Дискретный оптический уровнемер

 

О П И С А Н И Е (ц 8219ЗВ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сею з Советскиx

Социалистическии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.78 (21) 267863.9/l8-LO (Ql ) Щ. ((Л.

3 с присоединением заявки М

6 01 23/22

Веуддретвввиый кемнтет

СССР. ае делен изобретений н 9тюдытвй (23) Приоритет

Опубликовано l5 04.81. Бюллетень ¹3.4

Дата опубликования описания 18,04,83. (53) УДK 681.

Л28,65 (088.8) А. А. Афонин и О. В, Бирлин ,г

С " Ф

/ -c

I

Научно-исследовательский институт стротттел нея- физики

Госстроя СССР (72) Авторы .. изобретения (71) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к дискретньпй оптическим уровнемерам и может быть применено для измерения уровня как проэрачньх, так и непрозрачных сред.

Известен индикатор уровня жидкости, содержащий волоконный светопровод в не5 прозрачном покрытии, имеющий оголенный участок, расположенный в горизонтальной плоскости на высоте контролируемого . уровня, источник светового излучения, то установленный у входного торца светопровода, .и приемник светового излучен-. ияя,установленный у выходного торца светопровода Г11.

- Недостаток его заключается в низкой

15 надежности и точности измерения, а также ограниченном диапазоне измерения и применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для дистанционного определения урс вня жидкости в резервуаре, содержащий расположенные равномерно по высоте контролируемого уровня V -образные свето2 проводы, оголенный в средней части, на одном конце которых установлен источник излучения, а на другом приемники излучения, причем оголенные части светопроводов выполнены в виде призм, основная грань которых пропускает световой поток, будучи погруженной в жидкость,, и отражает его, когда находится вне жидкости Г2 J.

Недостаток данного устройства заключается в сложности оптической системы и низкой точности измерений.

Цель изобретения - повышение надежности, точности, расширение диапазона измерения и применения.

Поставленная цель достигается тем, что оголенные части светопроводов имеют форму, петли в горизонтальной плоскости с числом поворотов более одного, и введены экраны, установленные между оголенными участками соседних светопроводов и между оголенными участками каждой петли..

938 4

5О

3 82l

На фиг. 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг. 3..

Емкость 1 заполнена измеряемой жидкой средой 2. Источник 3 светового излучения посредством волоконных светопроводов 4 в непрозрачном покрытии сое динен с приемником 5 светового излучения.

Каждый волоконный светопровод 4 имеет оголенный участок 6, расположенный в горизонтальной плоскости .на высоте контролируемого уровня и выполненный в виде петли с числом поворотов более одного, Оголенные участки 6 расположены равномерно по высоте контролируемого уровня, причем расстояние между ними выбирается в зависимости от требуемого числа дискретности измерения уровня. В емкости 1 установлены стойки 7 крепления. К стойкам 7 прикреплены экраны 8, установленные между оголенными участками 6 соседних провопов, При этом каждый экран 8 имеет вертикальные ребра 9, которые располо- жены между оголенныйи участками 6 каждой петли. Приемник 5 светового излучения подключен к блоку 1О обработки сигнала, который своим выходом под ключен к регистрирующему устройству 11.

Урбвнемер работает следующим образом.

При пустой емкости 1. оголенные участки 6 светопроводов 4 находятся в, воздухе и для них практически выпол« няются условия полного внутреннего отражения пучка лучей, идущего or источника 3 светового излучения. При этом световой поток от источника 3 попадает по светопроводам 4 в приемник 5 светового излучения практически без искажения и ослабления. Для обеспечения более полного использования эффекта полного" внутреннего отражения светопроводы 4 выполняются из оптических волокон, имеющих сердцевину с показателем преломления П и оболочку с показателем преломления и, По мере заполнения емкости l оголенные участки 6 светопроводов 4 последовательно оказываются в жидкости 2. B этом случае нарушаются условия полного внутреннего отражения на границе стекло-жидкость. Нарушение укаэанных условий приводит к тому, что часть светового потока проникает в жидкость 2 и происходит уменьшение светового потока, попадающего в приемник 5.

Величина светового потока, проникающего в жидкость 2, зависит в первую очередь

IlpH llpo èé равных условиях от величины поверхности соприкосновения оголенного ! участка 6 с жидкой средой. B связи с тем, что оголенные участки 6 выполнены в виде петли, число поворотов которой составляет величину более одного, поверхность контакта каждого участка 6 с жидкостью 2 увеличивается в { д +l) раз, где vn - число поворотов пет щ.

Из этого следует, что при контакте оголенного участка 6 с жидкостью

2 происходит существенное уменьшение интенсивности светового потока, поступающего в приемник 5. Это значительно увеличивает надежность и точность дискретного измерения уровня. Для того, чтобы уменьшить взаимное влияние оголенных участков 6 соседних светопроводов 4 и оголенных. участков одной петли, при .рассеивании светового потока в ящдкость 2 между указанными участками установлены непрозрачные экраны 8 с вертикальными ребрами 9, причем экраны 8 и ребра 9 выполнены из материала, степень черноты которого равна 0,951,0. Такие экраны 8 с ребрами 9 обеспечивают значительно поглощение. рассеянного в жидкость 2 светового потока и тем самым существенно повышают точность и надежность измерения уровня, исключая влияние рассеянных в жидкость световых потоков. на работу соседних светопроводов. Экраны 8 с ребрами 9 закреплены на вертикальных стойках 7. Уменьшение светового потока на выходных торцах

35 светопроводов 4 при повышении уровня жидкости фиксируется в приемнике 5 светового. излучения. К выходу приемника подключен блок LO обработки сигнала, который представляет зафиксировайнйе приемником 5 сигналы в аналоговом или цифровом виде. Далее с выхода блока 10 информация поступает на регистрационное устройство 11. Устройство 1l фиксирует изменение уровня жидкости 2 в емкости 1. При уменьшении уровня жидкости

2 в емкости 1 происходит последователь-, ное увеличение светового потока на выходных торцах светопроводов 4, что и находит свое отражение в устройстве l l

Формула изобретения

Дискретный оптический уровнемер содержащий расположенные равномерно по высоте контролируемого уровня U -образные светопроводы, оголенные в средней части, на одном конце которых установлен источник светового излучения, а иа

821938

Составитель Л. Стогова

Редактор О, Колесникова Техред M.Ðåéâåñ Корректор С, Шекмар

Заказ 1798/62 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная 4 другом - приемники излучения, о т л ич а ю m иH и с я TтGемM, что с целью tioвышения надежности, точности, расширения диапазона измерения и применения, оголенные части светопрово«З дов имеют форму петли е горизонтальной плоскости с числом поворотов более одного, и введены экраны, установленные между оголенными участ1 . ками соседних светопроводов и между оголенными участками каждой петли.

Источники информации, принятые во внимание при експертиде

Патент Великобритании М l4839 lО, кл. C 1 Н, опублик. 1977.

2, Патент США N 3 l20l25, кл. 73-293, опублик. 1964 (прототип).