Акустический уровнемер

Акустический уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеиоз Советскнк

Соа4налнстнческнк

Рес ублнк

< >765661 (61)Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 121078 {21) 2б 73984/18-10 (53)М. Кл з

С 01 F 23/28 с присоединением заявки № —

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23,09.80. Бюллетень ¹35 (53) УДЯ„621. 128

° 82(088.8) Дата опубликования описания 250980 (72) Авторы изобретения

Е. В. Глотов, Б. К. Полетаев и В. Л. Федоров (71 ) Заявитель (54 ) АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и предназ начено для измерения уровня воды в оросительных каналах, водохранилищах, уровня грунтовых вод в наблюдательных 5 скважинах.

Известен уровнемер, предназначенный для измерения уровня, содержащий приемо-излучающее устройство, усилитель, синхронизатор, выходной каскад 10 .и схему обработки сигналов f1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акустиФ скнй уровнемер, содержащий излучатель и приемник акустических 15 колебаний, установленные в измерительной трубе и включенные в схему автоциркуляции с усилителем и генератором f2) .

Недостатками этого уровнемера яв- 20 ляются низкая надежность и точность измерения, обусловленная возможностью появления автоциркуляции от акусти:ческих помех, возтвикших в измерйтельной трубе. 25

Целью изобретения является повы° шение надежности и точности измерения за счет исключения режима автоциркуляции от акустических помех. 30

Поставленная цель достигается тем, что в акустический уровнемер введены триггер, два ключа, два генератора треугольного напряжения, пороговое устройство и две.схемы совпадения, причем выходы триггера через генераторы треугольного напряжения и ключи соединены с входом порогового устройства, выход которого через первую схему совпадения соединен со вторыми входами генераторов треугольного напряжения, а через вторую схему совпадения — с входом генератора импульсов, триггера и вторым входом первой схемы совпадения, третий вход первой схеьва совпадения соединен с выходом генератора, второй вход второй схемы совпадения — с выходом усилителя,.первйй выход триггера соединен со вторым входом второго ключа, а второй выход — со вторым входом первого ключа.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого акустического уровнемера; на фиг. 2 — зпюри, поясняющие его работу.

Акустический уровнемер содержит приемник акустических колебаний 1, соединенный с усилителем 2, триггер

3, выходы которого через генераторы треугольного напряжения 4 и 5, ключи

765661 пацения 10, на первом входе которой уже присутствует высокий потенциал 19 с выхода порогового устройства 8. При совпадении высокого потенциала 19 и отраженного импульса 22 на входах схемы совпадения 10 на ее выходе появляется низкий потенциал 23, производящий запуск генератора 11 и опрокидывание триггера 3.

Опрокидывание триггера 3 приводит к прекращению процесса нарастания напряжения (величина которого пропорциональна времени прохождения акустических колебаний от излучателя 12 до уровня контролируемой среды 14 и приема их приемником 1, т.е. величине измеряемого уровня), началу формирования спадающей ветви треугольного напряжения 25, вырабатываемого генератором 4,н началу процесса формирования нарастающей ветви треугольного напряжения 26 генератора 5, а также закрытию ключа 7 и открытию ключа 6.

На входе порогового устройства 8 появляется высокий потенциал, что вызывает изменение его выходного потенциала 27 на низкий, производящий запирание схем совпадения 9 и 10, пре.пятствуя тем самым прохождению зондирующего импульса 24 в момент его формирования на генераторы треугольного напряжения 4 и 5, а также прохождению сигнала помехи, возникшей в акустическом тракте и принятой приемником 1, усиленного и сформированного усилителем 2, на генератор 11.

При достижении значения выходного напряжения 25 генератора 4 меньше порогового напряжения 28 порогового устройства 8, на выходе последнего появляется высокий потенциал 29, открывающий схемы совпадения 9 и 10 и разрешающий прохождение отраженного импульса через схему совпадения 10 на генератор 11.

Время формирования спадающей ветви треугольных напряжений меньше времени формирования нарастающей ветви. Данная разница обусловлена возможностью прихода отраженного импульса раньше времени прихода отраженных импульсов в предыдущих тактах измерения, т.е. изменением уровня в сторону увеличе ния.

