Ультразвуковой сигнализатор уровня агрессивных жидкостей

Ультразвуковой сигнализатор уровня агрессивных жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик о| 732679 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010б78 (21) 2б 23818/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.05,80.Бюллетень №

Дата опубликования описания 05.058 0 (51)М. Кд.

С 01 F 23/28

Гоердарстаениый коиитет

СССР оо делаи нзооретений и открытий (53) УДК 6 8 1 . 12 8 (088. 8) (72) Авторы изобретен и я

A ° И.Трофимов и В.B.Ïoïoí

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудоного

Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ

АГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к преобразователям для сигнализации уровня жидкостей, в том числе агрессивных.

Известен ультразвуковой сигнализ атор уро вн я жидкостей, содержащий излучающий и приемный пьезопреобразователи и схему сигнализации (1) .

Уровень жидкости определяется по изменению скорости ультразвука в измеряемой среде.

Данное устройство имеет сравнительно низкую точность и преднаэна .чено для измерения уровня однородных 15 сред.

Известен также ультразвуковой сигналиэатор уровня агрессивных жидкостей, выполненный в виде пьезоэлектрического трансформатора, вклю- 20 ченного в схему автогенератора, и сочлененного с внутренней поверхностью дна тонкостенного стакана, выполненного иэ материала с акустическими свойствами, близкими к акус- 25 тическим свойствам пьезоэлектричес— кого трансформатора (2).

Пьезоэлектрический трансформатор является частотозадающим элементом автогенератора и колеблется вместе 30 с дном стакана на реэонансной частоте. Жидкость, касаясь дна стакана, приводят к уменьшению добротности пьеэ отран сформатора и срыву колебаний автогенератора.

Для обеспечения срыва колебаний автогенератор работает н критическом режиме и поэтому работоспособен только н органическом диапазоне температур.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является ультразвуковой сигналиэатор, содержащий герметически закрытый корпус, н котором установлены два пьезопреобраэонателя, антогенератор, образованный усилителем с обратной связью, и схему сигнализации. Прикосновение корпуса сигнализатора к жидкости приводит к увеличению акустических потерь и срыву колебаний автогенератора. Дна пьезопреобразонателя акустически связаны через участок корпуса сигнализатора, благодаря чему значительно повьааается чувствительность сигнализатора (Э), Недостатком прибора являет ° его малая надежность при изменении температуры окружающей и контроли7326 /9 руемой среды. Это связано с тем, что авто генератор может работать в качестве сигнализатора только при настройке его в критическом режиме. В противном случае он не будет срываться при соприкосновении стакана с жидкостью. Как известно, критический режим является неустойчивым в случае колебаний параметров внешней среды, поэтому при изменении температуры окружающей и контролируемой среды, приводящей к изменению параметров пьезопреобразователей и элементов схемы, происходят ложные срабатывания. Изменения параметров автогенератора зависят также и от старения элементов.

Целью изобретения является повышение надежности сигнализатора в работе при изменении температуры окружающей и контролируемой среды.

Поставленная цель достигается тем, что один пьезопреобразователь жестко с обеспечением герметизации закреплен в стенке корпуса, а другой установлен внутри корпуса соосно с первым с возможностью возвратнопоступательного перемещения вдоль

его оси и подключен к выходу генератора, при этом корпус заполнен ди— электрической жидкостью, а поверхности пьезопреобразователей, обращен— ные навстречу друг другу, сйабжены контактными электродами, подключен— ными к схеме сигнализации.

На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого сигнализатора.

Сигнализатор содержит корпус 1 и два пьезопреобразователя — неподвижный 2, закрепленный в стенке корпуса 1, и подвижный 3, свободно подвешенный на кронштейне 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси. Пьезопреобразователь 3 подключен к генератору

5, настроенному на резонансную частоту неподвижного 2 пьезопреобразователя ° К пьезопреобразователям прикреплены контактные электроды 6, включенные в схему сигнализации 7.

Корпус 1 заполнен диэлектрической жидкостью, Устройство работает следующим образом.

При возбуждении подвижного 3 пьезопреобразователя от генератора 5

его колебания через жидкость передаются пьезопреобразователю 2, который начинает колебаться на резонанской частоте, Таким образом оба пьезопреобраэователя совершают продольные колебания. Движение обращек— ных друг к другу поверхностей пьезопреобразователей равносильно движению жидкости между ними.Это создает разрежение между пьезопреобраэователями, что приводит к притягиванию подвижного 3 пьезопреобразователя к неподвижному 2 и замыканию контактов 6, включающих схему сигнализации 7.

Когда корпус 1 касается уровня контролируемой жидкости, происходит увеличение акустических потерь пьезопреобразователя 2, уменьшение его добротности и смещение резонансной частоты. Это приводит к уменьшению амплитуды его колебаний и умен ыиению разрежения между пьезопреобразователями и притягивающим усилием.

Пьезопреобразователь 3 отходит от пьезопреобразователя 2.

Расстояние между пьезопреобразователями 2 и 3 устанавливаются экспе15 риментально по созданию притягивающего усилия при отсутствии контролируемой жидкости. Ведичина расстояния,зависит от площади поверхностей пьезопреобразователей и величи—

"ы напряжения возбуждения, Данное устройство имеет высокую чувствительность. Генератор, возбуждающий пьезопреобразователь, работает в устойчивом режиме, поэтому

25 си гн али з атор имеет высокую ст абиль— ность. Кроме того, упрощается схема сигнализации, так как к контактам можно подводить си гнал достаточно . большой мощности.

Формула изобретения ультразвуковой си гнализатор уровня агрессивных жидкостей, содержаЗ5 щий герметически закрытый корпус, в котором установлены два пьезоэлектри чески х преобразователя, а т акже генератор и схему сигнализации, о тл и ч ающи и с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при изменении температуры окру— жающей и контролируемой среды, один пьезопреобразователь жестко с обеспечением герметизации закреплен в стенке корпуса, а другой — установлен внутри корпуса соосно с первым с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси и подключен к выходу генератора, при этом корпус заполнен диэлектрической жидкостью, а поверхности пьезопреобразователей, обращенные навстречу друг другу, снабжены контактными электродами, подключенными к схеме сигнализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9373540, кл. G 01 F 2 3/28, 1971.

6О 2. Авторское свидетельство СССР

9613213, кл. G 01 F 23/28, 1976, 3. Авторское свидетельство СССР

9494616 кл. G 01 F 23/28, 1973 (прототип).

)32Е >Е

Составитель Е.Литвинов

Тех ред О; Андрейк о

Редактор И.Ахмедова

Корректор Г.Решетник

Подписное

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

Заказ 1724/31 Тираж 801

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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