Ультразвуковой сигнализатор уровня жидких сред

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

011 5I0647 бо1оа ьоейсиий

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.73 (21) 1931466/10 (51) М. Кл.-" G 01F 23, 28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 26.05.76 (53) УДК 681.128.82 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. И. Бражников и А. П. Гордее (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и констру

«Цветметавтоматика» (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ

ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение может найти применение в технологических процессах гидрометаллургической, химической и нефтяной промышленности для сигнализации уровня жидких сред.

Известны ультразвуковые сигнализаторы уровня жидких сред, содержащие электроакустически последовательно соединенные задающий генератор импульсов и усилитель мощности, излучатель и приемник ультразвуковой волны Лэмба, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга Iа внешней боковой поверхности резервуара с констролируемой жидкостью, параллельно ее поверхности на уровне сигнализации, приемный усилитель и релейный каскад.

Недостатком известных сигнализаторов уровня жидких сред является недостаточная надежность работы и низкая разрешающая способность.

Для повышения надежности и увеличения разрешающей способности сигнализатора оп дополнительно снабжен двумя пиковыми детекторами, блоком адаптации и блоком динамической нагрузки, при этом вход блока динамической нагрузки подключен к выходу первого каскада приемного усилителя через первый пиковый детектор и блок адаптации, выход блока динамической нагрузки непосредственно подключен к входу усилителя мощности и через нагрузочный резистор к выходу задающего генератора импульсов, а к выходу усилителя мощности подключен второй пиковый детектор, который свопм выходом через гасящий резистор подключен к эмпттеру транзистора оконечного каскада приемного усилителя.

На чертеже показан описываемый сигнализатор, где 1 — задающий генератор импульсов. 2 — усилитель мощности, 3 — излуча10 тель, 4 — приемник ультразвуковой волны

Лэмба, 5 — внешняя боковая поверхность резервуара, 6 — поверхность жидкости, 7 уровень сигнализации, 8 — приемный усилитель, 9 — релейный каскад, 10 — первый пи15 ковый детектор, 11 — блок адаптации, 12 —— резистор, 13 — стабилитрон, 14 — блок динамической нагрузки, 15 — первый каскад приемного усилителя, 16 — резистор каскада динамической нагрузки, 17 — второй пиковый

20 детектор, 18 — гасящий резистор, 19 — транзистор оконечного каскада приемного усилителя.

Сигнализатор работает следующим образом.

25 Электрические импульсы с задающего генератора импульсов 1 поступают в виде напряжения питания на бло 14 динамической нагрузки и через нагрузочный резистор 16 на вход усилителя могцности 2. С выхода усп30 лителя 2 импульсы поступают на вход пико510647

15 0

Зо

- (э

55 вого детектора 17 и па вход излучателя 3 ультразвуковой волны Лэмба, который установлен совместно с приемником 4 на внешней боковой поверхности резервуара 5, параллельно поверхности жидкости 6 на уровне сигнализации 7.

Улыразвуковые колебания от излучателя 3 распространяются по внешней боковой поверхности резервуара 6 и пршшмаются приемником -1. Приемник -1 преобразует улыразвукоBb1c колебания в электрические, которые усиливаются приемным усилителем 8.

1сли поверхность жидкости 6 ниже уровня сигнализации 7, то амплитуда электрического сигнала на приемнике 4 наибольшая. Этот сигнал поступает на вход первого каскада приемного усилителя 15, с выхода которого он поступает на вход пикового детектора 10 и па вход транзистора 19 оконечного каскада приемного усилителя, где происходит сравнение амплитуды входных электрических колебаний с напряжением запирания эмиттера оконечного каскада. Последнее поступает через резистор 18 с выхода пикового детектора

17. Напряжение с выхода пикового детектора

10 поступает па блок адаптации 11, зона нечувствительности которого определяется резистором 12 и стабилитроном 13. Напряжение, превышающее эту зону, поступает на вход блока динамической нагрузки 14, уменьшая его сопротивление. Вместе с этим вход уси;ппеля мощности 2 шунтируется и амплитуда импульса возбуждения уменьшается. С выхода усилителя мощности 2 импульс поступает на вход пикового детектора 17 и на излучатель 3, уменьшая амплитуду электрических колебаний на входе приемного усилителя и напряжение запирапия»а эмиттере транзистора оконечного каскада приемного усилител", 19 до величины, определяемой начальными условиями, порога срабатывания релейного каскада 9.

