Акустикоимпедансный уровнемер. Структура и принцип действия.

Работа акустикоимпедансного уровнемера (АУ) основана на определении демпфирования УВ в металлическом АВ, помещенном в жидкость. Именно волновод является чувствительным элементом АУ, а также позволяет вынести за пределы зоны измерения источник и приемник УВ и другие блоки АУ, подверженные влиянию среды, путем транспортировки УВ по волноводу. На рисунке представлена структурная схема АУ.

После подачи на вход 1 блока управления (15) сигнала "Запуск" на его 1 выходе образуется импульс напряжения длительностью , который запускает генератор 6. На выходе генератора формируется импульс возбуждения , который возбуждает продольную УВ нулевого порядка в волноводе.

Возбужденная волна с момента возбуждения проходит расстояние (мертвая зона) равное пути, которое пройдёт ультразвуковая волна по волноводу с её минимально возможной скоростьюв этом волноводе за время переходного процесса, который начинается в волноводе при возбуждении УВ.

Через промежуток времени (т.е. после прохождения расстояния)

на 2 выходе блока управления (15) возникает импульс напряжениядлительностью(-максимальная и минимальная скорости распространения данного вида УВ в АВ, которые зависят от состояния окружающей среды, например, от температуры), под действием которого срабатывает ключ (8) (который открыт в исходном состоянии). После чего элемент памяти (10) подключается к преобразователю считывания (4) и конденсаторС элемента памяти заряжается до напряжения пропорционального интенсивностипрямой УВ (см. зависимость (5)).

Через время (длительность импульса) ключ (8) возвращается в исходное состояние (размыкается).

Далее через время (время прохождения УВ по АВ в прямом и обратном направлениях)c момента запуска генератора (6) на 3 выходе блока управления (15) появляется импульс напряжения, под действием которого срабатывает ключ (9) открытый в исходном состоянии. Пока ключ (9) открыт конденсаторС элемента памяти (11) заряжается от преобразова-теля считывания (4) до напряжения пропорционального интенсивностиотраженной УВ.

Через время (длительность импульса) ключ (9) возвращается в исходное положение.

Через время на 4 выходе блока управления (15) возникает импульс напряжения,замыкающий ключ (12), после чего конденсатор С элемента памяти (10) подключается к резистору R и начинает разряжаться по закону (-коэффициент усиления усилителя (7)).

Когда напряжение на резисторе R сравняется по уровню в напряжением на выходе элемента памяти (11) срабатывает компаратор (13) и на выходе формирователя временных интервалов (14) формируется импульс длитель-ностью(;) пропорциональной текущему уровню жидкости.

Одновременно с компаратора (13) на 2 вход блока управления (15) поступает импульс, возвращающий схему в исходное состояние.

Через интервал времени ( - промежуток времени, за который происходит разрядка конденсатора элемента памяти (10) при максимальном уровне жидкости в резервуаре, т.е. интервал времени пропорциональный полностью заполненному жидкостью резервуару) цикл работы уровнемера повторяется.