SU373539A1 - Ультразвуковой уровнемер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике , в частности к ультразвуковым приборам дл  измерени  уровн  жидкости, и может найти применение в химической, пищевой, судостроительной промышленности, а также в тех област х техники, где возникает необходимость измерени  и контрол  уровн  жидких продуктов, в том числе дл  агрессивных жидкостей при высоком давлении, а также в услови х качки.

Известные волноводные уровнемеры обеспечивают измерение уровн  в ограниченных диапазонах , вследствие неоднозначности показаний фазометра при увеличении активной длины волновода датчика.

Описываемый уровнемер отличаетс  от иавестных тем, что он снабжен дополнительными излучающи.м и приемным преобразовател ми , соединенным своим ленточным волноводом , измерительной схемой, подключенной к приемному преобразователю и управл емой блоком задержки и формировани , и фазометром с индикатором, входы которого соединены с выходами основной и дополнительной измерительных схем, при этом толщина основного волновода больще толщины дополнительного на величину, обеспечивающую разность фазовых сдвигов на приемном конце волноводов не более 2л при заполнении и опорожнении датчиков, а второй вход основного фазометра подключен к выходу дополнительной измерительной схемы. Это позво.гг ет расширить диапазон измерений. На чертеже показана блок-схема описываемого уровнемера.

Он содержит генератор / тактовых импульсов хронизатора, генератор модулирующего напр жени  2, ключевой каскад 3 и генератор 4 непрерывных колебаний ультразвуковой частоты , соединенный с одним из входов ключевого каскада 3. С выхода ключевого каскада, одновременно играющего роль и усилител  мощиости, сигиал подаетс  на излучающие преобразователи 5 датчика основного и дополиительного каналов. Преобразователи соединены с двум  ленточными волноводами 6 и 7 различной толщины, причем волновод 6 основного канала имеет больщую толщину, а волновод 7 дополиительиого канала - меньщую толщину. На противоположных концах волноводов имеютс  ириемные преобразователи S и 5, включенные соответственно на два канала (дополиительный и основной) измерительной схемы. Дополнительный канал измерительной схемы содержит усилитель 10 и ключевой каскад //, управл емый от блока задержки и формировани  12; основной канал содержит усилитель J3 и ключевой каскад 14. К выходам ключевых каскадов 11 и 14 подключей фазометр /5 с индикатором 16. Дл 

обеспечени  измерени  с предельно высокой точностью другой фазометр 17 с индикаторным прибором 18 на выходе включен между ключевым каскадом 11 и генератором 4.

Уровнемер работает следующим образом. Тактовый генератор / вырабатывает последовательность коротких импульсов, следующих с периодом, обеспечивающим отсутствие в датчике реверберационных помех, и длительностью импульса, меньщей времени двойного пробега импульсом рассто ни  от излучател  до приемника. Эти импульсы подаютс  на генератор модулирующего напр жени  2, вырабатывающего импульс колоколообразной формы . Этими импульсами открываетс  ключевой каскад 3, на выходе которого образуетс  высокочастотный импульс с колоколообразной огибающей. Этот импульс подаетс  на электромеханические излучающие преобразователи 5 основного и дополнительного каналов, возбуждающие в волноводах изгибные волны. В св зи с тем, что толщина волноводов различна , фазова  задержка также разна , и в точке креплени  приемных преобразователей 5 и 9 прин тые сигналы отличаютс  по фазе на величину ф1 при непогруженном датчике. При изменении уровн  жидкости фазова  скорость в волноводах мен етс  в различной степени, так как различна толщина волноводов, и при полностью загруженном жидкостью датчике фазовый сдвиг между прин тыми сигналами составл ет (р2.

Толщину волноводов выбирают такой, чтобы разность ср2-ф1 была не больще 2л.

На выходе усилителей 10 и 13 включены ключевые каскады 11 и 14 дл  стробировани  средней части прин того сигнала, свободной от дисперсионных искажений. Блок 12 задержки и формировани  обеспечивает подачу сигналов на ключевые каскады 11 v(. 14 требуемой длительности, составл ющей примерно половину длительности зондирующего импульса и задержанных относительно зондирующего на врем  .пробега импульсом от излучающего до приемного преобразовател .

В приборе с точной шкалой в другом варианте выполнени  фазометр 17 может питатьс  от генератора 4 непрерывных колебаний и от ключевого каскада /) дополнительного канала .

Предмет изобретени 

Ультразвуковой уровнемер, содержащий излучающий и приемный преобразователи, соединенные между собой ленточным волноводом , тактовый генератор, генератор модулирующего напр жени , ключевой каскад, подключенный к излучающему преобразователю

и ультразвуковому генератору непрерывных колебаний, второй вход которого соединен с фазометром измерительной схемы, управл емой блоком задержки и формировани , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  диапазона измерений, он снабжен дополнительными излучающим и приемным преобразовател ми , соединенными своим ленточным волноводом , измерительной схемой, подключенной к приемному преобразователю и управл емой блоком задержки и формировани , и фазометром с индикатором, входы которого соединены с выходами основной и дополнительной измерительных схем, при этом толщина основного волновода больще толщины дополнительного на величину, обеспечивающую разность фазовых сдвигов на приемном конце волноводов не более 2л при заполнении и опорол нении датчиков, а второй вход основного фазометра подключен к выходу дополнительной измерительной схемы.

П

18

15