Ультразвуковой уровнемер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союа Ссеетских

« >777456

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.02.79 (21) 2720549/18-10 с прясоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.1.1.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 13.12.80 (51) М.Кл.з G О! F 23/28

Государстееииый комитет по делам иаобретеиий и открытий (53) УДК 681.128.82 (088.8) (72) Автор изобретевия

В. А. Фурсенков (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидких сред .в различ -" ных областях промышленности.

Известны ультразвуковые уровнемеры, 5 содержащие акустический преобразователь, генератор импульсов возбуждения, приамное устройство, в,которых калибрующии канал вьгполнен в виде ультразвукового синхрокольца fl).

Надежность измерения при помощи

" этих устройств невеляка так как п ри проходжении одной импульсной по мехи частота синхроимпульсов, циркулирующих" в синхрокольце, может удваиваться, чго пурй= водит к ложным измерениям.

Из известных ультразвуковых уровнемеров наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультраЗву= ковой уровнемер, содержащий акустический .преобразователь, последовательно соединенные генератор импульсов " возбуждения, тариемник излучения элемент -запрета триггер-фор мирователь строба и измери— тель интервалов времени (2).

-Недостатком уровнемера является не— -достаточная помехозащищенность, так как"" в случае помехи ее влияние устраняется только после прохождения в синхроколацо, в результате чего возможны кратковремейные сбои в показаниях уровнемера, что наиболее ощутимо при большой частоте помех.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройспва.

Это достигается тем, что в уровнемер введены управляемый одновибратор, два электрических, фильтра и второй элемент запрета причем- управляемый одновибратор включен между выходом генер атора импульсов возбуждения и запретцающим входом первого элемента запрета, а междуу = управляющим входом одновибратора и выходом — триггера- формирователя строба включены последовательно соединенные первый электричесиий фильтр и второй элемент запрета, запрещающий вход кот : рого через второй фильтр подключен ко второочуу поход - " ййгидгутото тригтерв.

На чертеже изображена структурная схема нгредложге1гйого ультразвукового уровнемера.

Ультразвуковой уровнемер содержит генератор .1 импульсов возбуждения, акустический преобразователь 2, последовательно соединенные,с генератором 1 приемник 3 излучения, первый элемент 4 запрета, триггер:формирователь 5 .строба и из— мерйтель б интервалов времени. Уровнемер содержит также управляемый одновибра777456 тор 7, включенный между выходом генератора 1 н управляющим входом элемента 4 запрета, второй элемент 8 запрета и первый электрический фильтр 9, включенные между управляющим входом 10 одновибратора

7 и выходом 11 триггера-формирователя 5, при этом запрещающий вход элемента 8

-запрета через второй электрический фильтр

12 подключен ко второму выходу 18 упомянутого триггера 5. Триггер 5 снабжен входами 14 и 15, вход 15 одновибратора 7 является запускающим, а на выходе 17 одновибратора формируется импульс, длител. ность которото находится в линейной зависимости от управляющего напряжения, поданного на его вход 10.

Работает ультразвуковой уровнсмер следующим образом.

Импульсы от генератора 1 периодически подаются,на акустический преобразователь 2, на вход приемника 8 излучения, а также ча вход 1б одновибратора 7 и вход

l4 триггера 5. Отраженные импульсы, усиленные приемником 8, через элемент 4 запрета подаются .на вход 15 триггера 5, На выходах 11 и 18 триггера, таким образом, формируются строб-импульсы, длительность которых прямо пропорциональна уровню. Передний фронт этих импульсов совпадает по времени с моментом формирования импульса возбуждения, а задний фронт совпадает с моментом поступления на вход приемника отраженного сигнала.

С помощью Oдновибратора 7 и элемента

4 запрета осуществляется .раз|рыв измерительной цепи уровнемера на некоторое время непосредственно после формирования импульса возбуждения. Время разрыва цепи определяется длительностью импульса, генерируемого одновибратором.

Для формирования управляющего напряжения служат два элоктрических фильтра 9 и 12 и элемент 8 запрета.

При наличии отраженных импульсов на выходе фильтра 12 формируется некоторый 45 уровень напряжения, достаточный для открытия элемента 8 запрета. При этом через упомянутый элемент запрета проходят имлульсы с выхода 11 триггера, а на выходе фильтра 9 формируется управляющее напряжение, величина которого прямо пропорциональна величине уровня.

Величина управляющего напряжения и параметры одновибратора 7 должны быть выбраны такими чтобы генерируемые одно-,, вибратором импульсы имели длительность, несколько меньшую, чем длительность стра б-и мпульсбв.

При отсутствии отраженных импульсов на выходе 18 триггера 5 напряжение равно нулю. Эломент запрета 8 закрыт, и управляющее на пряжение при этом равно нулю.

Таким образом, при любом значении уровня измерительная цепь уровнемера,размыкается на время, близкое времени прохождения ультразвукового сигнала от измерителя до гранпцы раздела сред и обратно, предотвращая тем самы м срабатывание триггера 5 от помех.

Предложенный уровнемер по сравнению с извсстными обладает высокой у стойчивостью. Он может сохранить работоспособность при наличии импульсных помех с достаточно высокой частотой повторения, например при помехах от зажигания двигателей внутреннего сгорания, и других электрических и акустических помехах.

Формула и-обретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий акустический преобразователь, последовательно соединенные генератор импульсов возбуждения, приемник излучения, элемент запрета триггер-формирователь строба и измеритель интервалов времени, о т л ич а ю щи и ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, B него введены управляемый одновибратор, два электрических фильтра и второй элемент запрета, причем управляемый одновибратор включен между выходам генератора импульсов возбуждения и,запрещающим входом первого элемента запрета а между управляющим входом одновибратора и выходом триггераформирователя строба включены последовательно соединенные первый электрический фильтр и второй элемент запрета, запрещающий вход которого через второй фильтр подключен ко второму выходу уп„мянутого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 2 67389, кл. G 01 F 23/28, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 63411.4, кл. G 01 F 23/28, 1977.

777456

Составитель И, Засядников

Техред И. Заболотнова Корректор И, Осиповская

Редактор Т. Клюкина

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»

Заказ 1476/1479 Изд. № 546 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5