Способ измерения уровня жидких сред

Способ измерения уровня жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„SU„,, 1048322 А

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П 6 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3378286/18-10 (22) 04.01.82 (46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) В.Н,Куликов,. A.Н.Малов, В.A.Êîíîíîâ и В.Д.Тумашев (71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро НПО "Нефтехимавтоматика" и Куйбышевский филиал Физического института им.П ° Н.лебедева (.53) 621.128.62 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 497481, кл. G, 01 F 23/28, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 149640, кл. Q 01 F 23/28, 1961 (прототип). (54 ) (57 ) СПОСОБ ИЭМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ЖИДКИХ СРЕД, включающий излучение зондирующего импульса, прием отраженных от отражателя, установленного на фиксированном расстоянии, и от границы раздела сред импульсов и измерение временного интервала, пропорционального измеряемому уровню, отличающийся тем, что, с целью повьиаения точности измерения, зондирующий импульс излучают во взаимно перпендикулярных направлениях, принятые после отражения импульсы переизлучают и после последовательного приема вторично отраженных импульсов формируют соответственно три временных интервала, первый и третий из которых заполняют счетными импульсами и сравнивают по длительности, причем для формирования счетных импульсов используют интервал времени между зондирующим и первым отраженным от отражателя импульсом.

1048322

Изобретение относится к измерениям ультразвуковыми методами и может быть использовано при контроле и измерении уровня жидких сред.

Известно устройство, реализующее способ измерения уровня, заключающийся в излучении зондирующего импульса в направлении раздела сред . приеме отраженного импульса, формировании временного интервала между зондирующим и отраженным им- 10 пульсами и измерении полученного интервала Г13.

Недостатком данного способа является низкое быстродействие.

Наиболее близким по техничЕской 5 сущности к изобретению является ультразвуковой способ измерения уровня жидкости, заключающийся в измерении зондирующего импульса, приеме отраженных от границы раздела сред и от отражателя, установленного на фиксированном расстоянии, импульсов, измерении полученных временных интервалов, по соотношению которых определяют измеряемый уровень (2 3.

Недостатком данного способа является низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения уровня жидких сред, включающему излучение зондирующего импульса, прием отраженных от отражателя, установленного на фиксированном расстоянии, и от границы раздела сред импульсов и 3 измерение временного интервала, пропорционального измеряемому уровню, зондирующий импульс излучают во взаимно перпендикулярных направлениях, принятые после отражения импульсы 40 переизлучают и после последовательного приема вторично отраженных импульсов формируют соответственно три временных интервала, первый и третий из которых заполняют счетными им- 45 пульсами и сравнивают по длительнос. ти, причем для формирования счетных импульсов используют интервал времени между зондирующим и первым отраженным GT отражателя импульсом, 50

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит расположенный над контролируемой средой двухлучевой акустический излучатель 1, генератор 2 зондирующих импульсов, усилитель-формирователь 3, электронные ключи 4 — 9, ждущий управляемый мультивибратор 10, реверсивный счетчик 11, триггер 12,резервуар 13. 60

Началом отсчета служит плоскость расцоло>кения уровня Р х, а контролируемой величиной является расстояние Рх, т.е. значение отклонения уровня от плоскости Я,>ц„. 65

Способ осуществляют следующим образом.

Генератор 2 вырабатывает зондирующие импульсы 14 (фиг. 2) с постоянной частотой повторения, поступающие на акустический излучатель 1 и на разрешающий вход электронного ключа 4. Двухлучевой излучатель 1, возбуждаясь, посылает зондирующие импульсы 14 в направлении отражателя, роль которого выполняет боковая стенка резервуара 13, и в направлении границы раздела сред {.èìïóëüñû соответственно A и Б).

Спустя время, необходимое для прохождения расстояния 2 Рр, на излучатель 1 начинают поступать переотра>кенные зондирующие импульсы 15

18. Переотражение импульсов производится боковой стенкой резервуара

13, границей раздела сред "воздух жидкость" и рабочей плоскостью самого излучателя.

Первым к излучателю 1 возвращается импульс Ар (импульс 15 ), который возбуждая излучатель, отражается его рабочей плоскостью в сторону границы раздела сред "воздух-.жидкость".

