Датчик уровня жидкости
Сущность изобретения: датчик содержит излучатель и приемник акустических колебаний . Излучатель выполнен в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметичного корпуса, и поплавка на рычаге , установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной . Стержень расположен внутри корпуса. Приемник выполнен в виде пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно стержню вне внутреннего объема корпуса. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (и)5 G 01 F 23/28, 23/62
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4891444/10 (22) 17,12.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (72) Ю.И. Шаболаев, В.Г. Орлов и Г.Г. Басов (56) Авторское свидетельство СССР
N 537253, кл. G 01 F 23/28, 1973. (54) ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Сущность изобретения: датчик содержит излучатель и приемник акустических коИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения уровня жидкости в герметических емкостях под высоким давлением..
Известно устройство для определения уровня жидкости, включающее два ультрозвуковых приемопередатчика, размещенных внутри емкости выше и ниже контролируемого уровня жидкости. Приемопередатчики излучают и принимают акустические колебания, параметры которых изменяются при переходе уровня жидкости через контролируемую отметку и фиксируются регистрирующим прибором, находящимся вне емкости.
Для работы такого устройства необходимо подводить энергию к приемопередатчикам и выводить информацию за пределы емкости,.а для этого требуется высверливать отверстия в корпусе емкости, чт© влечет за собой снижение прочности корпуса в местах сверления. Для компенсации потери прочности необходимо принимать специальные меры, Кроме того, приемопередатчики постоянно. Потребляют электроэнергию. Все это затрудняет эксплуатацию устройства.,, Ы„„1753287 А1
2 лебаний. Излучатель выполнен в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметичного корпуса, и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной. Стержень расположен внутри корпуса.
Приемник выполнен в виде пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно стержню вне внутреннего обьема корпуса. 1 ил.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является ультрозвуковой измеритель уровня жидкости, содержащий излучатель и приемник акустических колебаний, расположенный на одной вертикали по разные стороны от поверхности жидкости, усилитель и индикатор, причем ось излучателя:образует тупой угол с направлением на приемник, а стенка между излучателем и приемником в горизонтальном сечении имеет плосковыпуклую или двояковыпуклую форму, Для работы такого устройства необходима специальная форма стенки резервуара, что усложняет технологию изготовления резервуаров. Затухание акустических колебаний в материале стенки ограничивает.расстояние между источником и приемником акустических колебаний; что осложняет измерение уровня в высоких емкостях, кроме того требуется точная установка источника и приемника колебаний, .а для их работы необходимо постоянно расходовать электроэнергию. Все перечисленные недостатки затрудняют эксплуатацию устройства.
Цель изобретения — упрощение эксплуатации.
1753287
С этой целью предлагается в датчике . уровня жидкости, включающем излучатель и приемник акустических колебаний, выполнить излучатель в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметического корпуса и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной, при этом стержень расположить внутри корпуса емкости, а приемник акустических колебаний выполнить в виде пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно стержню вне внутреннего объема корпуса емкости.
На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.
Датчик уровня жидкости содержит излучатель акустических колебаний, крепящийся к внутренней стенке емкости 1, выполненный в виде хлопающей мембраны
2,. с цилиндрическим негерметичным корпусом 3 и закрепленным в центре мембраны стержнем 4, поплавка 5 на рычаге 6, закрепленного с помощью кронштейна 7 на стенке корпуса мембраны с воэможностью взаимодействия с мембраной, приемник акустических колебаний в виде пьезоэлектрического датчика 8, расположенный соосно стержню вне внутреннего объема корпуса емкости.
Устройство работает следующим образом.
При подъеме уровня жидкости поплавок
5 поднимается и свободным концом рычага
6 давит на мембрану 2,,при достижении жидкостью критического уровня давление на мембрану 2 достигает критической величины и. мембрана 2 прощелкивается в неустойчивое состояние, ударяется стержнем
4 по корпусу емкости 1. Возникающие при этом колебания в стенке емкости 1 фиксируются пьезоэлектрическим датчиком 8, При понижении уровня жидкости ниже критического мембрана 2 возвращается в устойчивое состояние, Предлагаемый датчик уровня жидкости отличается от прототипа тем; что использо5 вание его для контроля уровня жидкости в герметических резервуарах под высоким давлением позволяет упростить эксплуатацию за счет снятия ограничений на форму стенки резервуара, возможности измерять
10 уровень жидкости в высоких емкостях за счет того, что расстояние между источником и приемником акустических колебаний равно лишь толщине стенки емкости. Предлагаемое устройство не расходует
15 электроэнергию на возбуждение акустических колебаний, а использование стенок резервуара для передачи информации об уровне жидкости внутри резервуара позволяет снизить расход материала на изготов20 ление корпусов резервуаров из-за того, что нет необходимости для обеспечения заданной прочности увеличивать толщину их корпуса в местах, где делаются отверстия для вывода информации об уровне жидкости.
25 Предлагаемое устройство проще налаживать при установке, Формула изобретения
Датчик уровня жидкости, включающий излучатель, приемник акустических колеба30 ний. отличающийся тем, что, с целью упрощения эксплуатации, излучатель выполнен в виде хлопающей мембраны со стержнем в центре, закрепленной на торце цилиндрического негерметичного корпуса, 35 и поплавка на рычаге, установленного на стенке корпуса с возможностью взаимодействия с мембраной, при атом стержень расположен внутри корпуса, а приемник акустических колебаний выполнен в виде
40 пьезоэлектрического датчика, расположенного соосно со стержнем вне внутреннего объема корпуса.
1753287
Составитель Ю.Шаболаев
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т. Вашкович
Редактор О, Головач
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2759 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5