Б устройстве ослабление электрических колебаний при подсыхании коптакпой жидкост((, принятых приемным усилителем 8, восс(анавливается цепью обратной связи, где

i меньшение напряжения пикового детектора

10 приводит к уменьшению шунтирования входа усилителя 2 и увеличению амплитуды импульса возбуждеш(я. Это, в свою очередь, выз(явает увеличение амплитуды принятых электзпческих колебаний на входе усилителя 8.

В этом случае амплитуда импульса возбуждения постоянна. Связь же усилителя мощности 2 через дополнительный пиковый детектор

17 с эмиттером транзистора оконечного каскада 19 устанавливает напряжение подпорки на эмиттсрс транзистора оконечного каскада

19 и соответствии с изменением амплитуды импульсов возбуждения усилителя мощности

2, повышая разрешающую способность устройства.

Прп достижс поверхности жидкости 6 уровня сигнализации 7 амплитуда принятых э(1ек(р((ческих колебаний резко уменьшается

1(з-з(l демг(фе!руlоlцего влияния жидкости. С выхода первого каскада приемного усилителя

15 уменьшенная амплитуда электрпчес«их колебаний одновременно поступает па вход детск(ора 10 и на вход транзистора 19.

Наиряжеппе выхода пикового детектора 10 пе превышает зону нечувствительности блока адаптации 11, и его выходное напряжение становится равным пу.((o.

Сопротивление блока 14 с(аповится максимальным и пе шупп(рует вход усил((теля мощности 2. При этом максимальная амплитуда импульса возбуждения с выхода усилителя 2 поступает на пиковый детектор 17 и далее на

=-миттер транзистора 19, запирая его. B этом случае амплитуда сигнала на выходе оконечного каскада приемного усилителя 8 ниже порога срабатывания релейного каскада 9.

Формула изобретения

Ультразвуковой сигнализатор уровня жидких сред, содержащий электроакустически последовательно соединенные задающий генератор импульсов и усилитель мощности, излучатель и приемник ультразвуковой волны Лэмба, установленные па фиксированном расстоянии друг от друга на внешней боковой поверхности резервуара с контролируемой жидкостью,параллельно ее поверхности на уровне сигнализации, приемный усилитель и релейный каскад. о тл и I а ю щи и с я тем, что, с це (ь(о повышения надежности и увеличения разрешающей способности сигнализатора, он дополнительно снабжен двумя пиковыми детекторами, блоком адаптации и олоком динамической нагрузки, npll э (ом вход блока динам;(ческой нагрузки подключе к выходу первого каскада приемного усилителя через первый пиковый детектор и блок адаптации, выход блока;п(пампческой нагрузки непосредственно подкл(очсп к входу усилителя мо цности и через пагрузочпый резистор к выходу задгпощсго генератора импульсов, а к

ВЫХОДУ Ъ Сипи(ЕЛ(1 МО.ЦПОСТИ Т!ОДКЛ(0 (СН BTOрой пиковый детектор, ко îðûé своим выходом через гас(пций резистор подключен к эмпттсру транзистора оконечного каска:(а

".(риемного усилителя.

510647

Составитель А. Афонин

Корректор Е. Рожкова

Редактор С. Хейфиц

Текред T. Лященко

Заказ 1171i12

Ц11ИИПИ

Типография, ир. Сапунова, 2

Изд. ¹ 1280 Тираж 864 Подписиос

Государственного комитет;. Совета Министра» СССР по делам изобретений и откргятий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4,5