Устройство для измерения уровня жидкости



Устройство для измерения уровня жидкости
Устройство для измерения уровня жидкости
Устройство для измерения уровня жидкости

 


Владельцы патента RU 2498234:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно: к устройствам измерения уровня жидкости методом импульсной звуколокации границы раздела газовой и жидкой фаз в согласованном акустическом волноводе. Устройство для измерения уровня жидкости включает электроакустический преобразователь, с мембраной в корпусе, соединенный с акустическим волноводом, выполненным в виде погруженной в жидкую фазу трубы, электрическую схему для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов, при этом акустический преобразователь снабжен установленным в корпусе между двух демпфирующих втулок резонатором, выполненным в виде трубы того же внутреннего диаметра, что и волновод, мембрана круглая металлическая и жестко закреплена на нижнем конце резонатора с установленным на ней пьезоэлектрическим элементом, поджатым сверху упругой вставкой. В электрическую схему введены детектор экстремумов и компаратор нулевого уровня, а также полосовой фильтр и масштабный усилитель. Технический результат - упрощение конструкции электроакустического преобразователя и снижение погрешности измерения уровня жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам измерения уровня жидкости методом импульсной звуколокации границы раздела газовой и жидкой фаз в согласованном акустическом волноводе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Устройство для измерения уровня жидкости», выбранное в качестве прототипа (патент РФ №2193164). Устройство для измерения уровня жидкости включает электроакустический преобразователь, с мембраной в корпусе, соединенный с акустическим волноводом, выполненным в виде трубы, погруженной в жидкую фазу, электрическую схему для генерации коротких акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов. В данном изобретении решается задача согласования мембранного электроакустического преобразователя с акустическим волноводом путем введения в конструкцию резонатора Гельмгольца.

Недостатком данного технического решения является недостаточность согласования мембранного электроакустического преобразователя с волноводом при работе в воздухе, а также сложность конструкции.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции электроакустического преобразователя и снижение погрешности измерения уровня жидкости.

Устройство для измерения уровня жидкости включает электроакустический преобразователь, с мембраной в корпусе, соединенный с акустическим волноводом, выполненным в виде погруженной в жидкую фазу трубы, электрическую схему для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов, согласно изобретению электроакустический преобразователь снабжен установленным в корпусе между двух демпфирующих втулок резонатором, выполненным в виде трубы того же внутреннего диаметра, что и волновод, мембрана круглая металлическая и жестко закреплена на нижнем конце резонатора с установленным на ней пьезоэлектрическим элементом, поджатым сверху упругой вставкой.

В электрическую схему введены детектор экстремумов и компаратор нулевого уровня.

В электрическую схему введены полосовой фильтр и масштабный усилитель.

Технический результат, достигаемый в данном изобретении, заключается в решении задачи согласования путем оптимизации характеристик электроакустического мембранного преобразователя. При оптимальном согласовании с волноводом мембранный преобразователь обеспечивает формирование коротких акустических импульсов с синусоидальным заполнением, максимальная частота - ƒmax - частотного спектра которых удовлетворяет условию формирования плоской акустической волны. Например, для круглого акустического волновода - трубы с внутренним диаметром d -значение частоты ƒmax не должно превышать величины частоты первого поперечного резонанса - ƒ10:

,

где c - скорость звука в газовой фазе внутри волновода (Скучик Е. Основы акустики. Т. 2.- М., "Мир", 1976. 546 с. §5, выражение 21.65).

В случае плоской акустической волны исключаются биения и снижаются другие искажения формы акустических импульсов при их распространении по волноводу, что приводит к уменьшению погрешности определения временного положения принимаемых эхо-сигналов и, соответственно, к повышению точности измерения уровня жидкости (Биения возникают из-за различной скорости распространения частотных составляющих импульса при неплоском фронте акустической волны).

Для уменьшения «мертвого времени» - времени, в течение которого нельзя с требуемой точностью различить два акустических импульса, необходимо снижать количество синусоидальных колебаний в импульсах. С другой стороны, при этом расширяется спектр импульсов, что, согласно приведенному выше условию, приводит к необходимости снижения частоты синусоидальных колебаний и увеличению «мертвого времени». Компромиссное решение достигается при генерации акустических импульсов путем подачи на мембранный преобразователь трех биполярных электрических колебаний. Вследствие инерционности мембраны акустический импульс более чем вдвое увеличивается по длительности в сравнении с электрическими колебаниями, и при оптимальном согласовании представляет собой синусоидальное колебание с экспоненциальными фронтом и спадом (см. фиг.2).

Для получения требуемой формы акустического импульса необходимо, во-первых, снижать механическую добротность электроакустического мембранного преобразователя, во-вторых, необходимо, чтобы круглая мембрана преобразователя жестко закреплялась по краю резонатора - отрезка трубы того же диаметра, что и волновод. Длина отрезка трубы выбирается такой, чтобы отраженный от конца отрезка импульс подавлял колебания на экспоненциальном спаде генерируемого импульса.

Резонансная частота мембраны задается выбором ее толщины и должна быть ниже частоты первого поперечного резонанса - ƒ10 не менее чем в два раза. Для снижения механической добротности мембраны применена упругая вставка, поджатая втулкой. Усилие поджатия и, соответственно, добротность задаются начальной длиной упругой вставки.

Введенные в электрическую схему детектор экстремумов и компаратор нулевого уровня повышают точность измерения за счет снижения погрешности измерения, которое обусловлено тем, что отсчет временного интервала приема акустического эхо-сигнала осуществляется по точке пересечения нуля между экстремумами.

Наличие полосового фильтра и масштабного усилителя, который управляется сигналом с детектора экстремумов, обеспечивают повышение точности измерения за счет повышения помехозащищенности.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен электроакустический мембранный преобразователь; на фиг.2 - акустический импульс при оптимальном согласовании; на фиг.3 представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения уровня жидкости представляет собой электроакустический мембранный преобразователь 1, акустический волновод 2, технологическую емкость с жидкостью 3 и электрическую схему для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов. Электроакустический мембранный преобразователь 1 содержит корпус 4, с одной стороны соединенный с волноводом 2, а с другой стороны через герметичный ввод 5 с экранированным электрическим кабелем 6, связанным с электрической схемой. Внутри корпуса 4 с помощью двух демпфирующих втулок 7 размещен резонатор 8, выполненный в виде трубы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру волновода 2. На нижнем конце резонатора 8 жестко по диаметру трубы закреплена круглая металлическая мембрана 9. Обкладки пьезоэлектрического элемента 10 соединяются гибкими проводами (не показано) с экранированным кабелем 6. Для снижения механической добротности мембраны применена упругая вставка 11, поджатая втулкой 12. Усилие поджатия и, соответственно, добротность задаются начальной длиной упругой вставки 11.

Электрическая схема для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов представлена блок-схемой: генератор импульсов 12, масштабный нормирующий усилитель 13, полосовой фильтр 14, компаратор нулевого уровня 15, детектор экстремумов акустического сигнала 16, микропроцессор 17.

Резонансная частота мембраны 9 должна быть ниже частоты первого поперечного резонанса - ƒ10 не менее чем в два раза. При заданных величинах диаметра и материала мембраны 9 требуемая резонансная частота достигается подбором толщины материала мембраны 9. Резонансная частота мембраны выбирается не менее чем в два раза ниже частоты первого поперечного резонанса звуковых колебаний в акустическом волноводе, что в свою очередь обеспечивается выбором толщины мембраны. Механическая добротность мембраны выбирается из условия формирования трех синусоидальных колебаний на фронте акустического импульса, что обеспечивается усилием поджатия упругой вставки, и регулируется ее начальной длиной.

