Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости



Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости
Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости

 


Владельцы патента RU 2511646:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (RU)

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 измерительной технике и может быть использовано для измерения количества (объема, массы) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее электрофизических параметров. В частности, оно может быть применено для измерения массы криогенных жидкостей в металлических емкостях.

Известны способы измерения количества (объема, массы) вещества, содержащегося в какой-либо металлической емкости, и реализующие их устройства, заключающиеся в рассмотрении этой емкости в качестве объемного резонатора и измерении его собственной (резонансной) частоты электромагнитных колебаний (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989, 208 с.). Однако при изменении электрофизических параметров вещества имеет место погрешность измерения количества (объема, массы) вещества. Эти известные способы и устройства могут быть неприменимы и при изменении количества (объема, массы) вещества в широких пределах, а также при измерении количества в реально больших емкостях, поскольку в обоих случаях имеет место возбуждение в металлической емкости иных, кроме основного ("рабочего"), типов колебаний, а это, в свою очередь, делает практически невозможным проведение измерений только на этом типе колебаний.

Известно также техническое решение (SU 1446480, 23.12.1988), которое содержит описание способа измерения, по технической сущности наиболее близкого к предлагаемому способу и принятого в качестве прототипа. Этот способ-прототип заключается в том, что в металлической емкости возбуждают электромагнитные колебания на фиксированной частоте, для которой длина волны в свободном пространстве по крайней мере на порядок меньше характерного размера полости, циклически изменяют конфигурацию полости и измеряют среднее за цикл измерения значение выводимой из полости мощности электромагнитного излучения. При этом операцию изменения конфигурации полости возможно осуществлять посредством циклического перемещения отражающего тела в пределах диаграммы направленности вводимого электромагнитного излучения.

Недостатком этого способа-прототипа является невысокая точность измерения, обусловленная зависимостью результата измерения количества (объема, массы) контролируемого диэлектрического вещества от величины ε его диэлектрической проницаемости (см. формулу (8) в описании изобретения SU 1446480). Это приводит к существенному уменьшению точности измерения.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Технический результат в предлагаемом способе определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости достигается тем, что 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 части 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 P2 электромагнитного поля на длине волны λ2, осуществляют совместное функциональное преобразование Р1 и P2. Функциональное преобразование P1 и Р2 для определения количества как объема жидкости осуществляют согласно соотношению , , где a1 и a2 - постоянные коэффициенты, характеризующие величину запасаемой полостью емкости электромагнитной энергии. Функциональное преобразование P1 и P2 для определения количества как массы жидкости осуществляют согласно соотношению , где А - число Авогадро, , a1 и a2 - постоянные коэффициенты, характеризующие величину запасаемой полостью емкости электромагнитной энергии. Уменьшение начального объема полости возможно осуществлять с помощью, по меньшей мере, одного волновода между начальной и увеличенной или уменьшенной полостью, являющегося запредельным волноводом для волн с длиной λ2.

Предлагаемый способ поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 показана металлическая емкость с контролируемой жидкостью, где указана уменьшаемая часть полости емкости.

На фиг.2 приведена функциональная схема устройства для реализации способа.

Здесь введены обозначения: металлическая емкость 1, жидкость 2, уменьшаемая часть объема 3, волновод 4, металлическая стенка 5, генераторы 6 и 7, коммутатор 8, передающая антенна 9, вращающийся элемент 10, приемная антенна 11, детектор 12, блок усреднения 13, вычислительный блок 14, регистратор 15.

Сущность способа измерения состоит в следующем.

При возбуждении в полости металлической емкости электромагнитных колебаний от источника электромагнитных колебаний, фиксированная длина λ которых существенно меньше минимального размера D полости (λ<<D или λ3<<V0, где V0 - объем емкости), резонансные явления на отдельных типах колебаний проявляются слабо, так как расстояние между соседними резонансными (собственными) частотами меньше ширины резонансных кривых на частотной оси, которая (ширина) определяется потерями электромагнитной энергии; в то же время интегральная добротность полости является высокой (SU 1446480, 23.12.1988). При λ<<D существенно снижена зависимость результата измерения количества вещества в емкости от наличия стоячих электромагнитных волн в полости емкости; принятие же специальных мер - механического перемешивания электромагнитных колебаний возбуждаемых типов колебаний - позволяет, за счет изменения конфигурации полости, достичь независимости выходного сигнала от распределения вещества в емкости.

