Ультразвуковое устройство для измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей

Ультразвуковое устройство для измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА .ДВУХ HECMEШИBAЮtДIiXCЯ ЖИДКОСТЕЙ, СО-. держащее акустический датчик, состоящий из излучателя, подключенного к генератору зондирующих импульсов, и приемника с усилителем, а также преобразователь и регистрирукнций прибор, отличающееся тем, чтЪ, с целью повышений точности измерений, акустический датчик дополнительно снабжен тремя приемниками с усилителями,а устройство снабжено селектором импульсов и арифметическим блоком, причем преобразователь выполнен в виде цифроаналогового преобразователя, четыре приемника с усилителями расположены попарно на равных расстояниях друг от друга , выходы усилителей и генератора зондирующих и myльcoв соединены с линией связи, которая подключена к регистрирующему прибору g через селектор импульсов, арифмети (Л ческий блок и цифроаналоговый преобразователь .

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (191 (10

3(59 5 01 F 23 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3330960/18-10 (22) 20.08.81 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) A.A. Розов, Б. И.Махнюк, С.A. Махота, Л.А. Ушаков, В. И. Сороко, И.И.Быков, Л.И.Сороко и Э.Е.Казаченко (53) 621.128.82 (088.8) .(56) 1 . Авторское свидетельство СССР

Р 802800, кл. Q 01 Г 23/28, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 307275, кл. G 01 F 23/00; 1969 прототип). (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТ-

ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РРАНИЦЫ РАЗДЕЛА

ДВУХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержацее акустический датчик, сос тоящий из излучателя, подключенного к генератору зондирующих импульсов, и приемника с усилителем, а также преобразователь и регистрируюций прибор, о т л и ч а ю .щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, акустический датчик дополнительно снабжен тремя при емниками с усилителями,а устройство снабжено селектором импульсов и арифмеI

:тнческим блоком, причем преобра эователь выполнен в виде цифроаналогового преобразователя, четыре приемника с усилителями расположены попарно на равных расстояниях друг от друга, выходы усилителей и генератора зондирующих импульсов соединены с линией связи, которая подключена к регистрирующему прибору Я через селектор импульсов, арифметический блок и цифроаналоговый преобразователь.

1044995

Изобретение относится к акустическим устройствам для непрерывного измерения граниЦы раздела двух несмешивающихся жидкостей и может найти применение в нефтехимической, химической отраслях промышленности, 5 например, для изменения уровня поверхности раздела между рассолом и нерастворителем в камерах скважинной рассолодобычи (контроль уровня нерастворителя) .

Известно ультразвуковое устройство для определения границы раздела фаз многофазной среды, содержащее блок пьезоэлектрических преобразователей, коммутатор, задающий генератор, блоки памяти, схемы сравнения,, измерительную схему и блок сигнализации (11 .

Недостаток указанного устройства— .малый диапазон измеряемых уровней.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уль траэвуковой прибор для измерения уров-. ня границы раздела двух несмешивающих,ся жидкостей, содержащий акустический эадатчик, состоящий иэ излучателя, подключенного к генератору зондирующих импульсов, и приемника, через усилитель подключенного к триггеру, второй вход которого через блок задержки подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, а также регистрируюций прибор, подключенный через преобразователь к выходу триггера (2j .

Недостаток известного устройст- 35 ва заключается в низкой точности измерения, обусловленной погрешностью изменения скорости распространения ультразвука.в исследуемых жидкостях. 40

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом устройстве для измерения границы раздела двух несмешивающихся жидкостей, содержащем акустический датчик, состоящий иэ излучателя, подключенного к генератору зондирующих импульсов, и приемника с усилителем, а также преобразователь и регистрирующий прибор, акустический датчик дополнительно снабжен тремя приемниками с усилителями, а устройство снабжено селектором импульсов и арифметическим блоком, причем преобразователь выполнен в виде цифроаналогового преобразователя, четыре приемника с усилителями расположены попарно на равных расстояниях 60 друг от друга, выходы усилителей и генератора зондирующих импульсов соеI динены с линией связи, которая подключена к регистрирующему прибору через селектор импульсов, арифметический блок и цифроаналоговый преобразователь.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 вр енные диаграммы работы устройства.

Устройство состоит иэ акустического датчика 1, содержащего генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, четыре приемника 4-7 с усилителями 8-11„ подключенных к одной линии 12 связи, а также селектор 13 импульсов, арифметический блок 14, цифроаналоговый преобразователь 15 и регистрирующий прибор 16.

Генератор зондирующих импульсов с излучателем и каждый иэ приемников с усилителем размещают в отдельном герметичном контейнере.

Выходы приемников и генератора соединены параллельно на одну. линию

12 связи, подключенную через резистор, находящийся в селекторе 13 импульсов, к блоку питания (не показан) .

Акустический датчик помещают в жидкость таким образом, чтобы граница раздела жидкостей находилась между приемниками 5 и б акустичесчих импульсов, при этом расстояние между ними является диапазоном измЕрения. Эа нулевой уровень принимается уровень, на котором находится плоскость приемного пьеэопреобразователя 5.

Устройство работает следующим об-. разом.

Генератор 2 вырабатывает акустические импульсы и одновременно элвкт рические синхроимпульсы. Каждый иэ акустических импульсов, распространяясь в жидкостях, последовательно поступает на приемники 4-7, преобразуется в электрические импульсы, которые усиливаются электронными усилителями приемников.

Так как выходы генератора и приемников соединены параллельно на одну линию связи, электрический сигнал имеет вид, показанный на фиг.2а причем первый по времени импульс является синхроимпульсом, поступающим с генератора 2, а остальные четыре импульса -сформированы электронными усилителями 8-11 приемников 4-7.

Линия связи подключается к селектору, который выделяет синхроимпульс, а также временные интервалы 1, и

1, соответствующие временам прохождения акустическими импульсами расстояний соответственно между приемниками 4 и 5,5 и б,б и 7 (фиг.25,5q,q), В арифметическом блоке производится вычисление расстояния Х от плоскости приемного пьеэопреобразователя 5, до границы раздела жидкостей по формуле. е„(е,- е,ц

= е„,- е,+, 1044995. где F<, f, Cg - расстояние между приемниками 4 и 5,5 и 6,6 и 7 соответственно,"

2 - времена прохо*дения ультразвуком рас-., стояний соответствен о Е„Е, Е2.

С целью упрощения йроцесса вычисления расстояния 0 и И2 выбирают равными 1 м. В этом случае формула(Ц 1О ,имеет вид

Кроме того, в арифметическом блоке производится статистическая обработка результатов измерений, что также уве-. лнчивает точность измерений при наличии помех.

Регистрирующий прибор подключают к выходу арифметического блока через цифроаналоговый преобразователь.

Использование предлагаемого ультразвукового устройства для измерения уровня нерастворителя при скважинной рассолодобыче позволит повысить точность измерения за счет автоматической компенсации изменения скорости ультразвуковых колебаний в жидкостях, расположенных по обе стороны границы раздела, вести непрерывное измерение уровня непосредственно в процессе размыва, что исключит простой скважины, а также аварии (обрушивание скважин), являющиеся следствием неконтролируемого размыва потолочин скважин.

Фиг.2.

Составитель Н.Бурбело

Редактор А.Лежнина Техред A.Áàáèíeö Корректор A.Çèìîêîñoâ

Заказ 7535/39 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4