Радиолокационный уровнемер



Радиолокационный уровнемер
Радиолокационный уровнемер

 


Владельцы патента RU 2460048:

Закрытое акционерное общество "Лимако" (RU)

Изобретение относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами. Сущность: радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. При этом над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны 2. В дополнительных пунктах формулы указано конкретное выполнение и расположение частей уровнемера. Технический результат: повышение точности измерения уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами.

Известен бесконтактный радарный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания (Руководство по эксплуатации на радиоволновый бесконтактный уровнемер УЛМ-31А2 УЛМ0.01.001РЭ, ЗАО ЛИМАКО, г.Тула).

Датчик данного уровнемера устанавливается на фланце патрубка резервуара. Возникает проблема, которая заключается в том, что наличие патрубка служит источником маскирующего сигнала. Этот сигнал приводит к появлению на выходе датчика паразитных коэффициентов, которые можно принять за полезные и соответствующие эхо-сигналам небольшой дальности. Паразитные сигналы мешают правильной оценке текущей дальности и приводят к необходимости увеличения «мертвой» зоны работы прибора, что, в свою очередь, сужает область возможного применения уровнемера. Появление паразитных сигналов является следствием влияния близко расположенных металлических конструкций на излучение антенны в ближней зоне.

Перед авторами стояла задача создания радиолокационного уровнемера, лишенного недостатков прототипа.

Задача решена за счет того, что в радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, над излучающей поверхностью микрополосковой антенны датчика уровня, под углом к ней, установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны.

Толщина диэлектрической пластины выбрана равной длине волны в ней.

Угол наклона диэлектрической пластины выбран в пределах от 20° до 30° к излучающей поверхности микрополосковой антенны.

Заявляемый радиолокационный уровнемер обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый радиолокационный уровнемер, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность предлагаемого радиолокационного уровнемера поясняется с помощью чертежей, где:

- на фиг.1 представлена блок-схема;

- на фиг.2 - конструкция части датчика уровня.

Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. Над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 установлена диэлектрическая пластина 6, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны 2.

Опытным путем установлено, что оптимальный угол α, под которым расположена диэлектрическая пластина 6, равен 20°÷30°.

Материалом диэлектрической пластины может служить, например, фторопласт. Толщина В пластины для этого материала, равная длине волны, составляет 8,73 мм.

Радиолокационный уровнемер работает следующим образом.

Датчик 1 уровня излучает сигнал в направлении поверхности, расстояние (дальность) до которой необходимо измерить. Отраженный сигнал возвращается обратно в датчик 1 уровня. Частота излучаемого сигнала изменяется во времени по пилообразному закону. В результате взаимодействия прямого и отраженного сигналов внутри датчика 1 уровня образуется целый ряд спектральных составляющих, которые несут информацию о дальности. Информация с датчика 1 уровня передается на преобразователь 3 интерфейса, соединенного с устройством управления 4. Питание блоков уровнемера осуществляется от источника 5 питания.

Проведенные эксперименты показали, что применение диэлектрической пластины 6 позволяет снизить уровень бокового излучения микрополосковой антенны 2, что приводит к повышению достоверности измеряемой дальности.

На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация радиолокационного уровнемера заявляемой конструкции, изготовлен его опытный образец, испытания которого подтвердили работоспособность и преимущества по сравнению с известными, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

1. Радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, отличающийся тем, что над излучающей поверхностью микрополосковой антенны датчика уровня, под углом к ней, установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны.

2. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что толщина диэлектрической пластины выбрана равной длине волны в ней.

3. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что угол наклона диэлектрической пластины выбран в пределах от 20° до 30° к излучающей поверхности микрополосковой антенны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться для измерения уровня жидких или сыпучих материалов, а также для измерения расстояния. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля расположения места водонефтяного контакта (22) (OWC) между непрерывным нефтяным раствором (2о), находящимся выше непрерывного водного раствора (2w) внутри обсадной трубы (7).

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня различных веществ. .

Изобретение относится к радиолокационной технологии и может быть использовано для радиолокационного измерения уровня жидкости. .

