[实用新型]超声波油水界面检测仪

说明书

本实用新型涉及一种采用超声波测量油水界面的检测仪。

目前用于测量油水界面的检测仪有：1．电容式油水界面检测仪，它主要通过测量设在容器内的电极与水之间形成的电容变化计算出容器内油水界面的位置。但是电极长期浸在油水中，受到油水的侵蚀会逐渐发生变化，影响电容测量的准确度及油液界面的位置。2．一种采用双束超声原理的超声波油水检测仪，它通过设置在储油容器底部两个不同频率的超声换能器向容器内发射超声波，通过测量两个换能器发出的超声波的往返时间和容器内油品中超声波传播的速度，计算出容器中油水的界面，可是这种检测仪无温度补偿，对由于温度变化引起油和水的声速变化无法进行修正，影响了测量的准确度。上述检测仪一般都用于储油容器上，为排放沉积在容器中的水提供信息，由于这些仪器本身的原因，不能用于对油水界面控制要求高的工业生产上。

本实用新型提供了一种在现场可自行分别连续测定油和水的声速，又能连续精确测量油水界面高度、控制油水界面，具有自动温度补偿功能的数字显示的超声波油水界面检测仪。

本实用新型由计算机、单片机(包括发射电路、放大电路、过零电平检测电路、或门、计时门、高频晶振时标、ROM、CPU)及三通式探头组成。三通式探头由上、下二个水平测管和一个垂直测管组成，测管之间互为连通，整个探头作为旁路通过连接管连接在油水容器上，探头内充满被测的油和水溶液。在每个测管的两端边各安装一片压电晶片用于超声波的发射和接收。用超声波分别测量上、下两个水平测管内实时温度下的油和水的声时(声速)及垂直测管内测得的油水混合声时(声速)，通过计算机自动进行温度补偿并计算出油水界面的具体位置，并通过计算机对油水界面位置的变动幅度进行控制，整个测量为在线连续进行，对油水界面测量的精度优于1mm。

本实用新型的特点是：采用由两个水平测管和一个垂直测管构成的三通式超声探头，利用超声技术直接测量水平测管内的油和水的声时(声速)，测量垂直测管内的油水界面的位置，整个测量连续自动进行，并能随时自动修正由于温度变化引起的油水声速变化对界面测量精度的影响，测量结果由计算机以图表和数字形式直观精确地显示并可储存，进一步计算或打印，测量精度高，操作方便。

附图是本实用新型实施例，其中：

图1是本实用新型工作原理图；

图2是图1中探头10的结构示意图；

图3是发射接收电路图。

结合附图对本实用新型作进一步的描述。

图1、单片机主体3，分别与发射电路4₁，4₂，4₃的一端和过零电平检测电路6₁，6₂，6₃的一端连接。发射电路4₁，4₂，4₃的另一端与发射压电晶片15，连接，接收放大器5₁，5₂，5₃的输入端与接收压电晶片15₁连接，输出端与过零电平检测电路6₁，6₂，6₃的一端连接，过零电平检测电路6₁，6₂，6₃的另一端与或门7连接，计时门8一端与晶振时标9连接，另一端与单片机主体3连接，计算机2与单片机主体3和显示屏1连接。

图2、三通式探头10由水平测管18和垂直测管19以螺纹连接构成。压电晶片15、15₁的一面贴在不锈钢板16上，另一面直接与电缆线焊接，电缆线通过盖板13上的出线孔12引出与发射电路4₁、4₂、4₃，接收放大器5₁、5₂、5₃电路连接。不锈钢板16被盖板13压住，并用螺丝14拧紧把盖板13分别密封固定在水平测管18和垂直测管19两端上。在上、下两个水平测管18上还各设有一个孔17用于与油水容器11的上下部相连通，以使垂直测管19内的油水界面高度与容器内的界面高度相同。

图3、单片机主体3传来的触发发射信号启动发射单稳20，产生一个宽度为晶片共振频率的方波驱动发射功放管G1导通，通过电容C1激励发射压电晶片15产生一个声波脉冲，这一声波脉冲在测管内的液体中传播并在对面的接收压电晶片15₁上激发一对应于到达声信号的电信号。接收信号通过电容C2传给接收放大器5进行放大。