем 4 и измери- 20 тельным блоком 5, один выше другого.

Между ВЧ-излучателем и приемником размещается НЧ-излучатель 6 акустических колебаний, соединенный с НЧ-генератором 7 так, чтобы ось его была горизонтальной, 25

Устройство работает следующим образом, Одновременно ВЧ-генератор 2 и НЧ-генератор 7 возбуждают соответственно ВЧизлучатель 1 и НЧ-излучатель 6, которые 30 преобразуют электрические колебания в акустйческие, распространяющиеся в исследуЕмой среде 8. Приемник акустических колебаний 3 принимает ВЧ акустические колебания, модулированные по фазе и частоте 35

НЧ акустическими колебаниями, преобразует их в электрические сигналы. Эти сигналы усиливаются усилителем 4 и поступают в измерительно-регистрирующий блок 5.

Здесь ВЧ-сигнал освобождается от помех 40 фильтром ВЧ и ограничителем амплитуды, детектируется фазовым детектором, выходное напряжение которого пропорциональное глубине фазовой модуляции и характеризующее исследуемую среду, уси- 45 ливается НЧ-усилителем и регистрируется.

Жестко связанные между собой излучатель и приемник могут перемещаться вдоль внешней боковой поверхности резервуара, а также могут быть неподвижны с непрерывным отсчетом при движущемся уровне жидкости.

В качестве ВЧ-излучателя 1 волны и ВЧприемника 3 можно использовать пьезокерамические диски из керамики ЦТС-19 с резонансной частотой 200 — 400 кГц, а в качестве НЧ-излучателя 6 — набор пьезокерамических стержней из ЦТС-19 с резонансной частотой 20-40 кГц. Генераторы 2 и 7 можно использовать стандартные, типа Г4-42 для

ВЧ-сигналов и ГЗ-36 — для НЧ-сигналов. В качестве измерительного блока 5 возможно использование измерителя девиации частоты СК3-45.

Введение в устройство НЧ-излучателя с горизонтальной осью, соединенного с НЧгенератором, позволяет осуществлять фазовую модуляцию ВЧ-волны НЧ-волной в исследуемой среде, по глубине которой можно судить о свойствах среды. Возможность измерять фазовые изменения акустической волны по сравнению с амплитудными в прототипе позволяет повысить точность определения границы раздела двух сред в резервуарах, Формула изобретения

Устройство для определения границы раздела двух сред в резервуаре, содержащее генератор высокочастотных (ВЧ) сигналов, наклонные ВЧ-излучатель и приемник, размещенные на внешней боковой стенке резервуара с конролируемой средой один выше другого, и измерительно-регистрирующий блок, отл ичающееся тем,что,с целью повышения точности, в него введен низкочастотный (НЧ) излучатель, размещенный между ВЧ-излучателем и приемником и соединенный с НЧ-генератором, при этом ось НЧ-излучателя расположена горизонтально, 1767353

Р 5 ! !

) 1

P.

7! 1

Q" ->

Составител ь Т. Курди на

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор

Заказ 3542 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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