Ультразвуковой уровнемер

Ультразвуковой уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Coma Советских

Социалистических

Республик

<») 777457

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.02.79 (21) 2725400/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45} Дата опубликования описания 13.12.80, 5! ) М Кл з 6 01 F 23/28

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 128.82 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. В, Глотов и В. Л. Федоров (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости в различных областях промышленности.

Известны ультразвуковые уровнемеры, 5 содержащие ультразвуковой датчик с вибраторами двустороннего излучения, тактовый генератор, исто-шики возбуждающих импульсов с цепями запуска, формирователи си-.палов, схему обработки сигналов, выполненную в виде логической схемы, и вторичный прибор 11). Эти устройства имеют сложную схему и обладают невысокой функциональной надежностью.

Из известных ультразвуковых уровнемеров наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой уровнемер, содержащий приемно-излучающий узел, подключенный к генератору зондирующих 20 импульсов и усилителю, трипгер, генератор пилообразного напряжения, пороговый элемент, ключ, двухвходовый элемент совпадения, подключенный одним из входов к выходу усилителя, и трехвходовый элемент совпадения (2).

Погрешностью уровнемера является недостаточно высокая точность измерения уровня при затухании отраженных импульсов в одном или нескольких тактах измерения в объектах с высоким уровнем помех.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в ультразвуковой уровнемер введены динамическое запоминаю цее устройство, формирователь импульсов и сумматор, при этом выход триггера через генератор пилообразного напряжения соединен с первыми входами ключа и сумматора, выход ключа через динамическое запоминающее устройство соединен с вторым входом указанного сумматора, выход которого через пороговый элемент соедйнен с входом формирователя импульсов, а первый и второй выходы формирователя импульсов соединены с первыми входами обоих элементов совпадения, причем выход двухвходового элемента совпадения соединен с вторым входом трехвходового элемента совпадения, третий вход которого подключен к выходу триггера, второй вход последнего соединен с управляющим входом ключа и выходом трсхвходового элемента совпадения.

На чертеже изображена структурная схема ультразвукового уровнемера.

Ультразвуковой уровнемер содержит приемно-излучающий узел 1, подключенный к генератору 2 зондирующих импульсов и

777457

65 усилителю 8, триггер 4, генератор 5 пилообразного напряжения, сумматор 6, пороговый элемент 7.

В устройство введены также динамическое запоминающее устройство 8, формирователь 9 импульсов, ключ 10, двухвходовый и трехвходовый элементы совпадения

ll и 12. Выход триггера 4 через генератор

5 пилообразного напряжения соединен с первыми входами ключа 10 и сумматора 6, выход ключа 10 через динамическое запоминающее устройство 8 соединен с вторь.м входом сумматора б, выход которого через пороговый элемент 7 соединен с входом формирователя 9 импульсов. Первый и второй выходы формирователя импульсов 9 соединены с первыми входами обоих элементов совпадения. Второй вход элемента совпадения 11 соединен с выходом усилителя 8, а выход — с вторым входом элемента совпадения 12, третий вход которого подключен к выходу триггера 4, второй вход после него соединен с управляющи, входом ключа 10 и выходом элемента совпа сния 12.

Приемо-излучающий узел расположен на резервуаре 18 с контролируемой средой 14.

Работает предложенный уровнемер следующим образом. Генератор 2 вырабатывает зондирующие импульсы с постоянной частотой повторения, поступающие на приемо-излучающий узел 1, формирующий и направляющий ультразвуковые колебания к

-.ранице раздела сред газ — контролируемая среда 14. Преобразуемые в электрические отраженные импульсы поступают на вход усилителя 8,,где происходит их усиление и формирование.