При излучении генератором 11 зондирующего импульса 30 алгоритм работы остается прежним, за исключением того, что к входу порогового устройства

8 подключается через открытый ключ 7 выход генератора треугольного напряжения 5.

Формула изобретения

Акустический уровнемер, содержащий излучатель и приемник, включенные в схему автоциркуляции с усилителем и генератором импульсов, о т л и ч а— б и 7 соединены с входом порогового устройства 8. Выход последнего соединен через первую схему совпадения 9 со вторыми входами генераторов треугольного напряжения 4 и 5, а через вторую схему совпадения 10 — с входом триггера 3, генератора 11 и вторым входом первой схемы совпадения 9.

Третий вход первой схемы совпадения 9 соединен с выходом генератора

11, а второй вход второй схемы совпадения 10 — с выходом усилителя 2. При- 10 чем первый выход триггера 3 соединен со вторым входом второго ключа 7, а второй выход — co вторым входом первого ключа б. Выход генератора 11 со единен с излучателем 12 акустических 15 колебаний, расположенного, как и приемник акустических колебаний, в измерительной трубе 13, в котброй производится измерение уровня контролируемой среды 14. 20

Акустический уровнемер работает следующим образом.

При включении триггер 3 занимает произвольное состояние, т.е. на одном из ego выходов появляется высокий

15 потенциал (верхний выход в соответ- ствии с чертежом), а на другом низкий

16 (нижний на чертеже). Такое состояние триггера приводит к запиранию ключа 6 и открытию ключа 7, а также началу процесса формирования нарастающей ветви треугольного напряжения

17 генератора 4. Низкий потенциал 18 с выхода генератора 5 (процесс формирования треугольного напряжения начинается с момента подачи на вход генераторов высокого потенциала) через открытый ключ 7 поступает на вход порогового устройства 8. При наличии на входе порогового устройства 8 низкого потенциала 18 на его выходе 4р присутствует высокий потенциал 19, который поступает на первые входы схем совпадения 9 и 10.

Генератор 11 вырабатывает зондирующий импульс 20, который возбуждает излучатель 12, формирующий акустические колебания и направлякщий их по измерительной трубе 13 в направлении контролируемого уровня среды 14, а также через схему совпадения 9 (на первом и третьем входах присутствуют О высокие потенциалы с выходов порогового устройства 8 и второй схемы совпадения 10) поступает на вторые входы генераторов 4 и 5, прекращая тем ca- формирование треугольного напря- 55 ж ния 17 и сбрасывая его до низкого и енциала, т.е. осуществляется привязка начала формирования треугольного напряжения к зондирующему импульсу 20 — началу измерения. И

Отраженный от уровня контролируемой среды 14 импульс 21 принимается приемником акустических колебаний 1, усиливается и формируется (импульс 22) и поступает на второй вход схемы сов- .ю шийся тем, что, с целью повы765661 шения надежности и точности измерения в него введены триггер, два ключа, два генератора треугольного напряжения, пороговое устройство и две схемы совпадения, причем выходы триггера через генераторы треугольного напряжения и ключи соединены с входом поро5 гового устройства, выход которого через первую схему совпадения соединен со вторыми входами генераторов треугольного напряжения, а через вторую схему совпадения — с входами генера10 тора импульсов, триггера и вторым входом первой схемы совпадения, третий вход первой схемы совпадения соединен с выходом генератора, третий вход первой схемы ..совпадения - с выходом. генератора, второй вход второй схемы совпадения - с выходом усилите= ля, первый выход триггера соединен со вторым входом второго ключа, а второй выход — co вторым входом первого ключа .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бабиков О. И. Контроль уровня с помоцью ультразвука. М., Энергия, 1971, с. A>4, 65.

2. Тян Х. С., Хан И. Б. Некоторые вопросы построения акустических импульсных телеизмерителей уровня воды, Вопросы водного хозяйства, фрунзе, кыргызстан"; 1971, 9 16, ч 1, с. 13-18.

765661

Составитель Н. Бурбвло

Редактор Т. Иванова .Твхред H. рраб

Корректор М. Демчик., Заказ 6493/39

Тираа 801

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4