170307. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés folyadékoszlop magasságának meghatározására

170307 3 4 mas, találmány tárgyát képező impulzusgenerátorral, ennek egyik kimenetére csatlakozó impulzus adófejjel, impulzus vevőfejjel, ehhez csatlakozó erősítőfokozattal, valamint számláló-kijelzőegységgel kialakított kapcsolási elrendezés lényege, hogy a számláló-kijelzőegység indítóbemenete az impulzusgenerátor másik kimenetére, leállítóbemenete az i erősítőfokozat kimenetére és meghajtóbemenete pedig közvetlenül vagy sokszorozóegység közbeiktatásával rezgéskeltő egység kimenetére kapcsolt, mimellett a rezgéskeltő egység visszacsatoló körébe a folyadékoszlopban elrendezett frekvenciameghatározó elem van iktatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyös kiviteli alakjánál a folyadékoszlopban elrendezett frekvenciameghatározó elem akusztikus csatolású magnetosztrikciós tekercspár. A frekvenciameghatározó elem előnyösen a rezgéskeltő egység pozitív visszacsatoló körébe van iktatva. További előnyös kiviteli alak szerint szinkronizálóegység egyik kimenete az impulzusgenerátor bemenetére, második kimenete az erősítőfokozat másik bemenetére, a harmadik kimenete pedig a számlálókijelzőegység negyedik bemenetére kötött. A találmányt részletesen a rajzra való hivatkozással ismertetjük, amely egy lehetséges előnyös kiviteli alakot ábrázol, ahol az 1. ábra az impulzus adófejet, impulzus vevőfejet, és a frekvenciameghatározó elemet megvalósító akusztikus csatolású magnetosztrikciós tekercspárt oldalnézetben, a 2. ábra az impulzus adó-, vevőfejet, valamint frekvenciameghatározó elemet szembeni nézetben, és a 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés vázlatát szemlélteti. Az 1. és 2. ábra a frekvenciameghatározó elemet képező egymással akusztikus csatolásban levő magnetosztrikciós 1 és 2 tekercset, valamint a 7 impulzusadót és 10 impulzusvevőt ábrázolja. A magnetosztrikciós 1 és 2 tekercsek által képzett tekercspár között távolságot képező 4 rés van. A tekercspár a 3. ábra szerinti rezgéskeltő egyseget képező 3 oszcillátoregység pozitív visszacsatoló körébe van iktatva. A 3 oszcillátoregységben eltekintve a felülvágó szűrőtől, amelynek célja a magasabb harmonikusuk és a magnetosztrikciós tekercsek önrezgésszámán való gerjedés megakadályozása, más frekvencia meghatározó elem nincsen, ezért a rezgés csak azon a frekvencián fog kialakulni, amelyen az alábbi képlet érvényes: f=v/l ahol az f a 3 oszcillátoregység rezgésszáma és egyben a folyadékkal kitöltött 4 résben kialakuló ultrahang frekvenciája Hz-ben, az 1 a 4 rés mérete cm-ben, a v a folyadék paraméterei által meghatározott hangvezető képesség cm/sec-ban. A 3. ábra szerinti kapcsolási elrendezésben a 3 oszcillátoregység kimenete leválasztó és frekvenciasokszorozó 5 sokszorozóegység bemenetére csatlakozik, mely már olyan számpergető frekvenciát ad a hozzákapcsolt 6 számláló-kijelzőegység 14 meghajtó bemenetére, hogy a mérőkészülék felbontóképessege S tizedmilliméter nagyságrendű is lehet. Az 1 és 2 magnetosztrikciós tekercspár között a 4 rés távolsága előnyösen 2 cm nagyságú, mert a mérőberendezésnek a hangimpulzus oda-vissza útját csak egyszeres útként kell regisztrálnia. Az 1 magnetosztrikciós tekercs és a 10 7 impulzusadófej, mely előnyösen szintén magnetosztrikciós tekercs kialakítású, valamint a 2 magnetosztrikciós fej- és a 10 impulzusvevőfej, mely előnyösen szintén magnetosztrikciós tekercs kialakítású, a 2. ábrán láthatóan egy közös szerkezetbe van 15 beépítve és az 1—2 tekercspár egymással szembe, míg a 7—10 adóvevő fej pár egymással párhuzamosan van elrendezve. A szerkezetet a folyadékoszlop aljában helyezzük el. A folyadékszint mérőkészülék működtetésénél a 8 20 impulzusgenerátor egyrészt a magnetosztrikciós 7 adófeje révén megfelelő ultrahangimpulzust bocsát ki, másrészt indítóimpulzust ad a 6 számláló-kijelzőegység 9 bemenetére. Az adóimpulzuson belüli ultrahang-frekvencia úgy van megválasztva, hogy hullám-25 hossza a tartály falvastagságának kétszerese legyen, mert így a tartályfalakról zavaró visszaverődés nem képződik. A kibocsátott ultrahangimpulzus a folyadék felszínéről visszaverődve a 10 vevőfejbe jut, amely kimeneti jele all erősítőfokozatban erősítve a 30 digitális dekád számláló rendszerű 6 számláló-kijelzőegységet a 12 leállító bemenetén keresztül vezérelve leállítja. Példaképpeni kiviteli alakunknál a 8 impulzusgenerátort, a 11 erősítőt 13 szinkronizálóegység vezérli, és ez szolgáltatja egyúttal a 6 számláló-kijelző-35 egység törlőjelét is. A mindenkori folyadékoszlop-magasságot a dekádszámlálón a számok pergetési sebessége és a mért folyadék pillanatnyi hangvezető képessége közötti szoros kapcsolat adja meg. Ezt biztosítja a rezgéskeltő 40 egységet képező 3 oszcillátoregység és ezen belül a pozitív visszacsatolásba iktatott magnetosztrikciós 1 és 2 tekercspár. Az előállított frekvencia olyan, hogy a rezgési idő megegyezik a hangnak a mérendő folyadékban egységnyi út megtételéhez szükséges 45 idővel. Az út hosszát a fejek közti 4 rés határozza meg. Ezt a'frekvenciát a 6 számláló-kijelzőegységbe vezetve és azt e frekvenciával pergetve adja meg mindenkor kalibrálás nélkül a folyadékoszlop magasságát a kívánt mértékben. A kijelzett számokat az 50 impulzus 7 adófej, valamint 10 vevőfej és a 6 számláló-kijelzőegység közé kapcsolt 13 szinkronizálóegység törli. A kapcsolás szerint megvalósított készülék a szokványos tranzisztoros, illetve integrált áramkörös kivi-55 télben nagy stabilitásra építhető. Bár elektronikai rendszere számos alkatrészből áll, az előnye viszont, hogy egy elektronikai rendszerére tetszés szerinti számú és más-más helyen elrendezett kombinált adó-vevő fejpárokat lehet egymás után kapcsolni és 60 így egy egész tartálypark szintjét ellenőrizni. Igen nagy előnye, hogy meghibásodási valószínűsége az ismert szintmérőkhöz viszonyítva elhanyagolható, helyigénye minimális, továbbá a folyadékoszlop magasságának pillanatnyi értéke mindig közvetlenül 65 leolvasható. 2