Ультразвуковой индикатор уровня

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВЕЕтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИД1иСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (11) 569861 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04,76(21) 2347140/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.08.77Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 19.09 77

2 (51) М. Кл. (.01 F 23/28

Государственный комитет аванта Министров СССР оо делам изовретений и открытий

РЗ) УДК 681.88 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Н. Александров, В. Я. Зенин и С. С. Слижик (71) Заявитель

Республиканское проектно-конструкторское бюро Министерства пищевой промышленности Белорусской CCP (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНДИКАТОР УРОВНЯ

Изобретение относится. к приборостроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для измере»ния, сигнализации и регулирования уровня в емкостях. 5

Известные индикаторы уровня, содержа щие генератор зондирующих импульсов, из» лучатель.ультразвука, усилитель с детекто -. ром, триггер и компен-..ационный преобразователь- длительности импульсов и .элемент 1р сравнения имеют недостаточную точность (1).

Ближайшим по техни.ескому решению к предлагаемому является индикатор уров» ня, содержащий генератор зондирующих импульсов, излучатель ультразвука, приемник 15 ультразвука, соединенный с последоВатель» но включенными приемно-усилительным бло ком, триггером, др"„гой вход которого подключен к генератору зондирующих импульсов и излучателю ультразвука, логическим эле- 20 ментом И и счетчиком, эталонные излуча»тель и приемник ультразвука с приемноусилительным блоком, генератор тактовых импульсов, выходом соединенный со свобод- ным входом логического элемента И, и блок25 управления частотой генератора тактовых, импульсов f2).

Недостатком известных устройств являются низкая точность в широком диапазо не измерений параметров среды и ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения» повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Это достйгается тем, что индикатор уров" ня содержит носледовательно включеннйе реверсивный счетчик и преобразователь коднапряжение, соединенный с генератором тактовых импульсов, подключенным к входу делителя частоты, один выход которого свяsBH с управляющим входом Спожение ре версивного счетчика, другой - с эталонным . излучателем и управляющим входом "Вы» читание" реверсивного счетчика, а счетный вход счетчика соединен с выходом приемноусилительного блока эталонного приемника ультразвука.

На фиг, 1 изображена структурная схэ» ма предлагаемого ультразвукового индика» тора уровня.

Логический элемент 6 разрешает прохождение тактовых импульсов на вход счетчика so

7 в период времени,. определяемый триггером 5.

Счетчик 7 работает на вычитание и регистрирует число импульсов, пропорциональное уровню материала в бункере.

Эталонные излучатель 9 и приемник ультразвука 10 по конструкции такие же, как и измерительные излучатель и приемник. Они установлены в бункере на фиксированном расстоянии друг от друга.

569861 з

Индикатор уровня содержит генератор 1 зондирующих импульсов, измерительный нзлучатель ультразвука 2, измерительный приемник ультразвука 3, цифровой блок иц1икации уровни, состоящий из приемноусилительного блока 4, триггера 5, логичес кого элемента 6, счетчика 7 и генератора

8 тактовых импульсов, эталонные излуче» тель 9 и приемник ультразвука 10 с приемно-усилительным блоком l l, делитель час тоты 12, реверсивный счетчик 13 и прео&разователь код-напряжение 14.

Генератор 1 зондирующих импульсов сое дииен с измерительным излучателем 2, кото. рый акустически связан с измерительным приемником 3, подключенным к последовательно соединенным приемно-усилительному блоку 4, триггеру 5, который другим вхсьдом подключен к выходу генератора 1, логик ческому элементу И 6 и счетчику 7. Гене- 20 ратор 8 соединен со свободным входом элемента И 6 и с делителем частоты 12, кото рый одним выходом связан с управляющим входом «Сложение«реверсивного счетчика

13, а другим - с эталонным из1фчателем, и 25 управляющим входом Вычитание«: реверсив

1ного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом приемно-усилительного блока эталонного приемника ультразвука, а разрядные выходы через преобразователь код- 0 напряжение подключены к управляющему вхо

I ду генератора тактовых импульсов.

