Акустические средства измерения уровня

Для построения акустических уровнемеров используется принцип локации. В соответствии с этим принципом измерение уровня осуществляют по времени прохождения ультразвуковыми колебаниями расстояния от излучателя до границы раздела двух сред и обратно до приемника излучения. Локация границы раздела двух сред осуществляется либо со стороны газа, либо со стороны рабочей среды (жидкости или сыпучего материала). Уровнемеры, в которых локация границы раздела двух сред осуществляется через газ, называют акустическими, а уровнемеры с локацией границы раздела двух сред через слой рабочей среды – ультразвуковыми.

Преимуществом акустических уровнемеров является независимость их показаний от физико-химических свойств и состава рабочей среды.
К недостаткам следует отнести влияние на показания уровнемеров тем-пературы, давления и состава газа [8].

Схема акустического уровнемера жидких сред приведена на рис. 5.6.

Уровнемер состоит из первичного I и промежуточного II преобразователей. Первичный преобразователь представляет собой пьезоэлемент, выполняющий одновременно функции источника и приемника ультразвуковых колебаний. При измерении генератор 9 с определенной частотой вырабатывает электрические импульсы, которые преобразуются пьезоэлементом 1 в ультразвуковые импульсы. Последние распространяются вдоль акустического тракта, отражаются от границы раздела жидкость – газ и воспринимаются тем же пьезоэлементом, преобразующим их в электрические импульсы. После усиления пьезоэлементом 1 импульсы подаются на схему измерения 2 времени отражения сигнала, где они преобразуются в прямоугольные импульсы определенной длительности. В ячейке сравнения 3 осуществляется сравнение импульса, подаваемого со схемы 2, с длительностью импульса, подаваемого с элемента обратной связи 5, который преобразует унифицированный токовый сигнал в прямоугольный импульс определенной длительности. Если длительность импульса схемы измерения 2 отличается от длительности импульса цепи обратной связи, то на выходе ячейки сравнения 3 появляется сигнал разбаланса, который усилительно-преобразующим устройством 4 изменяет выходной унифицированный токовый сигнал до тех пор, пока не будет достигнуто равенство длительностей импульсов. Для уменьшения влияния температуры на сигнал измерительной информации предусмотрен блок температурной компенсации 8. Контроль за работой электрической схемы осуществляется блоком 7. Влияние различного рода помех на работу промежуточного преобразователя исключается с помощью помехозащитного устройства 6.

Диапазоны измерений уровня 0¸1; 0¸2; 0¸3 м. Класс точности 2,5. Температура контролируемой среды 10¸50 °С, давление в технологиче-ском аппарате – до 4 МПа.

Акустические уровнемеры сыпучих сред по принципу действия и устройству аналогичны акустическим уровнемерам жидких сред.

Библиографический список

1. Панев, Б.И. Электрические измерения: справочник. М.: Агропромиздат, 1987. 224 с.

2. Средства измерений параметров магнитного поля / Ю.В. Афанась-ев [и др.]. М.: Энергия, 1979. 319 с.

3. Фарзане, Н.Г. Технологические измерения и приборы: учебник / Н.Г. Фарзане, Л.В. Илясов, А.Ю. Азим-заде. М.: Альянс, 2016. 456 с.

4. Шишмарев, В.Ю. Технические измерения и приборы: учебник для вузов. М.: Академия, 2010. 384 с.