Уменьшение уровня внешних акустических помех осуществляется за счет установки резонатора 8 в корпус 4 с помощью демпфирующих втулок 7. Дополнительное снижение уровня помех обеспечивается введением в электрическую схему устройства полосового фильтра 14, ограничивающего прохождение колебаний с частотами выше и ниже резонансной частоты мембраны 9.

Для вычисления уровня жидкости используется линейная зависимость между временем распространения акустического импульса и пройденным последним расстоянием. Так как форма и амплитуда акустического импульса подвержены изменениям из-за шумов и акустических потерь при распространении, для определения временного положения принимаемого акустического эхо-сигнала необходимо использовать его наиболее стабильные характеристики. В предлагаемом устройстве временной отсчет производится по точке пересечения нуля между положительным и отрицательным экстремумами принимаемого эхо-сигнала. Для этого в электрическую схему введены компаратор нулевого уровня 15 и детектор экстремумов сигнала 16.

В целях компенсации изменений амплитуды принимаемого акустического эхо-сигнала, вызванного изменением уровня жидкости, и приводящих к дополнительной погрешности измерений, на входе электрической схемы введен масштабный (нормирующий) усилитель 13. Усилитель 13 управляется сигналом с детектора экстремумов 16 и обеспечивает стабилизацию амплитуды сигнала на входе полосового фильтра 14.

Генерацию акустических импульсов заданной формы, анализ сигналов с компаратора нулевого уровня и детектора экстремумов, измерение временных интервалов между генерируемым импульсом и эхо-сигналом, расчет значения уровня жидкости и вывод результатов измерения обеспечивает микропроцессор 17.

Устройство работает следующим образом.

Микропроцессор 17 с заданным периодом измерений выдает на генератор импульсов 12 пачку из трех прямоугольных импульсов с частотой, равной резонансной частоте электроакустического мембранного преобразователя 1. С момента выдачи пачки импульсов микропроцессор 17 начинает отсчет временного интервала до прихода акустического эхо-сигнала.

Генератор импульсов 12 формирует биполярные импульсы заданной амплитуды, возбуждающие пьезоэлектрический элемент 10 электроакустического мембранного преобразователя 1. Акустический импульс, генерируемый преобразователем 1, распространяясь внутри акустического волновода 2, отражается от границы раздела газовой и жидкой фаз и поступает обратно на преобразователь 1.

Соответствующий акустическому эхо-сигналу по форме электрический сигнал с преобразователя 1 поступает на масштабный усилитель 13, где нормируется по амплитуде, и далее обрабатывается полосовым фильтром 14 для снижения уровня помех.

В нормированном и отфильтрованном электрическом сигнале с помощью детектора экстремумов 16 определяются временные положения экстремумов. Из моментов пересечения нуля, что регистрируются компаратором нулевого уровня 15, микропроцессором 17 выделяется тот, что находится между экстремумами. Найденный момент пересечения нуля служит концом измерения временного интервала до прихода акустического эхо-сигнала.

Микропроцессор 17 вносит в результат измерения временного интервала поправки на фазовые сдвиги, вносимые собственно электроакустическим мембранным преобразователем 1, усилителем 13 и полосовым фильтром 14, определенные при градуировке устройства. Далее по известной скорости звука в газовой фазе внутри волновода 2 микропроцессор 17 рассчитывает уровень жидкости и выводит результаты измерения.

Наличие электроакустического мембранного преобразователя предлагаемой конструкции и введение в электрическую схему указанных выше приборов позволяет решить задачу по упрощению конструкции и повышению точности измерения расстояния от датчика до уровня жидкости за счет снижения погрешности измерения.

