Датчик ультразвукового сигнализатора уровня агрессивных жидкостей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ

«»775626 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 281178 (21) 2702562/18-10 с присоединением заявки К9 (23) Приоритет

Опубликовано 301080. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 301080 (51)М. Кл.3

G 01 F 23/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 881.128..82(088.8) (72) Авторы изобретения

A.È. Трофимов, В.В. Мищук, K).Т. Федоров и В.В. Попов

Томский ордена Октябрьской Революции и Ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.И. Кирова (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО СИГНАЛИЗАТОРА

УРОВНЯ АГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к измери.тельной технике и может быть использовано в ультразвуковых сигналиэаторах уровня жидкостей, в частности для контроля уровня агрессивных жидкостей.

Известен датчик ультразвукового сигнализатора уровня жидкостей, содержащий пьезоэлектрический преобразователь, жестко закрепленный на дне тонкостенного стакана и возбуждае . мый генератором на резонансной частоте (1) .

Уровень определяется по изменению величины излучаемой в среду энергии ультразвуковых колебаний.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик ультразвукового сигналиэатора уровня агрессивных жидкостей,содержащий металлический стакан и закрепленные внутри стакана два пьезоэлектрических преобразователя, причем пьеэопреобразователи выполнены в виде дисков и жестко закреплены на дне стакана, взаимодействующего с агрессивной средой (21.

В известном датчике при касании дна стакана с контролируемой жидкостью резко увеличиваются потери

2 ультразвуковых колебаний в жидкость и соответственно. резко уменьшается напряжение на электродах пьеэопреобразователя, соединенного с блоком

5 сигнализации. Применение двух пьезопреобраэователей позволяет увеличить чувствительность, так как между пьезопреобразователями включается участок дна стакана, через который пере10 дается энергия ультразвуковых колебаний. Создается возможность изготавливать стакан из.стали.

К недостаткам известных датчиков ультразвуковых сигнализаторов отно15 сятся их малая чувствительность и нестабильность характеристик, так как создать надежный акустический контакт пьезопреобразователя с дном стакана можно только с помощью клея, 2О чтобы поперечные колебания излучаю- . щего пьезопреобразователя эффективно передавались к воопринимавхцему пьезопреобразователю. Однако все клен меняют свои характеристики от внешних

25 воздействий, особенно от действия температуры и радиации. Кроме того, в известных датчиках сигнализаторов

:излучающая н воспринимающая"поверхности имеют небольшую величину, так

30 как пьезоэлектрические преобразова775626

Формула изобретения

ВНИИПИ Эакаэ 7716/57 Тираж 801 Подписное

Филиал ППП Патент,r.Óæãîðoä,óë,Проектная,4 тели приклеены к дну стакана торцовой частью.

Недостатком известных датчиков сигналиэаторов является также то, что под дном стакана могут скапливаться пузырьки воздуха, которые приводят к ложным срабатываниям.

Цель изобретения — повышение чув-, ствительности и стабильности характеристик датчика.

Поставленная цель достигается тем, что пЬезоэлектрические преобразователи выполнены в виде идентичных по размерам полых цилиндров, установлены на одной оси с обеспечением контакта с металлическим стаканом по внешним поверхностям и эафиксированны втулками из звукопоглощающего материала.

На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого сигнализатора.

Устройство содержит металлический стакан 1, внутри. которого вставлены по плотной посадке цилиндрические пьезопреобразователи 2 и 3, один иэ которых подключен к генератору, другой — к блоку сигнализации. Пьеэопреобраэователи 2 и 3 зафиксированы в стакане 1 втулками 4, выполненными иэ звукопоглощающего материала, например иэ эбонита.

Работает устройство следующим образом.

Один из пьезопреобраэователей возбуждается на резонансной частоте радиальной моды колебаний. Стенки стакана 1 так же колеблются по радиусу.

Энергия механических колебаний по цилиндрической стенке стакана передается к другому пьезопреобраэователю, который также начинает колебаться на резонансной частоте радиальной моды колебаний..

Когда уровень жидкости достигает участка цилиндрической поверхности между преобразователями, увеличиваются потери ультразвуковой энергии и резко падает амплитуда колебаний при емного пьеэопреобразователя и соответственно выдается сигнал с приемного пьезопреобраэователя в блок сигнализации.

Конструкция предлагаемого датчика сигнализатора имеет максимальную простоту и надежность.

В данном случае пьезопреобраэователи контактируют со стаканом боковой цилиндрической поверхностью и

10 имеют максимальную излучающую и вя спринимающую поверхности, что определяет повышенную чувствительность сигналиэатора. Отсутствие клеевых соединений повышает стабильность харак15 теристик датчика.

Кроме того, датчик исключает скапливание газовых пузырьков и других включений вдоль акустического тракта между излучающим и принимающим ньезо2О преобразователями, что предотвращает ложные срабатывания сигналиэатора.

Датчик ультразвукового сигнализатора уровня агрессивных жидкостей, содержащий. металлический стакан и закрепленные внутри стакана два пьезоэлектрических преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности -характеристик, пьезоэлектрические преобразователи выполнены в виде идентичных по размерам

З5 полых цилиндров, установлены на одной оси с возможностью контакта с металлическим стаканом по внешним поверхностям и зафиксированы втулками из звукопоглощающего материала.

46 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 613213, кл. G 01 F 23/28, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2604573/10, кл. 6 01 F 23/28, 1978 (прототип).