Прием мощности после многократного рассеяния и переотражения электромагнитных волн в полости емкости можно осуществить с помощью антенны, в частности, рупорной, подсоединенной к емкости через отверстие в ее стенке. Принимаемая при этом мощность Р зависит от плотности электромагнитной энергии, запасаемой в полости при возбуждении в ней колебаний от источника электромагнитной энергии с помощью передающей антенны.

Если металлическая емкость 1 произвольной формы с объемом V0 полости заполнена частично диэлектрической жидкостью 2, имеющей объем V (фиг.1), с диэлектрической проницаемостью ε, то принимаемая мощность Р есть (SU 1446480, 23.12.1988):

где , Е - амплитуда напряженности электрического поля, ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, с - скорость света.

Как следует из (1), Р зависит не только от измеряемого объема V, но и от диэлектрической проницаемости ε контролируемой жидкости. При изменении температуры окружающей среды, приводящем к изменению ε, или (и) при изменении плотности, сортности жидкости, находящейся в емкости, имеет место погрешность измерения количества.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить определения количества (как объема V, так и массы М) жидкости в емкости независимо от значения диэлектрической проницаемости ε и ее возможных изменений, т.е. обеспечивается достижение инвариантности к величине ε.

Для достижения инвариантности результатов измерения объема V диэлектрической жидкости к величине ε согласно предлагаемому способу производят измерения на двух фиксированных длинах волн λ1 и λ2 генераторов, таких, что если на длине волны λ1 возбуждаются колебания в контролируемой емкости 1 объемом V0, то на длине волны λ21 из объема V0 удаляется (условно) некоторая часть 2 с объемом ΔV, в которой есть электромагнитное поле (фиг.1). Объем ΔV является частью объема V0 емкости, в которой при длине волны λ2 отсутствует электромагнитное поле. Такое удаление объема ДР обеспечивается при применении хотя бы одного волновода 4, соединяющего объемы V0 и V0-ΔV и являющегося запредельным волноводом для волн с длиной λ2 (фиг.2).

В соответствии с (1) на длинах волны λ1 и λ2 генератора будем иметь, соответственно, следующие выражения P1 и P2 для принимаемой мощности:

Здесь a1 и a2 - постоянные коэффициенты, характеризующие величину запасаемой полостью емкости электромагнитной энергии.

Рассматривая (2) и (3) как систему уравнений относительно ε и Р, получим:

инвариант по отношению к ε. Здесь.

Таким образом, измеряя мощность принимаемых антеннами волн на длинах волн λ1 и λ2, можно определить объем V диэлектрического вещества в емкости независимо от величины ε.

Дополнительное измерение плотности ρ жидкости с применением того или иного плотномера позволяет определить массу М жидкости в емкости: M=ρV.

Нетрудно видеть, что соотношения (2) и (3) являются основой для получения не только алгоритмов инвариантности к ε при измерениях объема V произвольно распределенного вещества, но и алгоритма для определения массы М жидкости. При этом весьма важно, что процесс измерения массы для ряда жидкостей, в частности неполярных диэлектриков, не связан с раздельным измерением объема вещества и его плотности.

Для неполярных диэлектрических жидкостей, к числу которых относятся, в частности, криогенные жидкости, справедливо соотношение Клаузиуса-Мосотти:

где - число Авогадро - постоянная для каждого вещества величина, µ - молекулярный вес вещества, β - поляризуемость его молекул.

Подставив выражение для ε согласно (5) в соотношения (2) и (3), после преобразования получим:

Данные соотношения можно рассматривать как систему уравнений относительно ρ и V (значение М выражается формулой (4)). Решая ее, находим

Итак, производя измерение мощностей Р1 и Р2, найдены объем V, занимаемый диэлектрической жидкостью, и ее плотность ρ. При этом, как видно из (4) и (8), результаты измерений V и ρ инвариантны, соответственно, к величинам ρ (т.е. к ε) и V. Изменения же ε могут происходить, в частности, при изменении влагосодержания контролируемой жидкости. Данные математические преобразования нетрудно произвести в вычислительном блоке устройства, реализующего данный способ измерения массы.

Осуществляя в вычислительном устройстве перемножение величин V и ρ, получим искомую величину массы М:

Для реализации данного способа возможно уменьшение начального объема V0 полости на величину ΔV осуществлять механически, перемещая часть стенки полости. Но можно такую реализацию производить электрическим методом (фиг.2).

В металлической емкости 1 произвольной формы, имеющей объем V0, с контролируемой диэлектрической жидкостью 2 объемом V ее нижняя часть 3 объемом ΔV отделена от основного объема V0 полости с помощью, по меньшей мере, одного волновода 4 и металлической стенки 5 (фиг.2). Контролируемая жидкость имеет возможность свободно проходить через волновод 4 и заполнять как основную часть объема емкости, так и ее нижнюю часть 3.

Электромагнитные колебания от СВЧ генераторов 6 и 7 с фиксированной длиной волны, соответственно, λ1 и λ2, поступают попеременно, в первом и втором циклах измерений, в полость емкости 1 по волноводу (не показан) и коммутатор 8 на передающую антенну 9. Для волн с длиной λ2 волновод 4 является запредельным волноводом. При этом в часть 3 полости объемом ΔV емкости 1 электромагнитное излучение не поступает и находится в части объемом V0-ΔV.

Волновод 4 может быть выполнен в виде отрезка металлической трубы, открытой на обоих торцах, длина и поперечные размеры которой выбирают так, чтобы он работал в режиме распространения волн с длиной λ1 и был бы запредельным волноводом для волн длиной λ2 (Семенов Н.А. Техническая электродинамика. М.: Связь. 1973. С.224-226).

Внутри полости содержится вращающийся элемент 10, например металлическая лопасть (для лучшего рассеяния волн лопасть может быть скручена вдоль ее оси на некоторый угол, например на 90°). Вращающийся элемент 10 целесообразно расположить, с точки зрения эффективности перемешивания электромагнитных колебаний, вблизи апертуры антенны 9. Закрепление вращающегося элемента 10 может быть выполнено на вращающейся оси, которая приводится в движение от находящегося вне полости миниатюрного двигателя. Частота вращения элемента может составлять 10÷20 Гц. Каждый цикл измерений может соответствовать, как минимум, полному обороту вращающегося элемента 10. В пределах первого и второго циклов измерений, на которых в полость емкости поступают попеременно электромагнитные волны длиной λ1 и λ2, осуществляется усреднение значений электромагнитной мощности.

Прием полезных сигналов, несущих информацию об измеряемом количестве жидкости в емкости, осуществляют с помощью приемной рупорной антенны 11. Принятые колебания поступают на детектор 12 и далее в блок усреднения 13, в котором осуществляется усреднение принимаемого сигнала за каждый цикл измерения. С выхода блока усреднения 13 сигналы, соответствующие длине λ1 и λ2, попеременно поступают в вычислительный блок 14 и затем в регистратор 15. В вычислительном блоке 14 производят вычислительные операции с принимаемыми сигналами согласно соотношениям (4), (8) и (9) для определения объема жидкости V, ее плотности ρ и массы М.

В зависимости от объема полости емкости 1 частоты генераторов могут соответствовать сантиметровому или миллиметровому диапазонам длин электромагнитных волн. Например, для емкостей с минимальным размером ~500 мм и более могут быть применены волны стандартного трехсантиметрового диапазона.

Таким образом, данный способ позволяет измерять количество - объем и (или) массу - диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от величины диэлектрической проницаемости жидкости.

1. 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 P1 электромагнитного поля на длине волны λ1, отличающийся тем, что 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 Р1 и Р2.

2. Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости по п.1, отличающийся тем, что совместное функциональное преобразование Р1 и P2 для определения количества как объема жидкости осуществляют согласно соотношению , где , а 1 и a 2 - постоянные коэффициенты, характеризующие величину запасаемой полостью емкости электромагнитной энергии.

3. Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости по п.1, отличающийся тем, что совместное функциональное преобразование P1 и P2 для определения количества как массы жидкости осуществляют согласно соотношению , где А - число Авогадро, , , a 1 и a 2 - постоянные коэффициенты, характеризующие величину запасаемой полостью емкости электромагнитной энергии.

4. Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости по п.1, отличающийся тем, что уменьшение начального объема полости осуществляют с помощью, по меньшей мере, одного волновода между начальной и уменьшенной полостью, являющегося запредельным волноводом для волн с длиной λ2.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня электропроводной жидкости в различных открытых емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Предлагается способ определения уровня жидкого металла в технологической емкости, поступающего в нее из другой технологической емкости в виде струи, при котором возбуждают продольные электромагнитные колебания в открытом СВЧ резонаторе, образуемом совокупностью металлического зеркала над поверхностью жидкого металла и этой поверхностью. При этом струю жидкого металла подают через отверстие в центральной части металлического зеркала, при этом радиус кривизны металлического зеркала соизмерим с расстоянием между ним и поверхностью жидкого металла, а в образуемом открытом СВЧ резонаторе продольные электромагнитные колебания возбуждают с азимутальным индексом не менее 20 на фиксированной резонансной частоте и находят ее значение, по которому судят об уровне жидкого металла. Техническим результатом настоящего изобретения является расширение области применения. 4 ил.
Наверх