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения и/или контроля уровня среды в резервуаре. .

Изобретение относится к устройству измерения степени заполнения емкости средой с волноводом для передачи электромагнитной волны. .

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидких и сыпучих веществ. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях.

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для измерения уровня сыпучих веществ в резервуарах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. Способ заключается в том, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал биений на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, производят прямое непрерывное вейвлет-преобразование сигнала биений за время периода модуляции, в полученном вейвлет-спектре сигнала биений находят точки локальных экстремумов, экстраполируют их прямой линией, находят точку пересечения этой линии с осью ординат масштабных коэффициентов - a, по полученному коэффициенту с помощью функции преобразования, построенной для используемого вейвлета, определяют разностную частоту, по которой судят об уровне жидкости в емкости. Технический результат - повышение точности измерения уровня жидкости в емкостях. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объемов металлических полостей произвольной формы, а также для измерения количества (объема, массы) содержащихся в таких полостях веществ, занимающих произвольное положение в объеме емкости, в том числе и имеющих многосвязную конфигурацию. Область применения данного устройства включает проведение измерений количества вещества в емкости в условиях невесомости и на транспортных средствах, когда нет горизонтальной границы раздела сред, т.е. когда задачу измерения количества невозможно свести к задаче измерения уровня вещества в емкости. Предлагаемое устройство для измерения количества вещества в металлической емкости содержит датчик в виде полости емкости, служащей объемным резонатором, к которому подсоединены генератор электромагнитных колебаний, модулированных по частоте в диапазоне [f1, f2], и последовательно соединенные детектор и регистратор числа типов колебаний, возбуждаемых в емкости. Устройство содержит дополнительно не менее одного подключенного к емкости генератора электромагнитных колебаний, модулированных по частоте, причем диапазон изменения частоты каждого из этих генераторов составляет часть поделенного на поддиапазоны [f1, f1], [f1, f2], …, [fk-1, fk], [fk, f2] диапазона [f1, f2], отличную от диапазонов изменения частоты других генераторов. Каждый из генераторов может быть подсоединен к емкости с помощью соответствующей линии связи. Устройство может содержать сумматор мощности, ко входам которого подсоединены все генераторы, а выход которого подсоединен к емкости с помощью одной линии связи. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Радиоволновое фазовое устройство для определения уровня жидкости содержит генератор СВЧ фиксированной частоты, подсоединенный через первый делитель мощности, основной вывод направленного ответвителя и циркулятор к приемо-передающей антенне для излучения электромагнитных волн в сторону поверхности жидкости по нормали к ней и приема отраженных электромагнитных волн. Устройство также содержит первый смеситель излучаемых и принимаемых электромагнитных волн, к первому и второму входам которого подсоединены соответственно вспомогательный вывод направленного ответвителя и вывод циркулятора через второй делитель мощности, второй смеситель, первый делитель частоты на N и второй делитель частоты на N. При этом первый и второй входы второго смесителя соединены соответственно через первый и второй делители частоты на N со вторыми выходами первого и второго делителя мощности, а выход второго смесителя соединен с вычислительным блоком. Технический результат - повышение точности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ измерения уровня жидкости в емкости, при котором размещают в емкости с диэлектрической жидкостью вертикально волноводный резонатор, уровень x жидкости в котором равен ее уровню в емкости, возбуждают в нем электромагнитные колебания и измеряют их резонансную частоту. На резонансной частоте fn(x) возбуждают во всем объеме резонатора электромагнитные колебания типа, для которого fn(x) выше критической частоты fnкр для волны данного возбуждаемого типа в волноводе, при значении x, меньшем некоторого значения x1, при котором fn(x1) выше fnкр, и измеряют fn(x), а при значении x, большем x1, при котором fn(x1) ниже fnкр, возбуждают во всем объеме резонатора на резонансной частоте fk(x) электромагнитные колебания типа, для которого fk(x) выше критической частоты fkкр для волны данного возбуждаемого типа в волноводе, с изменением значения fn(x1) до значения fk(x1) при х=х1, и измеряют fk(x). Конструктивные параметры резонатора могут быть выбраны исходя из условия fn(x1)=fk(x1). 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх