Патент ссср 174387

174387

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ЛЪ

Заявлено 20.Х1.1961 (№ 752370/26-10) Кл. 42е, 34

42е, 37 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Х1.1968. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 2.1т .1969

МПК Ст Olf

G 011

УДК 532.217.534.833..6 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. A. Маркелов

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

СЪ|ПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЕМКОСТЯХ

Известны ультразвуковые приборы для измерения уровня сыпучих материалов в емкостях, состоящие из импульсного генератора, возбу>кдающего колебания в излучающем преобразователе с частотой повторения, синхронизированной с частотой напряжения сети посредством триггерного синхронизатора, усилителя отраженных импульсов, детектора, видеоусилителя-ограничителя, временного триггерного демодулятора на безнакальных тиратронах и вторичного регистрирующего блока.

Предлагаемый прибор отличается тем, что на выход видеоусилителя-ограничителя включен блок защиты в виде сдвоенного одновибратора последовательного действия, запускаемого импульсом, совпадающим по времени с отра>кенным сигналом. Сдвоенный одновибратор последовательного действия подключает триггер демодулятора к выходу последнего усилительного каскада в момент времени, опережающий появление очередного отраженного импульса на минимальное время, устанавливаемое в зависимости от конкретных условий измерений. Это исключает влияние случайных помех на показания прибора.

Параллельно видеоусилителю-ограничителю включено электронное реле времени, образующее вместе с триггером демодулятора и исполнительными устройствами вторичного регистрирующего блока элемент памяти. Это

2 повышает наде>кность и точностью.,тймеренитт контролируемой величины.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого прибора.

5 Прибор содержит электронный блок, вторичный прибор и акустическую систему, состоящую из магнитострикционного излучателя и приемника, заключенных в специальную а р мату ру.

10 Работает прибор следующим образом.

Генератор 1, синхронизированный с частотой напряжения сети посредством синхронизатора 2, гозжет мощный электрический имлпульс, возоу>кдаютций колебания в излучаю15 шем преобразователе 8. Зондирующий ультразвуковой импульс, отразившись от поверхности материала, воспринимается приемником 4, преобразуется в элекгрический, проходит усилитель 5 высокой частоты, детектор 6, усили2п тель-ограничитель 7 и подается на триггер демодулятора 8, в котором создается перепад иапря>кения, длительность которого равна времени распространения зондирующего импульса до отражающей поверхности и обратно, В дальнейшем этот перепад напряжения усредняется на проме>кутке следования зондирующих импульсов, и на выходе интегрирующей цепи 9 получается постоянное напряжение, пропорциональное времени распространения зондирующего импульса.

Зто напряжение сравнивается с напряжением, снимаемым с движка 10 реохорда 11!

74387

25 вторичного прибора. Получаемый в результате этого сигнал небаланса проходит вибропреобразователь 12, усилитель 18 низкой частоты и подается на реверсивный двигатель 14, который, перемещая движок 10, компенсирует сигнал небаланса. С движком реохорда связана стрелка 15, перемещающаяся вдоль шкалы 1б, градуированной в метрах.

Нечувствительность прибора к повторным отражениям зондирующего импульса обеспечивается применением трпггерного демодулятора 8 на безнакальных тиратронах 17 и 18.

Запуск триггера демодулятора 8 осуществляется спнхронизпрующим импульсом через конденсатор 19 одновременно с излучением зондирующего импульса. В результате тиратрон 18 зажигается, а тпратрон 17 гаснет. Обратный переброс триггера демодулятора 8 осуществляется первым отраженным импульсом, зажигающим тиратрон 17. Очевидно, что все импульсы, следующие за отраженным импульсом, никакого воздействия на состояние триггера не окажут, так YBK тиратрон 17 уже зажжен. Поэтому повторные отражения зондирующего импульса не влияют на показания прибора.

Чтобы затухания отраженного импульса не влияли на показания прибора, совместно с триггером демодулятора 8 работает электронное реле 20. Если отраженный импульс пропадает, обратного переброса триггера демоду.лятора 8 не происходит, и тиратрон 18 горит в течение всего периода. Напряжение на сетке 21 лампы 22 уменьшается, и реле 28 отпадает. Реле 28 отключает выход триггера демодулятора 8 от интегрирующей цепи 9 п закорачивает вход усилителя 18 низкой частоты. Стрелка 15 вторичного прибора остается на месте. Такое состояние в принципе мо>кет сохраняться как угодно долго, однако практически время затухания отраженного импульса весьма непродол>кительно (максимум 3 — 5 сек), после чего отраженный импульс появляется снова. Включение интегрирующей цепи 9 и раскорачпванпе входа усилителя 18 осуществляется с некоторой выдержкой времени, необходимой для завершения переходного процесса в цепи 9.

Для наде>кной работы прибора достаточно, чтобы приемником воспринималось не менее

30 — 40>/О всех зондирующих импульсов.

Применение описанной схемы позволяет прп том же запасе надежности существенно снизить мощность зондирующего импульса и коэффициент усиления усилителя высокой частоты.

В приборе применена спеппальная схема защиты, исключающая влияние на показания прибора случайных помех, создаваемых различными шумами внутри емкости. Схема представляет собой два последовательно соединенных одновпбратора 24 и 25. Одновибратор 25 коммутирует цепь, состоящую из кон30

60 денсатора 2б и диода 27, связывающую выход усилителя 7 с триггером демодулятора 8.

Одновибратор 24 запускается от триггера демодулятора 8 через повторитель 28 импульсом, совпадающим по времени с отраженным.

Одновпбратор 24 отсчитывает выдержку времени, равную 15 мсек, и выдает положительный импульс, запускающий второй одновпбратор 25. По окончании выдержки времени, oTcчптанной вторым одновибратором, тиратрон 29 зажигается и подключает вход демодулятора 8 к усилителю-ограничителю 7. Так как сумма периодов обоих одновибраторов выбрана несколько меньшей периода повторения зондирующих импульсов, демодулятор подключается непосредственно перед приходом следующего отраженного импульса. Зона упреждения (время между моментом включения демодулятора и моментом прихода отраженного импульса) может устанавливаться в зависимости от конкретных условий измерения прп помощи сопротивления 80 и при изменении измеряемого уровня не меняется.

Основная погрешность прибора по результатам контрольных замеров не превышает L3 /О

Прибор питается от сети 220 в 50 ги, потребляя мощность не более 130 в.

Предмет изобретения

1. Ультразвуковой прибор для измерения уровня сыпучих материалов в емкостях, состоящий из импульсного генератора, возбуждающего колебания в излучающем преобразователе, с частотой повторения б,25 импульсов в секунду, синхронизированной с частотой напряжения сети посредством триггерного синхроНН33Тор3, усилителя QTpB>KCHEIbix импульсов, принимаемых приемным преобразователем, детектора, видеоусилителя-ограничителя, временного трпггерного демодулятора, выполненного на безнакальных тпратронах, и вторичного регистрирующего блока, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния на показания прибора случайных помех, на выход впдеоусплптеля-ограничителя включен блок защиты, выполненный в виде запускаемого импульсом, совпадающим по времени с отраженным сигналом, сдвоенного одновибратора последовательного действия, подключающего триггер демодулятора к выходу последнего усилительного каскада в момент времени, опережающий появление очередного отраженного импульса на минимальное время, устанавливаемое в зависимости от конкретных условий.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения контролируемой величины, параллельно видеоусилителю-ограничителю включено электронное реле времени, образующее совместно с триггером демодулятора и исполнительнымп устройствами вторичного блока элемент памяти.

174387 г

Редактор Э. Н. Шибаева Тсхрсд Л. Я. Левина Корректор О. Б, Тюрина

:Заказ 370,6 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Когиитсга но дслагн изобретений и открытий ири Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2