Генератор 1 зондирующих импульсов периодически формирует пакеты импульсов на несущей частоту, согласованную с резонанс» 35 ной частотой излучателя 2. Последний находится в едином блоке с приемником уль развука 3 и имеет согласованные с ним характеристики.

Приемно-усилительный блок 4 обеспечи 40 вает усиление, фильтрацию детектирование принятых отраженных сигналов и формирова ние импульса стоп" для триггера 5, Триггер 5 формирует на своем выходе импульс, равный времени прохождения уль- 45 тразвука от излучателя 2 к приемнику 3 после отражения от зондируемой поверхности, 4

Приемно-усилительный блок 11 аналогr+» чен блоку 4.

Делитель частоты 12 обеспечивает преобразование тактовой частоты генератора 8 в частоту с периодом, равным времени прохождения ультразвуком расстояния от эталонного излучателя 9 до эталонного приемника 10 при нормальных атмосферных ус ловиях

Реверсивный счетчик 13 при отклонении параметров воздуха от нормальных заполняется импульсами с делителя 12 до тех пор, пока частота генератора 8 не станет такой, при которой период частоты на вььходе делителя 12 не станет точно равным времени прохождения ультразвуком эталон ного расстояния при данных атмосферных условиях.

При включении устройства начинают работать генератор тактовых импульсов 8, и эталонный излучатель 9 делает посылки с частотой, определяемой делителем частоты

12. При этом, если атмосферные условия (температура, давление, влажность, газовый состав воздуха) отличаются от нормальных, то время прихода импульса с приемно-усилительного тракта не будет совпадать с временем периода частоты делителя 12 и реверсивный счетчик 13 будет находиться либо в режиме Сложения, либо в режиме

«Вычитание . Поступавший на его счетный вход импульс с выхода блока 11 изменит код счетчика и через преобразователь коднапряжение изменит частоту генератора 8.

Подстройка генератора 8 продолжается до тех пор, пока период частоты на выходе делителя 12 не станет равным времени прохождения ультразвуком эталонного расстояния. Тогда схема автоподстройки выдает команду на измерительный цикл, который происходит следуюшйм образом.

B момент излучения излучателем 2 ультразвукового импульса. триггер 5 опрокидывается и разрешает прохождение тактовых импульсов в счетчик 7 через элемент И 6.

С приходом эхо-импульса триггер 5 возвращается в исходное состояние, и поступление импульсов в сиетчик 7 прекращается. Так как счетчик работает на вычитание, в нем записывается число, пропорциональное уровню материала в бункере, а не глубине его залегания.

Индикатор уровня является полностью цифровым. Его счетчик оснащен цифровой индикацией и может быть соединен с ЭВМ для оперативной обработки измерений или через преобразователь код-напряжение подключен к регистрируюшему или исполнительному устройству.

56986 1

5Z филиал ППП Патент

xo opog, уп. Проектная

Формула изобретения

Ультразвуковой индикатор уровня, содержаший генератор эондируюших импульсов, подключенный к излучателю ультразвука, приемник ультразвука, соединенный с пос педовательно включенными приемно усили тельным блоком, триггером, другой вход ко торого подключен к генератору зондируюших импульсов и излучателю, логическим элемен- lO том И и счетчиком, эталонные излучатель и приемник ультразвука с приемно-усилительным блоком, генератор тактовых импулМ- сов, соединенный с входом логического элемента, и делитель частоты, о т л и ч а ю ф ш и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных во можностей, он содержит последовательно включенные реверсивный счетчик и преобразователь код-напряжение, связанный с генератором тактовых импульсов,;подключенный к входу делителя частоты, один иэ выходов которого связан с управляющим входом Сложение" реверсивного счетчика, другой — с эталонным излучателем и управляюшим вхс дом Вычитание" реверсивного счетчика, а счетный вход вышеупомянутого счетчик4 соединен с вьисодом приемно-усилительно»

ro блока эталонного приемника ультразвука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

%262420, G 01 P 23/28, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР №267389, G 01 tl 29/00, 14,08.68.

0НИИПИ Заказ 3278/31

Тираж 907 Подписн