Ультразвуковой сигнализатор уровня

ОЙИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

37I453

Союз Йоеетскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № 250481

Заявлено 25.1.1971 (№ 1615039/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.111973. Бюллетень № 1.2

Дата опубликования описания 10Х.1973

М. Кл. G 01f 23/28 комитет IIO аелевт иаобретриий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.128.82(088.8) Авторы изобретения

Л, Н. Аксенов, В. Г. Вигдорчик и А. А. Поскачей

Заявитель

УЛЪТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ

В известном ультразвуковом сигнализаторе уровня по авт, св. № 250481 при обрыве соединительного кабеля, выходе из строя керамики и ряде других неисправностей на выходе сигнализатора формируется сигнал, аналогичный сигналу при прохождении зеркалом жидкости заданного уровня, что не дает уверенности в исправности сигнализатора.

Цель изобретения — обеспечение возможности проверки исправности сигнализатора.

Цель достигается тем, что предлагаемый сигнализатор уровня снабжен добавочным трансформатором, имеющим амплитудный детектор на выходе, две встречно соединенные обмотки, подключенные к коллектору триода, а через диоды, ограничители и фазосдвигающие цепочки — к обмоткам питающего трансформатора, и сигнальную обмотку, включенную последовательно с сигнальной обмоткой основного трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема одноканального сигнализатора, на фиг. 2 — вариант схемы с вспомогательными устройствами.

3а счет различных уровней, ограничения (фиг. 1) стабилитронов 1 и 2 (так же, как 3 и

4) напряжение на триод 5 подается только в течение части периода питающего трансформатора б, поэтому на выходе а — б формируются импульсы со скважностью 8 — 5. Длительность импульсов на триоде 5 определяется выражением

1 о

arcctg

2 f„ /т

5 где U„„„— амплитудное значение напряжения на обмотке трансформатора б;

U< — порог отпирания стабилизатора 2 (4);

f — частота питающего напряжения.

Стабилизатор 2 стабилизирует импульсы по амплитуде. Выбирая значение ", получают

15 о заданную длительность импульсов; таким образом, сигнализатор возбуждается только в течение части периода питающего напряжения на частоте f, колебаний керамики по толщине.

2о При этом колебания от излучателя к приемпику проходят через жидкость. При отсутствии жидкости амплитуда колебаний, поступающих на приемник, уменьшается в 50—

100 раз, и генерация на частоте f срывается.

25 В промежутке, когда напряжение на стабилизаторах 1 и 8 отсутствует, на триод 5 подается импульсное напряжение через добавочный трансформатор 7 с обмотками ы,, w и сигнальной обмоткой тс2, диоды 8 и 9 со стаби30 литронов 10 и 11. Необходимый сдвиг по вре3 мени импульсов, формируемых на этих стабилитронах, по сравнению с импульсами, формируемыми на стабилитронах 1 и 8, обеспечивается фазосдвигающими цепочками 12 и 18, К выходу добавочного трансформатора подключен амплитудный детектор 14.

Для правильной работы сигнализатора не1 обходимо обеспечить условие т(0,25 и и фазовый сдвиг, равный 90, на цепочках 12 и 18.

Трансформатор б настроен на частоту 4 I(o лебаний керамики по диаметру.

При подаче питания на триод 5 со стабилитронов 1 и 8 сигнализатор возбуждается на частоте f . Эти колебания передаются к керамике приемника через корпус. Коэффициент передачи колебаний по корпусу не зависит от среды, в которой находится чувствительный элемент, и импульсы на выходе в — г являются сигналом об исправности чувствительного элемента, кабеля и усилительного блока, Частоты f, и /д колебаний по толщине и диаметру связаны с размерами керамики соотношением д — — — 1

fï где d — диаметр керамики, мм, 1 — толщина керамики, мм.

При необходимости установления в сигнализаторе нескольких каскадов усиления переключение обмоток трансформаторов осуществляется только в одном каскаде.

Если параметры жидкости меняются таким образом, что нет необходимости переключать обмотки в основном 1б и питающем б трансформаторах, то напряжение на триод подает371453 ся через входные обмотки w< и w < диоды 1б и 17 с двух обмоток трансформатора б, и", и

te>, напряжения на которых имеют относительный сдвиг фаз на 180, 5 В варианте схемы с вспомогательными устройствами 1 и П (фиг. 2) сигнализатор имеет один выход д — е, который несет информацию как о прохождении зеркалом жидкости заданного уровня, так и об исправности сигнализа10 тора.

Если сигнализатор исправлен и чувствительный элемент 18 находится в жидкости, то на выходе д — е формируются импульсы с частотой (С=2/и

15 При выходе. чувствительного элемента из жидкости частота уменьшается, fc=frx.

Момент изменения частоты следования им20 пульсов на выходе сигнализатора является моментом прохождения зеркалом жидкости заданного уровня.

Наличие импульсов с частотой fc=f> и

fr=2/„является критерием исправности сиг25 нал изатора.

Предмет изобретения

Ультразвуковой сигнализатор уровня по

30 авт. св, № 250481, отличающийся тем, что, с целью обеспечения проверки исправности, он снабжен добавочным трансформатором, имеющим амплитудный детектор на выходе, две встречно соединенные обмотки, подключенные

35 к коллектору триода, а через диоды, ограничители и фазосдвигающие цепочки — к обмоткам питающего трансформатора, и сигнальную обмотку, включенную последовательно с сигнальной обмоткой основного трансформа40 тора,