1. Устройство для измерения уровня жидкости, включающее электроакустический преобразователь, с мембраной в корпусе, соединенный с акустическим волноводом, выполненным в виде погруженной в жидкую фазу трубы, электрическую схему для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов, отличающееся тем, что электроакустический преобразователь снабжен установленным в корпусе между двух демпфирующих втулок резонатором, выполненным в виде трубы того же внутреннего диаметра, что и волновод, мембрана жестко закреплена на нижнем конце резонатора с установленным на ней пьезоэлектрическим элементом, поджатым сверху упругой вставкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в электрическую схему введены детектор экстремумов и компаратор нулевого уровня.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в электрическую схему введены полосовой фильтр и масштабный усилитель.



 

Похожие патенты:

Уровнемер // 2491519
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости в условиях значительных изменений диэлектрической проницаемости газовой среды над ее уровнем, преимущественно для контроля уровня воды в энергетических паровых котлах.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня и границы раздела двух продуктов в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

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 противопожарной технике и может быть использовано в качестве средства пожаротушения с высокоточным определением массы огнетушащего вещества, в частности диоксида углерода, в баллоне и ее уменьшения вследствие возможной утечки из баллона.

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

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 измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях.

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

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидкости и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, оно может быть применено для измерения массы криогенных жидкостей в металлических емкостях. Предлагается способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости, при котором в первом цикле измерений излучают электромагнитные волны фиксированной частоты f1, для которой длина волны λ1 в свободном пространстве меньше характерного размера полости, в пространство, ограниченное металлической оболочкой емкости, циклически изменяют конфигурацию полости, выводят часть мощности электромагнитного поля из полости и измеряют среднее за цикл значение выводимой из полости мощности Р1 электромагнитного поля на длине волны λ1. При этом дополнительно, во втором цикле измерений, производят излучение электромагнитных волн фиксированной частоты f2, для которой длина волны λ2 в свободном пространстве меньше характерного размера полости, в пространство, ограниченное металлической оболочкой емкости, с объемом, уменьшенным на фиксированную величину ΔV по сравнению с объемом V0 полости при первом цикле измерений, измеряют среднее за цикл значение выводимой из полости мощности Р2 электромагнитного поля на длине волны λ2, осуществляют совместное функциональное преобразование P1 и Р2. Технический результат - повышение точности измерения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей преимущественно в резервуарах. Магнитострикционнй уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, поплавок с магнитами, размещенными вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее, блок определения уровня, генератор электрического импульса, подключенный к обмотке, пьезоприемник и формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, соединенный с пьезоприемником через усилитель преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта, входы которого соединены соответственно с генератором электрического импульса и формирователем цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, а выход с входом блока определения уровня. В отличие от известного в него введен опорный элемент с магнитом с плотностью выше максимальной плотности жидкости, опирающийся на дно резервуара и установленный на конце звукопровода, погруженном в жидкость. Технический результат - уменьшение погрешности измерения уровня жидкости. 3 ил.

