Ультразвуковой уровнемер

 

827980

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ беюа бееетсах

Селлалнстнчесннх

Респуелнх К АВАРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт,:свид-ву (22) Заявлено 13.02.79 (21):2724049/:18-10 с присоедийеиием заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (51) М, Кл.3

G 01F 23/28

Государственный кемнтет

CCCt (53) УДК 681.128.82 (088.8) ле делам наебретейнй н открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81

А. И. Трофимов и В. В. Мишук"

Отделение № 1 Томского ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР (2).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дискретного измерения уровня жидких, в том числе агрессивттых сред и сыпучих материалов, Известны ультразвуковые уровнемеры, содержащие трубу — штангу, на которой закреплен ряд .двухщуповых пьезоэлектрических датчиков, помещенных в стаканы друг против друга и возбуждаемых от генератора электрических колебаний (1).

Однако такие устройства обладают недостаточной функциональной надежностью, особенно при контроле агрессивных жидкостей, имеющих, как правило, твердые включения или пузырьки воздуха, образованные при барботаже воздухом. Заполнение пузырьками воздуха и другими включениями сигнального зазора приводит к ложным срабатываниям уровнемера.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является ультразвуковой уровнемер, содержащий излучающий и приемный пьезоэлементы, генератор, подключенный к излучающему пьезоэлементу, установленному в торце волновода, помещенного в корпус, и измерительный прибор, соединенный с приемным ньезоэлемейтом

Погрешностью такого уровнемера является невысокая точность измерения, вследствие большого рассеивания отраженного ультразвукового луча, а также при повышенных температурах контролируемой среды.

Цель изобретения — повышение точности измерения ультразвукового уровнемера.

Достигается это благодаря тому, что в уровнемере на волноводе в направлении нормали к его продольной оси закреплен ряд стержней, свободные концы которых выведены из корпуса и закреплены в его стенке в местах узлов изгибных колебаний стержней, при этом приемный пьезоэлемент размещен совместно с излучающим пьезоэлементом в торце волновода.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого уровнемера.

Ультразвуковой уровнемер содержит пьезопреобразователь 1 с двумя системами электродов 2, 3 н 2, 4 образующими излучающий и приемный пьезоэлементы, установленные в торце волновода 5. К электродам 2 и 3 подключен генератор 6, а к электродам 2 и 4 — измерительный прибор 7.

На волноводе 5 в местах пучности его продольных колебаний закреплены стержни 8 с помощью резьбового соединения, 827980

Составитель И. Засядников

Техред А. Камышникова Корректор Л. Орлова

Редактор E. Гончар

Заказ 1349/6 Изд. № 325 Тираж 712 Подписное

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

П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова,. 2

Крепление стержней 8 в стенке корпуса 9 уровнемера осуществляется с помощью стандартных уплотнений 10 или сварки в местах узлов изгибных колебаний стержней, 5

Стержни 8 имеют резонасные размеры цо моде изгибных колебаний и закреплены в направлении нормали к продольной оси волновода 5. Волновод 5 с пьезопреобразователем 1 установлен внутри корпуса 9, 10 при.этом свободные концы стержней 8 выведены из корпуса.

Работает предлагаемый ультразвуковой уровнемер следующим образом.

При включении генератора б волновод 5 15 совершает продольные колебания, которые передаются на стержни 8, заставляя их совершать изгибные колебания.

При изменении уровня контролируемой среды стержни 8 поочередно погружаются 20 в эту среду, вследствие чего резко уменьшается амплитуда их изгибных колебаний, Это приводит к ступенчатому повышению акустической нагрузки на волновод 5 и, соответственно, к ступенчатому изменению напряжения на выходе пьезопреобразователя 1 (электроды 2, 4), фиксируемого измерительным прибором 7. Изменение выходного сигнала происходит дискретно пропорционально количеству стержней 8, погрузившихся в контролируемую среду.

Предлагаемый уровнемер имеет высокую чувствительность. Поскольку он не имеет сигнальных зазоров, это позволяет использовать его для контроля уровня жидких агрессивных сред с газовыми или твердыми включениями. Кроме того пьезопреобразователь 1 не контактирует с контролируемой средой, поэтому он может применяться при повышенных температурах контролируемой 40 среды.

Формула изобретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий излучающий и приемный пьезоэлементы, ге- 45 нератор, подключенный к излучающему пьезоэлементу, установленному в торце волновода, помещенного в корпус, и измерительный прибор, соединенный с приемным пьезоэлементом, отличающийся 50 тем, что, с целью повышения точности измерения, на волноводе в направлении нормали к его продольной оси закреплен ряд стержней, свободные концы которых выведены из корпуса и закреплены в его стенке в местах узлов изгибных колебаний, стержней, при этом приемный пьезоэлемент размещен совместно с излучающим пьезоэлементом в торце волновода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бабиков О. И. Контроль уровня с помощью ультразвука. — Энергия: Л. О., 1971, с. 50 — 51.

2. Авторское свидетельство СССР № 322638, кл. G 01F 23/28, 1970 (прототип) .