Устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»j769346

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 26.06.75 (21) 2148367i18-10 с присоединением заявки че (23) Приоритет (51) i!. K..

С 01F 23!!28

Государственный комитет

Опубликовано 07.10.80. Бюллетень N 37

Дата опубликования описания 07.10.80 (53) УДК 681.128.9 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Н. И. Бражников

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт «Цветметавтоматика» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ

СРЕД В РЕЗЕРВУАРАХ

А . 2сз tg» С вЂ” С!

R с +LС2 с с

Изобретение относится к средствам автоматизации горнообогатитсльных производств.

Известно устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах, в которых 5 используются прямые акустичсскис преобразователи, установленные соосно друг другу ио разным сторонам резервуара,(2). Такис устройства имеют разную зависимость контроля уровня от затухания колебаний в !!1 жидкой среде. При контроле флотореагситов, в которых имеется значительное количество растворенного и нерастворснногo воздуха, возникают неконтролируемые изменения затухания, что приводит к понижению точности и надежности контроля.

Наиболсс близким техническим рсшснием является устройство, содержащее установленные на стенке резервуара два наклонных пьсзопреобразователя волн ЛЭМба 20 с звуководами, к одному из которых подключен генератор, соединяемый с усилителем мощности, а к другому — усилитель и измерительный блок (2). Благодаря»спользованию нормальной волны, распрост- 25 раняющсйся в зоис контроля по стенкам резервуара, оосспечивается исключение влияния флотореагентов на чувствитсльнь!с элементы прсобразоватслси и, как следствие, повышается надежность контроля 3I) l poBkI51 жидкости. Однаl о эта надежность существенно ухудшается в случае флоторсагснтов, воздействующих на матсриал рсЗСРВ i 3|!3 С . ÌCÍÜØCIIIICÌ ТО:1Щ!1НЫ CTCH! 1!.

В рсзультатс уменьшается интснсивность возбуждаемои в стенке волны, что приводит к дополнительным погрсшностям. При значительном изменении толщины может иметь место выход устройства из строя.

Целью изооретения является повышение точности и надежности.

Это достигается тем, что звуководы выполнены на двух соирягаемых по цилиндрической поверхности частей, симметричных относительно оси пьсзопрсобразователя, из материалов, различных по скорости ультразвука.

Кроме того, радиус Я цилиндричсскoii поверхности сопряжения частей призмы и длина А пьезопреобразователя установлены в следующем соотношении. где С1, С, — предсльныс значения скорости распространения волн Лэмба в стенке резервуара для предельно допустимого заданного диапазона изменения толщины

769346

А 2Сз tg Cz — С

R С,, — С2 Cp — Сз

А ) 2 tgu С вЂ” Ci

Л С1+С С,— Сз стенки на частоте пьезопреобразователя;

Со, Сз — скорости распространения акустических колебаний, соответственно, в преломляющсй и контактирующей с пьезопрсобразователем частях призмы;

2СО

o = are sin

С, + С, — угол наклона пьезопреобразователя.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит устанавливаемые на стенке резервуара 1 с контролируемой жидкостью 2 два наклонных акустических преобразователя 3 и 4, состоящие каждый из корпуса 5, размещенной в нем преломляющей призмы б и установленного на торцах призм пьезопреобразователя 7, задающий генератор 8, соединенный с нпм усилитель мощности 9, подключенный к одному из пьсзопреобразогатслей 7, а с другим пьезопреобразователем соединен усилитель 10 lI подключенный к сго выходу пзмсрительнорегистрирующий блок 11. В устройстве каждая из призм б выполнена составной из двух частей 12 и 13, изготовленных пз матсриа IOB, различающихся по скорости р lcпространсния акустических колебаний, и сопрягаемых с обеспечением акустического контакта между собой по цилиндрической поверхности 14, симметричной относительно оси пьезопреобразователя, образующие которой параллельны преломляющсй поверхности 15 призмы.

Пьезопреобразоватсль 7, соединенный с усилителем мощности 9, возбуждается электрическим напряжением, вырабатываемым генератором 8, и излучает акусзичсскис колебания частоты f в часть 13 призмы, которые распространяются в ней со скоростью

Сз. На цилиндрической поверхности 14 раздела частей призмы колебания преломляются и, распространяясь в виде расходящихся лучей во второй части 12 призмы, вводятся в стенку резервуара под различными углами.

Диапазон этих углов установлен таким, чтобы при любом заданном изменении толщины стенки «b» соблюдались условия возбуждения выбранной моды нормальной акустической волны, распространяющейся по стенке. При этом, например, если скорость нормальной волны имеет пропорциональную зависимость от частотного фактора, то номинальному (начальному) значению толщины b2 соответствуют минимальные углы ввода колебания, а минимальной толщине 01 — максимальные углы.

Акустические колебания после прохождения фиксированного участка по стенке резервуара поступают в преломляющую часть

12 второй призмы под углом, зависящим от толщины стенки, испытывают дополнительа

3I1

G0

65 ную рефракцию на цилиндрической поверхности в этой призме и под прямым углом поступают на поверхность пьезопреобразователя. Последний преобразует их в электрический сигнал, несущий информацию о коптролирусмом уровне, которьш через усилитель 10 подается в блок 11.

Когда устройство выполняет функции сигнализации уровня, преобразователи 3 и

4 устанавливаются на стенке горизонтали, а при непрерывном контроле один из преобразователей устанавливают в верхней части, а другой — в нижней части резервуара. В первом случае блок 11 снабжен реле (на чертеже не показан) сигнализации уровня, а во втором — аналоговым, либо цифровым регистратором амплитуды принятого сигнала.

Для того, чтобы диапазон углов расхождения пзлученных колебаний в части 12 прсломляющей призмы перекрывал диапазон b — b предельно допустимых изменений по толщине стенки рсзсрвуара, радиус

R цилиндрической поверхности 14 сопряжения частей призмы 12 и 13 и длина А пьезопреобразоватсля 7 установлены в следующем соотношении

Фор мул а изобретения

1. Устройство для контроля уровня жидких сред в резервуарах, содержащес установленные на стенке резервуара два наклонных пьезопреобразователя волн Лэмба со звукопроводами, к одному из которых подключен генератор, соединенный с усилителем мощности, а к другому — усилитель и измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, звукопроводы выполнены из двух сопрягаемых по цилиндрической поверхности частей, симметричных относительно оси пьезопреобразователя, из материалов, различных по скорости ультразвука.

2, Устройство по п. 1, отли ча ющеес я тем, что радиус R цилиндричсской поверхности сопряжения частей звукопровода и длина А пьезопреобразователя установлены в следующем соотношении где Сь С вЂ” предельные значения скорости распространения волн Лэмба в стенке резервуара для предельно допустимого диапазона изменения толщин стенки на частоте пьезопреобразователя;

2Со и = are sin

С,- С, — угол наклона пьезопреобразователя;

769346

Составитель Н. Фомичев

Корректор О. Гусева

Техред И. Пенчко

Редактор О. Филиппова

Заказ 2272/18 Изд. № 529 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, ир. Сапунова, 2

С, и С, — скорости распространения акустических колебаний, соответственно, в преломляющей и ко11тактирующей с пьезопреобразователем частях призмы.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертиза

1. «Ультрасоникс», т. 4, 1966, апрель, с. 96.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 343155, кл. G 01F 23/28, 16,04.70.