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для измерения уровня жидкостей, преимущественно в резервуарах. Способ содержит формирование и подачу кодированных электрических импульсов заданной длительности. Далее преобразуют сформированные электрические импульсы в ультразвуковые колебания в звукопроводе посредством деформации звукопровода, формируя в обмотке катушки возбуждения переменный магнитный поток. Магнитный поток формируют путем подачи сформированных электрических импульсов заданной длительности в обмотку катушки возбуждения, воздействуя протекающим через сечение обмотки катушки возбуждения переменным магнитным потоком на постоянное магнитное поле и изменяя результирующую магнитного поля. Преобразуют ультразвуковые колебания в электрические колебания путем деформации кристалла сегнетоэлектрика пьезоприемника под воздействием ультразвуковых колебаний. Вычисляют интервал времени прохождения ультразвуковых колебаний через жидкость. Определяют по известной скорости звука в звукопроводе и вычисленному интервалу времени уровень жидкости. За вычисленный интервал времени прохождения ультразвуковых колебаний принимают сумму заранее измеренной корректирующей добавки, определяемой по измеренному расстоянию от зафиксированного в известной точке автономного измерительного модуля до днища емкости, времени между прохождением ультразвуковых колебаний от поплавка до нижнего конца звукопровода, из которых вычитается время прохождения ультразвуковых колебаний от зафиксированного в известной точке автономного измерительного модуля до нижнего конца звукопровода. В кодированном сигнале на выходе пьезоприемника содержится также информация о параметрах жидкости и индивидуальном номере точки измерения. Магнитострикционный уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящимся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули с измерительными схемами под управлением микропроцессоров и катушками возбуждения звукопровода и магнитные блоки из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенных вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее. Технический результат - повышение точности измерения уровня, компенсация погрешности, вызванной температурным коэффициентом расширения звукопровода, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения дополнительных параметров фракций жидкости. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических параметров объектов, таких как геометрические размеры изделий, расстояние до какого-либо объекта, уровень веществ в емкостях, физические свойства жидкостей и газов, находящихся в емкостях и перемещаемых по трубопроводам и т.п. Устройство состоит из датчика в виде резонатора, электронного блока для возбуждения электромагнитных колебаний в резонаторе и измерения его резонансной частоты и циркулятора с числом плеч 3 и более. К плечам циркулятора подсоединены соответствующие чувствительные элементы, в том числе идентичные, выполненные в виде приемопередающих антенн или отрезков волноводов с открытым торцом, направленных в сторону контролируемого объекта. Для измерения физических параметров жидкости чувствительные элементы могут быть выполнены в виде частично погруженных в неё отрезков волноводов. Техническим результатом является повышение чувствительности устройства. 4 ил.

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 технике контроля и измерения уровня жидкостей, преимущественно в резервуарах. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения уровня жидкости. В способе определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером производят измерение температуры конца звукопровода, погруженного в жидкость, с учетом измеренной температуры определяют скорость звука в звукопроводе, измеряют второй интервал времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний на пьезоприемнике, и определяют расстояние от конца звукопровода уровнемера до уровня жидкости по разности второго интервала времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования отраженных от конца проволоки электрических колебаний на пьезоприемнике, и первого интервала времени. Кроме того, определяют в качестве контрольной сумму первого и второго интервалов времени при отсутствии помех, а все измерения при наличии помех, не удовлетворяющие контрольной сумме, отбрасывают. В магнитострикционный уровнемер, содержащий чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, систему поплавков с магнитами, размещенных вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее, генератор электрического импульса, блок определения уровня, генератор электрического импульса, подключенный к обмотке, пьезоприемник и формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, соединенный с пьезоприемником через усилитель преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта, входы которого соединены соответственно с генератором электрического импульса и формирователем цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, а выход со вторым входом блока определения уровня, в отличие от известного, введен датчик температуры, установленный у конца звукопровода, погружаемого в жидкость, и связанный с блоком определения уровня. 1 з.п. ф-лы, 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 измерения уровня жидкости, преимущественно в резервуарах. Уровнемер содержит звукопровод, блок обработки, поплавок, установленный на звукопроводе с возможностью перемещения вдоль него, проводящий элемент, выполненный непрерывным и по длине звукопровода прилегающим к нему для прохождения в отверстие поплавка без трения, генератор электрических импульсов, соединенный с первым входом блока обработки и с проводящим элементом, акустический преобразователь, соединенный с верхним концом звукопровода и с усилителем-формирователем, выход которого соединен со вторым входом блока обработки, а поплавок содержит расположенные соосно с его отверстием тороидальный трансформатор и катушку возбуждения с незамкнутым магнитопроводом, в котором в отличие от прототипа генератор электрических импульсов, проводящий элемент, тороидальный трансформатор и катушка возбуждения образуют цепь передачи вырабатываемого генератором электрического импульса для возбуждения магнитострикции в звукопроводе, причем этот же импульс является импульсом отсчета для блока обработки. Изобретение позволяет повысить надежность и точность измерения путем упрощения устройства и уменьшения этапов преобразования сигнала, а также увеличения мощности импульса, возбуждающего эффект магнитострикции. 1 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