Вторым поступает импульс Б (импульс 16) и отражается излучателем в направлении боковой стенки. Импульсы Ар и Бх, (импульс 17) возвращаются к излучателю одновременно, так как время распространения у них одинаковое, равное t,x + <О . Последний из переотраженных зондирующих импульсов, используемых в одном цикле измерения — импульс A „ (импульс 18)

ОХО достигает излучателя через интервал времени 1х+ 21р.

С момента времени ft + 2>,„) до

2(1Х+ tz ), т.е. до момента поступле-. ния двойного, но значительно затухшего импульса Архрх + sxoxo вход усилителя 3 запирается ключем 4, который в .начале каждого цикла-измерения возвращается в исходное состояние импульсом 14 генератора 2.

В электронном блоке устройства интервалы времени (t„ - tр ) и((t„+21р){1х +t )) заполняются счетными импульсами и сравниваются по длительности, Разность данных интервалов времени равна (4 х — 2 t ), т.е. соответствует р удвоенному контролируемому расстоянию 2 к Х. Происходит это следующим образом.

Излучатель 1 преобразует акустические импульсы 15 — 18 в электрические и направляет их через открытый ключ 4 на вход усилителя-формирователя 3, который формирует соответственно импульсы 19 — 22.

Импульс 19 через открытый ключ

6 запускает ждущий мультивибратор 10, выходные импульсы которого через открытый ключ 8 поступают на один иэ входов реверсивного счетчика 11.

1048322

В то же время импульс 19 своим задним фронтом открывает ключ 5 и закрывает ключ 6,, Следующий .импульс, импульс 20, через открытый ключ 5 возвращает мультивибратор 10 в исходное состояние. Поступление счетных импульсов 23 мультивибратора 10 на счетчик 11 прекращается. В то же время, импульс 20 своим задним фронтом открывает ключи 6 и 7, закры- 10 вает ключи 5,и 8, и тем самым подготавливает схему измерения к заполнению импульсами 24 мультивибратора 10 интервала времени между импульсами 21 и 22, пропорционального выб- 5 ранному расстоянию 0О и значению скорости звука в среде распрострас нения зондирующих импульсов. Запуск и остановка ждущего мультивибратора 10 при этом производится импульсами 21 и 22 соответственно.

Импульсы 24 через открытый ключ 7 поступают на второй вход реверсивного счетчика 11 и сравниваются по количеству с импульсами 23, в резуль- тате чего показания счетчика 11 пропорциональны значению контролируемой величины E< . Равное, количество импульсов 23 и 24 (фиг. 2) соответствует максимальному значению уровня Е,„.

Возвращение в исходное состояние измерительной схемы .производится импульсом 22. Он останавливает рабо-, ту мультивибратора 10, открывает ключ 6, закрывает ключ 5 и через oT- 35 крытый импульсом 20 ключ поступает на запирающий вход ключа 4. Ключ 4 закрывается и последующие переотраженные импульсы 25 на вход усилителя 3 не проходят.. Возврат в исходное состояние ключей 7 и 8 производится зондирующим импульсом 14 следующего цикла измерения.

Триггер 12 предназначен я автоматической регулировки частоты следования счетных импульсов мультивибратора 10 в зависимости от значения параметров среды распространения зондирующих импульсов 14 ° С целью устранения погрешности в измерениях при нестабильности данных параметров в начале каждого цикла измерения импульсом, поступающим со второго выхода генератора 2, триггер 12 выводится иэ исходного состояния и возвращается в него с поступлением с усилителя 3 импульса

19. Сформированный триггером 12 импульс 26, по длительности пропорциональный скорости звука в среде растпространения зондирующего импульса, поступает на мультивибратор 10 и определяет частоту следования счетных импульсов. Возвращение в исходное состояние управляемого входа мультивибратора 10 производится импульсом, поступающим со второго выхода генератора, 2, Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения за счет уьа:. Aч-.":ия быстродействия повысить разрешающую способность.

1048322 < 4 t к 21р

0 22

О 2д 1 Я

М 2 Ф

Заказ 7919/47 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н.Бурбело

Редактор д.долинич Техред B,Äàëåêîðåé Корректор Л.Патай