Ультразвуковой уровнемер

 

1 .. l

ОП ИСАНИЕ 1ц„.„, ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 22.04.74 (21) 2018574/18-10 (ц) М. Кл.

G 01 $ 23/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР

IlQ делам изоорвтвиий и открытий (43) Опубликовано 25. 11.75,6юллатеиь JA 43 (53) УДК 551.48.018. 1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 17 О3 7

Б. А. Агранат, А. П. Гордеев, В. С. Скрипалев, H. Н, Хавский и А. А. Миловидов (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт (71) Заявитель стали и сплавов (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к технике измерения уровня жидких и сыпучих сред.

Известный ультразвуковой уровнемер, содержащий генератор импульсов, излучатель и приемник, установленные на боковой поверх- 5 ности сосуда с контролируемой средой выше и ниже ее уровня, характеризуется пониженной точностью измерения вследствие ограниченной разрешающей способности измерительной части в наносекундном диапазоне. 10

Для повышения то.ности предлагаемый уровнемер содержит частотомер, соединенный с выходом генератора, а генератор выполнен управляемым по частоте следования 15 импульсов, причем управляющий вход генератора соединен с выход >м пикового детектора.

На чертеже изображен вариант схемы предлагаемого уровнемера с применением в 20 качестве генератора, управляемого по частоте следования импульсов, блокинг — генератора.

Блокинг-генератор 1, содержит триоды

2 и Э, трансформатор 4 и магнитное анало- И говое - регулирующее и" запоминающее устройство 5 (МАт-ЗУ).

Трансформатор имеет следующие обмотки: первичную обмотку 6, обмотку обратной связи 7, дополнительную обмотку 8, подстроечную обмотку 9 и выходную обмотку 10, МАРЗУ содержит управляющий сердечник

11 из магнитотвердого материала и упра»ляемый сердечник 1 2 из магнитомягкого материала, На сердечнике 12 расположена управляемая обмотка 13, являющаяся нагрузкой подстроечной обмотки 9, а па сердечнике 11 — управляющая обмотка 14.

" Управляющая обмотка 14 через управляющее устройство 15 соединена с пиковым детектором 16, вход которого через приемный усилитель 1 7 связан с акустическим приемником 18.

Акустический прис.мник 18 и акустический излучатель 1 9 уста но влены на внеш не и боковой поверхности резервуара 20 с контролируемой средой соответственно ниже и выше верхней и нижней границы измерения уро»ня на преломляюших призмах со встречной ориентацией их осей в плоскости, перпепди4 32751 кулярной к поверхности контролируемой сре ды.

Акустический излучатель 19 соединен с выходной обмоткой 10 блокинг-генератора 1 через усилитель мощности 21, выход которсго соединен с частотомером 22.

Ус ройство работает следующим образом, Блокинг-генератор 1 вырабатывает прям<угольные импульсы, длительность которых н .ходится в зависимости от величины индукти 10 ного сопротивления первичной обмотки 6, оС гсловленного нагрузкой трансформатора 4..

Прямоугольные импульсы с выходной обмотки 10 блокинг-генератора 1 поступают через усилитель мощности 21 на акустичес- 15 кий излучатель 19.

Акустический излучатель преобразует прямоугольные импульсы возбуждения в ультразвуковые колебания и через преломляющую призму возбуждает в металлической стенке 2Q резервуара волну Лэмба (например, а ), которая через преломляющую призму прйнима- ется акустическим приемником 18, преобразующггм эту волну в электрические колебания. 25

При увеличении уровня контролируемой среды амплитуда этих электрических коле— баний уменьшается вследствие большего демпфирования контролируемого участка стерв ки резервуара 20. Усиленные приемным уси 30 лителем 17 электрические колебания выпрямляются пиковым детектором 16 и в виде постоянного напряжения, обратно пропорционального уровню контролируемой среды, подаются на управляющее устройство 15. ЗЬ

Управляющее устройство воздействует на управляющую обмотку 14 импульсами в расЭ

1 сматриваемом случае убывающими по амплитуде. В результате этого намагниченность управляющего сердечника 11 уменьшается по сравнению с намагниченностью, соответствовавшей предыдущему уровню контролируемой среды, и индуктивность управляемой обмотки 13 увеличивается, Пропорционально этому увеличению длительность импульсов возрастает, и частота импульсов, подаваемых с выходной обмотки 10 через усилитель мощности 21. на акустический из-: лучатель 19, уменьшается. Это приводит к улучшению условий прохождения ультразвуковых колебаний в стенке резервуара 20 до восстановления на акустическом приемнике 18 прежней амплитуды принятого сигнала.

Таким образом, новому, увеличившемуся

Г уровню контролируемой среды соответствует новая, пониженная частота следования импульсов блокинг-генератора 1, измеряемая частотометром 22.

Предмет изобретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий генэратор импульсов, излучатель и приемник, установленные на боковой поверхности сосуда с контролируемой средой выше и ниже ее уровня, усилитель и пиковый детектор, отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерения, уровнемер содержит частотомер, соединенный с выходом генератора, а генератор выполнен управляемым по частоте следования импульСсв, причем управляющий вход генератора соединен с выходом пикового детектора.

4927 5 3.

Составитель В.Лаптев

Редактор 1.Дванова Техред H.Õàíåeâà «PP»" oP Л.йеки ки а

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие <Г!атент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 з ° Д

Изд. М Цф Тираж 782 Подписное