Способ контроля уровня сред в резервуаре

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике горной промышленности и может быть использовано в системах автоматического дозирования влажно-сыпучих сред. Целью изобретения является повышение точности сигнализации уровня жидко-сыпучих сред при непостоянстве акустических фаз такой среды. Способ состоит в том, что на одной стенке 3 резервуара возбуждают ультразвуковые колебания, которые распространяются вверх по стенке 3 до приемника, состоящего из призмы 7 и пьезопреобразователя 6. В то же время часть возбужденных в стенке 3 ультразвуковых колебаний проходит через среду в резервуаре и возбуждает колебания в противоположной стенке 10 резервуара. Эти колебания также принимаются приемником, состоящим из призмы 9 и пьезопреобразователя 8. Принятые на обеих стенках колебания преобразуются в электрические, которые сравниваются с порогом. После сравнения с порогом сигналы нормируются так, что сигналы меньше порога получают нормированное значение "ноль", а больше порога - "единица". Далее в блоке 16 из первых нормированных сигналов вычитаются вторые нормированные сигналы, и по амплитуде разности нормируется сигнал наличия той или иной среды на сигнализируемом уровне. Если амплитуда разности равна нулю, то на сигнализируемом уровне сыпучее вещество, а если амплитуда разности отрицательна, то жидкость. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛ!1К (19) (11) (д11 4 G 01 F 23/28

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB rOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4086216/24-10 (22) 18 ° 04.86 (46) 07.04,89. Бюл. N 13 (71) Институт горного дела им. А.А.Скочинского и Научно-.производственное объединение "Союзцветметавтоматика" (72) Е.И.Курьянова, Н.И.Бражников и В.П.Бухгольц (53) 681.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 233314, кл. G 01 F 23/28, 1967.

Авторское свидетельство СССР

Ф 510647, кл. G Ol F 23/28, 1973.

-(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СРЕД

В РЕЗЕРВУАРЕ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике горной промышленности и может быть использовано в системах автоматического дозирования влажно-сыпучих сред. Целью изобретения является повышение точности сигнализации уровня жидкосыпучих сред при непостоянстве акустических фаэ такой среды. Способ состоит в том, что на одной стенке 3 резервуара возбуждают ультразвуковые колебания, которые распространяются вверх по стенке 3 до приемника, состоящего иэ призмы 7 и пьезопреобразователя 6. В то же время часть возбужденных в стенке 3 ультразвуковых колебаний проходит через среду в резервуаре и возбуждает колебания в противоположной стекке IO резервуара. Эти колебания также принимаются приемником, состоящим из призмы 9 и пьезопреобразователя 8. Принятые на обеих стенках колебания преобразуются в электрические, которые сравниваются с порогом. После сравнения с порогом сигналы нормируются так, что сигналы меньше порога получают нормированное значение "ноль", а больше порога — "единица". Далее в блоке 16 из первых нормированных сигналов вычитаются вторые нормированные сигналы, и по амплитуде разности нормиру ется сигнал наличия той или иной среды на сигнализируемом уровне. Если амплитуда разности равна нулю, то на сигнализируемом уровне сыпучее вещество, а если амплитуда разности отрицательна, то жидкость. 2 ил., 1 табл.

1471078

Изобретение относится к контрольно-измерительной ультразвуковой технике горной промышленности и может быть использовано в системах автома тического дозирования влажно-сыпучих

5 сред, в частности для трубчатых питателей импульсного типа.

Целью изобретения является повышение точности сигнализации уровня жидкосыпучей среды при непостоянст-, ве акустических фаз такой среды.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства для реализации способа.; на фиг.2 — графики, поясняющие предлагаемый способ, Устройство (фиг.l) содержит пьезоизлучатель 1 с преломляющим звукопроводом 2, установленный на стенке

3 дозировочной жидкостной емкости трубчатого питателя, в который поступает контролируемая среда 4 из технологической емкости 5. С той же стороны стенки на фиксированном расстоянии установлен пьезоэлектрический приемник 6 на преломляющем звукопроводе 7, находящемся на уровне Н, до" . эирования.

Второй пьезоэлектрический приемник

8 установлен на преломляющем звукопроводе 9 на стенке 10 с противопо-. ложной стороны трубопровода.

Излучатель 1 соединен с выходом электрического генератора 11, а приемники 6 и 8 подключены соответственно к излучательно-формировательным блокам 12 и 13. Выходы последних соединены с раздельными входами 14 и 15 преобразовательного блока 16, третий вход 17 которого соединен с генера- 40 тором Il, а выход — с блоком 18 механического управления технологической емкостью, являющейся источником среды 4, поступающей в зону контроля (Н„, и Нт — текущие уровни жидкой и твердой фаз среды 4), На фиг.2 обозначены: Š— коэффи" циеит преобразования давления волны в напряжение электрического сигнала приемника; К,, К вЂ” коэффициенты предварительного усиления в блоках 12 и 13.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Электрический импульс 19 генерато 55 ра 11 возбуждает пьезоизлучатель 1, который посылает ультразвуковой им-. пульс 20 в звукопровод 2. В стенке 3 импульс 20 преломляется в импульс 21, который затем частично отражается в виде импульса 22, испытывающего в стенке 3 многократное отражение.

Эти многократные отражения образуют акустическое поле импульсной волны 23, распространяющееся в локальном участке по образующей стенке

3 трубчатой дозирующей емкости (вертикально вверх).

