Уровнемер для жидких сред

Уровнемер для жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.I

1! 11 6708I 3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соьзтских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.01.75 (21) 2097503/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллстс гь № 24 (45) Дата опубликовашгя онпсанпя 30.06.79 (51) М. Кл. -

G 01Г 23/28

Государственный комитет (53) УДК 681.128.82 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

О. П. Кошевой

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (71) Заявитель (54) УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к области измерения уровня жидкости в емкостях, водоемах, скважинах и т. д.

Известны ypoBIIe iepbi для жидких сред, включающие электромеханические излуча- 5 тсль и приемник, подключенные к волноводу в виде цилиндрического упругого элемента, погруженного в жидкость 11).

Наиболсс близким по технической сущности к предложенному является уровне- 10 мер, содержащий приемо-излучающую систему, связанную с упругим волноводом, установленным вдоль направления изменения уровня (21. Болновод выполнен в виде упругой полосы, погружасмой вертикально 15 в жидкость.

Однако точность измерения таким урознемером зависит от характеристик зондирующего сигнала в связи с тем, что скорость пзгибных волн зависит от частоты. 20

Скорость распространения волны деформаций ленты зависит также от силы натяжения ленты.

Цель изобретения — повышение то шостп измерений путсм улучшения согласо- 25 вания характеристик приемо-излучающс.i системы и волновода.

Цель достигается тем, что волновод выполнен в виде пружины растяжс1шя-сжатия, установленной с возможностью регу- 30,7IIpoBIiII шаГа сс витков, Один коllсц которой жестко закреплен, а другой, обращенный к приемо-излучающей системе, связан с ней посредством упругого элемента.

Изобретение поясняется чертежом.

УстроЙство содержит IIp) æèí) 1, I Bpкас, состоящий пз трубы 2 и патрубка 3 с отверстием 4 для выхода воздуха, связанных рсгулировочнымп винт11мн 5, 17рисмоизлучающую систему 6, мембрану 7, гс1сратор 8 импульсов, усилитель-формирователь 9, триггер 10, измеритель 11 длительности импульсов и схему 12 управления.

Пружина 1 растянута на фиксированную длину на каркасе и связана нижним концом с дном трубы 2, а верхним посредством мембраны 7 с патрубком 3 и прпемоизлучающим устройством 6, ) I;pellлсгп1ым на патрубке 3. Последний связан с трубой

2 каркаса посредством винтов 5, позволяющих регулировать длину пружин!bl 1 для

ИЗЪIЕНЕНИЯ Е(.. ПОГОННОЙ ЖССТКОСТИ (ЖЕС1 кости на единицу дл1шы).

Уровнемср работает следующим оор 1зом.

При измерении уровня схема 12 у1.pавления включает генератор 8 пмпульcoH !l измеритель 11 длптсл1>liocTH llмп). ll>cа. Прll

ЭТОК1 ГСНЕРаТОР IHIB).71:COB BI>IPB0BTI>IHIICГ

ИмП) 7I>C, вОзб) >Ii QIOI131111 113;1) >IBTC.71> llpll670813

3 емо-излучающего устройства 6, преобразующий энергию электрического импульса в механический импульс деформаций, передаваемый через мембрану 7 пружине 1.

Одновременно электрический возбуждающий импульс передается на вход усилителя-формирователя 9 и далее — на бистабильный триггер 10, переходящий в устойчивое состояние, при котором сигнал с его плеча подается на вход измерителя 11 дли- )p тельности импульса.

С этого момента начинается измерение времени, в течение которого напряжение с триггера 10 подается на вход измерителя

11 длительности импульса. Импульс (вол- 15 на деформаций) распространяется вдоль пружины 1 практически без затухания, так как в пружине происходят потери лишь на молекулярное трение, а сопротивленис воздуха пренебрежимо мало.

При переходе волны деформаций пружины 1 из воздушной среды в жидкость, имеющую плотность, различную с воздухом, происходит частичное рассасывание энергии волны деформаций и вследствие этого 25 частичное отражение акустического импульса от этой среды, отраженный импульс возвращается к верхнему концу пружины

1 и там принимается приемником приемоизлучающего устройства, затем через усилитель-формирователь 9 подается на вход триггера 10, который перебрасывается в другое устойчивое состояние. После этого измерение времени заканчивается.

Для исключения ложных срабатываний из-за отражения акустического импульса от каркаса 2 сигнал с второго плеча триггера после его переключения подается на схему 12 управления, которая возвращает всю схему в исходное положение. Значе- 4р ние, измеренное измерителем длительности, будет соответствовать значению уровня в выбранных единицах. Для компенсации технологических погрешностей, вызывающих отклонение жесткости пружины 1 45 от заданной длины, длину пружины регулируют с помощью винтов 5. При этом патрубок 3 выдвигается или вдвигается в трубу 2, удлиняя или укорачивая пружину 1 до такого положения, при котором сигнал, 5р зафиксированный измерителем длительности, будет с заданной точностью соответствовать значению уровня.

Вследствие того, что жесткость пружины

1 по всей длине постоянна (до границы раздела сред) и стабильна (при применении металла, например, инвара), в условиях различных дестабилизирующих факторов (изменения температуры, плотности воздуха и т. п.), и время распостранения акустического импульса по пружине будет зависеть практически только от уровня.

Подбором параметров пружины (жесткость, наружный диаметр, диаметр проволоки, материал, форм пружины и проволоки) можно варьировать в широких пределах такие параметры сигнала как амплитуда, форма отраженного импульса, скорость его распространения вдоль пружины. То, что скорость распространения импульса вдоль пружины может быть в десять раз меньше скорости распространения импульса по упругой ленте или в воздухе, позволит избежать сложных быстродействующих схем формирования и селекции импульса.

Формула изобретения

Уровнемер для жидких сред, содержащий приемо-излучающую систему, связанную с упругим волноводом, установленным вдоль направления изменения уровня, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем улучшения согласования характеристик приемоизлучающей системы и волновода, волновод выполнен в виде пружины растяжениясжатия, установленной с возможностью регулировки шага ее витков, один конец которой жестко закреплен, а другой, обращенный к приемо-излучающей системе, связан с ней посредством упругого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США No 3100994, кл. 73 — 290, опублик. 1963.

2. Агеева Н. С. Ультразвуковой метод измерения высоты уровня жидкости в сосуде при помощи изгибных колебаний тонкой упругой полосы, Акустический журнал, 1960, fi70813

Составитель Е. Артамонова

Редактор Т. Рыбалова

Техред Н. Строганова Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1306/10 Изд. № 391 Тираж 866 Подписное

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

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