Акустический уровнемер

 

<и1678316

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (51)М. Кл. (22) 3аявлено 05.07.77(21) 2507325/18-10 с присоединением заявки ¹

G 01 F 23/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 050879. Бюллетень №29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК б81.128..82 (088.8) (72} Авторы изобретения

Г. M. Можевитин и В. A. Лаптев (74} 3 ел Краснодарская межобластная лаборатория 1 осударственного надзора за стандартами и измерительной техникой (54) АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерению уровня с помощью звука.

Известны акустические низкочастотные уровнемеры, содержащие приемник акустических колебаний, усилитель низких частот с усилителем мощности., полосовой фильтр, излучатель акустических колебаний, преобразователь частота-напряжение и вторичный прибор. Однако они не имеют высокой надежности при использовании в объектах с большим уровнем помех.

Наиболее близким по технической сущности является акустический уровнемер, содержащий излучатель акустических колебаний, подключенный k выходу усилителя мощности, преобразователь,частота-напряжение,вторичный прибор и два приемных канала, каждый из которых включает последова- 2О тельно соединенные приемник акустических колебаний, усилитель и полосовой фильтр. Такое устройство имеет ограниченную помехоустойчивость в диапазоне низких частот.

Цепь изобретения .= повышение помехоустойчивости уровнемера. Указанная цель достигается тем, что в акустический уровнемер, содержащий излучатель акустических колебаний, подключенный к- выходу усилителя мощности, преобразователь частота-напря- жение, вторичный прибор и два приемных канала, каждый иэ которых включает в себя последовательно соединенные приемник акустических колебаний, усилитель и полосовой фильтр, введены аттенюатор, фазовращатель и фазовый детектор, причем выход полосового фильтра одного из приемных каналов подключен к первому входу фазового детектора, входу преобразователя частота-напряжение и входу аттенюатора, выход которого. соединен со входом усилителя мощности, а управляющий вход подкюпочен к выходу фаэоФ вого детектора, второй вход которого через фаэовра6 атель подсоединен к вы-, ходу полосового фильтра другого приемного канала.

На чертеже изображена функциональная схема акустического уровнемера.

Излучатель 1 акустических колебаний подключен к выходу усилителя 2 мощности. Первый приемный канал содержит последовательно соединенные приемник 3 акустических колебаний, усилитель 4 и полосовой фильтр 5; второй канал — приемник б, усилитель

7 и полосовой фильтр 8. У1зовнемер

678316 содержит также аттенюатор 9, фаэовращатель 10 и фазовый детектор 11.

Выход полосового фильтра 5 подключен ко входу фазового детектора 11, входу преобразователя 12 частота — напряжение и входу аттенюатора 9, вы ход которого соединен со входом уси- 5 лителя 2 мощности, а управляющий вход 13 подключен к выходу фазового детектора ll, второй вход которого через фазовращатель 10 подключен к выходу полосового фильтра 8. Вы- 10 ход преобразователя 12 соединен со входом вторичного прибора 14. Приемники 3 и 6. акустических колебаний, установленные на емкости 15 с веществом, пространственно разделены., 15

При включении напряжения питания в цепях устройства возникают электрические колебания, которые усиливаются,преобразуются в акустические колебайия и передаются в емкость,об- )() разуя вместе с. акустическими шумами от источников помех аддитивную акустическую смесь. Воздействуя на приемники 3 и б акустические колебания, включая собственные колебания уРовня

Йоэдуха над веществом, преобразуются: в них н электрические сигналы, которые направляются в усилители 4 и 7 низких частот и полосоные фильтры 5 и 8, где производятся усиление и диапаэонная полосоная фильтрация от помех полезного сигнала. C выхода полосового фильтра 8 . сигнал поступает в фазонращатель 10, где производится сдвиг фазы сигнала -относительно сиг-, нала на выходе полосового фильтра 5 о на 90 . Сигналы с выхода полосового фильтра 5 и фазонращателя 10 поступают на входы фазового детектора Il. При отсутствии акустических помех в емкости 15 с веществом и образовании стоячих волн на выходе фазового детектора ll сигнал отсутствует. Колебания, соответствующие резонансной частоте, с выхода полосового фильтра

5 поступают на аттенюатор 9, затем— на усилитель 2 мощности и через излучатель 1 возбуждаются в свободном от вещества пространстве емкости,поддерживая энергию стоячей волны..

При этом с выхода полосоного фильтра

5 сигнал авторезонансной частоты одновременно поступает на преобраэоI ватель 12 частота-напряжение и направляется на вторичный прибор 14 по по-

1 каэаниям которого судят об уровне вещества н емкости. При воздействии сильных акустических помех на емкость 15 аддитивная акустическая смесь, поступающая на приемники 3 и б, будет состоять из стоячих и бегущих волн. В результате на выходе фазового детектора 11 вырабатывается сигнал, пропорциональный мощности помех, подаваемый потом на управляюший вход аттенюатора 9. В нем производится ослабление нагрузки и усиление сигнала антореэонансной частоты, поступающего с выхода полосового фильтра 5.В соответствии с задайным передаточным числом усилителя 2 этот сигнал усиливается в большей степени, и через излучатель 1 в емкости 15 возбуждаются акустические резонансные колебания повышенной мощности, которые подавляют действие акустических помех.

Уровнемер обладает значительной устойчивостью в Работе при воздействии акустических помех до 120 дб и имеет точность измерения уровня жидких и сыпучих веществ в емкости при работе технологического оборудования

3„; 3.

Формула изобретения

Акустический уровнемер, содержащий излучатель акустиЧеских колеба- . ний, подключенный к выходу усилителя мощности, преобразователь частотанапряжение, вторичный прибор и два приемных канала, каждый из которых .включает в себя последовательно соединенные приемник акустических колебаний, усилитель и полосовой фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, н него. введены аттенюатор, фазовращатель и фазовый детектор, причем выход полосового фильтра одного из прйемных каналов подключен к первому входу фазового детектора, входу ,преобразователя частота-напряжение и входу аттенюатора, выход которого соединен со входом усилителя мощности, а управляющий вход подключен к выходу фазового детектора,,второй вход которого через фаэовращатель подсоединен к выходу полосового фильтра дру- гого приемного канала. циИИПИ Заказ 4544/29

Тираж 866 Подписное

Фйлиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная,4