Эта импульсная волна принимается на возбужденном локальном участке с помощью звукопровода 7 и приемника

6, При этом волна 23 в звукопроводе

7 частично трансформируется в импульсную продольную волну 24, которая приемником 6 преобразуется в оснон- . ной импульсный электрический сигнал

25. На фиг.2 амплитудой Р< обозначено звуковое давление волны 24,когда на участке ее распространения внутри резервуара находится воздух, I и P — при наличии жидкой среды или жидкости с твердой фазой..

Усилительно-формировательный блок

12 формирует нормированный электри- ческий сигнал 26, который поступает на первый сигнальный вход 14 преобразовательного блока. 16.

Сигнал 25 имеет (в зависимости от вида среды, соприкасающейся с внутренней поверхностью стенки 3 в зоне поля волны 23) три амплитудных уровня: Е р, (для воздуха 27). ЕЖ „ / .

/ К„ » Е, .(для жидкой среды фазы

28). Е, = К,„ > Е „ (для твердой фазы 29).

Здесь коэффициенты К и К, меньше единицы и тем более отличаются от нее, чем выше степень демпфирования первoro акустического поля жидкой 28 или твердой 29 фазой дозируемой среды е

Сигнал 26 имеет два нормированных (единнчное и нулевое) значения, соответствующие "0" для наличия жидкой и твердой фаз на уровне Н звукопровода 7 (при амплитудах сигнала 25 соответственно Е,, Е,. ) и "1" для наличия воздуха (сигнал 25 имеет амплитуду E <>) °

В стенке 3 импульс 21 помимо час» тичного отражения также преломляется в ниде импульса 30, вводится в сре1 у, находящуюся в трубопроводе в данной зоне (воздух 27, жидкая фаза 28 или твердая фаза 29, содержащая твердые частицы с жидкостью).

1471078

Кроме того, внутри стенки 3 каждый из многократно отраженных импульсов волны 23, преломляясь, вводится внутрь дозироночной емкости в виде импульсов 30, 30 и т.д.

И 5

Последовательность этих импульсов (30, 30, 30 ° ..) образует внутри дозируемой емкости акустическое поле.

Импульсы этого поля на противопо- 10 ,ложной стороне емкости после ввода в

Э ее стенку 10 испытывают в ней многократные отражения, которые распрост" раняются в стенке 10 вдоль ее образующей (нертикально вверх) .

Импульс 31, трансформированный н стенке 10 из импульса 30, после отражения суммируется в фазе (при одинаковой толщине стенок 3 и 10) с импульсом, возникшим в результате ввода 2п в стенку 10 импул,ca 30 . Аналогич" ное суммирование имеет место и для последуюших отражений импульса 31 и вводимых импульсов 30 и и т.д. В ре" зультате поле (30, 30 . ...) наводит 25

I в стенке 10 акустическое поле распространяющейся н ней дополнительной волны 32.

Из стенки 10 волна частично переходит н знукопровод 9, трансформируясь в импульсную волну 33 продольных ультразвуковых колебаний, которую приемник 8 преобразует в электрический импульсный сигнал 34. Этот сиг" нал имеет три возрастающих по амплиуде уровня (фиг ° 2):Eьт,E в для

35 твердой фазы и ноздушйой фазы (волна

33 имеет амплитуду Р ) и Е, — для жидкой фазы (нолна 33 имеет амплитуду P ) на уровне между знукопроводами 2 и 8. Здесь Е = К Ед„, и

Е 2 = K 2 х Е Где коэффициенты К в

2 т 2т и К на два-три порядка меньше единицы.

Из сигнала 34 приемника 8 в блоке

13 формируется нормированный электрике тт ческий сигнал 35, соответствующии 1 при наличии жидкой фазы и "0" для воэ" духа и твердой фазы на сигнализируемом уровне.

Алгоритм сигналов 26 и 35 и значения их разности приведены в таблице.

Сигнал 35 поступает на второй сигнальный вход 15 преобразовательного. блока 16. В блоке 16, на который поступает также импульс от генератора

11, используемый для синхронизации и управления сбросом информации, проФормула и э о б р е т е и и я

Способ контроля уровня сред в резервуаре, заключающийся в том, что н стенке резервуара возбуждают колебания, принимают эти колебания на той же стороне резервуара ныше места возбуждения, формируют из принятых сигналов электрические, сраннивают электрические сигналы с порогом, формируют первые нормированные сигналы, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повьппения точности сигнализации уровня жидкосыпучих сред, прини" мают дополнительно колебания, прошедшие через резервуар, на его противоположной стороне, формируют иэ принятых сигналов электрические, сравнивают электрические сигналы с порогом, формируют вторые нормированные сигналы, вычитают иэ первых нормированных сигналов вторые нормированные сигналы, формируют электрический ныходной сигнал наличия сыпучего вещества с жидкостью на контра;лируемом уровне при амплитуде разности, равной нулю, и сигнал наличия жидкости при отрицательной амплитуде разности нормированных сигналов, I

Нормирован- Среда в дозировочные сигнал- ной емкости

Блок лыи их разность

Твердая (сыпучая) Воздух Жидкость

Величина 1 сигнала 26

Величина 0 сигнала 35

Разность 1 сигналов

16 изводится вычитание нормированного сигнала 35 из нормированного сигнала 26. При равенстве нулю или близости к нему данной разности в блоке 16 формируется сигнал 36 наличия твердой фазы на контролируемом уровне.

Последний поступает в блок 18, которын выдает электромеханическое воздействие 37 для управления подачей дозируемой жидкосыпучей среды 4 в трубчатый питатель иэ технологичес" кой емкости 5, 1471078

0"(абердая йт жидкая среда)

УУ (среда- жидкасаь

"0 (среда-доздушния или тбердал)

Составитель M.Àáðoñèìoâ

Редактор С.Пекарь Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Эаказ l58l/44 Тираж бб0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101