В момент излучения зондирующего импульса, импульсом с второго выхода генератора 2 производится опрокидывание триггера 4, вызывающее отпирание трехвходового элемента совпадения 12 и формирование генератором 5 пилообразного напряжения, которое поступает на первые входы ключа 10 и сумматора б. Сумматор б формирует на выходе спадающее пилообразное напряжение относительно выходного напряжения, поступающего на етого второй вход с динамического запоминающего устройства 8. При достижении спадающим пилообразным напряжением порогового значения пороговый элемент 7 опрокидывается и импульс, формируемый на его выходе, поступает на вход формирователя 9 импульсов, который в свою очередь вырабатывает дв".: импульса — строб-импульс, определяющими время прохождения отраженных импульсов на вторые входы триггера 4 и ключа 10 на первом выходе, и на втором выходе импульс, формируемый по заднему фронту строб-импульса, имитирующий отраженны." импульс котопый поста пает на пепный

5 !

О

55 вход трехвходового элемента совпаден;..-.

12.

При совпадении во времени строб-импульса с отраженным импульсом последний роходпт через трехвходовый элемент 12 на вторые входы ключа 10 и триггера 4, открывает ключ 10, производя тем самым запись в динамическое запоминающее устройство 8 текущего значения пилообразного напряжения, и опрокидывает триггер 4, запирающий трехвходовый элемент совпадения 12, препятствуя прохождению через него импульса, поступающего с второго выхода формирователя 9, а также импульсов помех, и прекращающий процесс формиро"-ания пилообразного напряжения, производя сброс его значения до нуля.

К",ê при затухании отраженного импульса, так и увеличении уровня контролируемой среды импульс с выхода двухвходового элемента совпадения 11 отсутствует и импульс с второго выхода формирователя 9 импульсов проходит через элемент совпадения 12 и поступает на вторые входы ключа 10 и триггера 4, производя, аналогично отраженному импульсу, запись в динамическое запоминающее устройство 8 текущего значения пилообразного напряжения и опрокидывание триггера.

Временные соотношения формирования строб-импульса относительно момента прихода отраженного импульса выбираются в схеме уровнемера с таким расчетом, чтобы отраженный импульс совпадал со строб-импульсом в области заднего фронта последнего. Поэтому затухание отраженного импульса в одном или нескольких тактах измерения практически не сказывается на точности измерения, так как прирост выходного сигнала, снимаемого с выхода динамического запоминающего устройства 8, определяется временем задержки отраженного импульса относительно имитационного, которое может быть задано, исходя из класса точности уровнемера. Причем при восстановлении отраженного импульса значение выходного сигнала принимает прежнее значение.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения уровнемера за счет исключения влияния помех при затухании отраженного импульса в объектах с высоким уровнем помех, а также обеспечить поиск и слежение за отраженным импульсом.

Формула изобретения

Ультразвуковой уровнемер, содержащий приемо-излучающий узел, подключенный к генератору зондирующих импульсов и усилителю, триггер, генератор пилообразного напряжения, пороговый элемент, ключ, двухвходовый элемент с овпадения, подключенный одним из вхолов к выхопч силите777457

Составитель И, Засядников

Тсхред И. Заболотнова Корректор И. Осиновская

Редактор Е. Гончар

Заказ 1476/1479 Изд. № 546 Тираж 810 Подписное

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

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ля, и трехвходовый элемент совпадения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены динамическое запоминающее устройство, формирователь импульсов и сумматор, при этом выход три|ггера через генератор пилообразного напряжения соединен с первыми входами ключа и сумматора, выход ключа через динамическое запоминающее устройство соединен с вторым входом указанного сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с входом формирователя импульсов, а первый и впорои выходы формирователя импульсов соединены с первымп входами обоих элементов совпадения, причем выход двухвходового элемента совпадения соединен с вторым входом трехвходового элемента совпадения, третий вход которого подключен к выходу триггера, второй вход последнего соединен с управляющим входом ключа и выходом трехвходового элемента совпадения.

Источники информации, принятые во

10 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 6572б3,:кл. G 01 F 23/28, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2673984/10, кл. G 01 F 23/28, 15 12. 10.78.