Сигнализатор уровня

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэродинамическим устройствам для сигнализации предельного расстояния до веществ, материалов и изделий, и может найти применение в системах автоматического управления для сигнализации уровня веществ в потенциально опасных производствах химической, нефтехимической, лакокрасочной и других отраслей промышленности. Повышение точности и расширение области применения достигается за счет того, что сигнализатор уровня содержит пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", выход которого подключен к вторичному прибору. Содержит формирователь плоской звуковой волны в виде отрезка трубы длиной λ/8, где λ - длина генерируемой звуковой волны, установленный после пневматического генератора звуковых колебаний, содержащего на выходе диафрагму. При этом струйный элемент размещен в формирователе плоской звуковой волны. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэродинамическим устройствам для сигнализации предельного расстояния до веществ, материалов и изделий, и может найти применение в системах автоматического управления для сигнализации уровня веществ в потенциально опасных производствах, таких отраслей промышленности, как химическая, нефтехимическая, лакокрасочная и др.

Известен пневматический сигнализатор уровня, содержащий струйный элемент в виде соосно расположенных сопла питания и приемного сопла, и дополнительное сопло, расположенное под углом к контролируемой поверхности перпендикулярно к оси струйного элемента (Авторское свидетельство СССР 877339, М. Кл³ G 01 F 23/00, 30.10.81, Б.и. 40).

Недостатком такого устройства является невысокая надежность и точность измерений. Это объясняется тем, что используемый в сигнализаторе метод предполагает отражение струи газа, набегающей на контролируемую поверхность. Устройство не может быть использовано для контроля уровня мелкозернистых, порошкообразных и твердых материалов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является бесконтактный уровнемер (Дмитриев В.Н., Градецкий В.Т. Основы пневмоавтоматики. М. : Машиностроение, 1973. - 360 с.), содержащий пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", измерительную трубку, сообщающуюся с емкостью для хранения жидкости. Верхняя часть измерительной трубки, заполненная воздухом, образует объем резонирующей камеры, влияющей на частоту акустических колебаний. При некоторой резонансной частоте на выходе приемного канала струйного элемента появляется сигнал, соответствующий условному нулю, и об уровне судят по объему резонирующей камеры, при котором ее собственная частота совпадает с частотой излучаемого сигнала.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является узкая область применения и невысокая точность, вызванная влиянием конструктивных параметров пневматического генератора звуковых колебаний.

Техническая задача изобретения - повышение точности и расширение области применения.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в сигнализаторе уровня, содержащем пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", выход которого подключен к вторичному прибору, дополнительно содержит формирователь плоской звуковой волны в виде отрезка трубы длиной λ/8, где λ - длина генерируемой звуковой волны, установленный после пневматического генератора звуковых колебаний, содержащего на выходе диафрагму, при этом струйный элемент размещен в формирователе плоской звуковой волны.

На чертеже представлена схема устройства для сигнализации уровня.

Устройство содержит пневматический генератор звуковых колебаний, выполненный в виде диафрагмы 1, с присоединенной к ней газоподводящей трубкой 2 и формирователь плоской звуковой волны 3, установленный после генератора соосно с ним, внутри которого размещен струйный элемент типа "трубка - приемный канал", включающий в себя питающую трубку 4 и приемный канал 5. Выход канала 5 подключен к вторичному прибору 6, например манометру.

Сигнализатор уровня работает следующим образом.

В начальный момент времени на выходе диафрагмы 1 пневматического генератора колебания звуковой частоты отсутствуют, струя газа из трубки 4 попадает в приемный канал 5 и создает в ней избыточное давление. После подачи газа с постоянным расходом G_вx через газоподводящую трубку 2 на диафрагму 1 появляются колебания звуковой частоты. Формирователь 3, представляющий собой отрезок цилиндрической трубы длиной где λ - длина генерируемой звуковой волны, формирует плоскую продольную звуковую волну. За счет действия давления, струя газа, выходящая из трубки 4, прерывается, давление в приемном канале 5 падает.

При приближении контролируемой поверхности к срезу формирователя 3 на расстояние h, соответствующее предельному, происходит исчезновение колебаний звуковой частоты, возникает узел стоячей звуковой волны в пространстве между диафрагмой 1 пневматического генератора и контролируемой поверхностью.

Исчезновение колебаний звуковой частоты приводит к восстановлению струи в пространстве между выходом трубки 4 и входом приемного канала 5, в результате чего в последней появляется избыточное давление. Таким образом, об уровне судят по появлению избыточного давления в приемном канале 5.

Предлагаемый сигнализатор осуществляет бесконтактную надежную сигнализацию уровня не только жидких, но и твердых и сыпучих веществ.

Формула изобретения

Сигнализатор уровня, содержащий пневматический генератор звуковых колебаний, струйный элемент типа "трубка - приемный канал", выход которого подключен к вторичному прибору, отличающийся тем, что он дополнительно содержит формирователь плоской звуковой волны в виде отрезка трубы длиной λ/8, где λ - длина генерируемой звуковой волны, установленный после пневматического генератора звуковых колебаний, содержащего на выходе диафрагму, при этом струйный элемент размещен в формирователе плоской звуковой волны.

РИСУНКИ

Рисунок 1