Способ определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционный уровнемер

Авторы патента:

G01F23/28 - путем измерения параметров электромагнитных или звуковых волн, направленных непосредственно в жидкие или сыпучие тела

Владельцы патента RU 2529821:

Общество с ограниченной ответственностью Производственное предприятие "Парус" (RU)

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 технике контроля и измерения уровня жидкостей, преимущественно в резервуарах.

Известны способы измерения уровня жидкости ультразвуковым уровнемером (Ю.П.Герасин, А.В.Сычев «Способ измерения уровня жидкости ультразвуковым уровнемером и ультразвуковой уровнемер», заявка на изобретение №2004137605/28, G01F 23/28, от 23.12.2004; Ю.П.Герасин, А.В.Сычев. «Ультразвуковой уровнемер», патент на полезную модель №49249, G01F 23/28, опубликован 10.11.2005), при которых значения уровня жидкости находят по времени прямого и обратного прохождения упругой волны. При этом определяется дальность от точки установки уровнемера до уровня жидкости (поплавка) через время, соответствующее прохождению упругой волны от уровня измеряемой жидкости (поплавка) до точки установки уровнемера на резервуаре и через скорость звука в волноводе. Фактическое значение уровня жидкости (поплавка) вычисляется как разность высоты точки установки уровнемера и дальности от точки установки до уровня жидкости (поплавка). Однако высота точки установки уровнемера не является константой и зависит от деформации стенок и крыши резервуара при его наполнении и их температурном расширении, что приводит к значительным погрешностями в определении уровня жидкости, особенно для высоких резервуаров.

Известен также магнитострикционный уровнемер (Патент РФ №2083956, МПК⁶ G01F 23/28, 1997), содержащий чувствительный элемент, помещенный в диэлектрическую трубку, которая герметизирована в нижней части и устойчива к взаимодействию с жидкостью, уровень которой измеряется; звукопровод из проволоки (стержня) из магнитострикционного материала (материала со значительным магнитоупругим эффектом, например, из низкоуглеродистой стали): равномерно намотанную виток к витку на звукопроводе измерительную обмотку, длина которой и определяет диапазон измерения уровня h; пьезоизлучатель, поплавок с блоком из n постоянных магнитов, где n - 1, 2…i, размещенных равномерно вокруг звукопровода на изолирующей оболочке с возможностью перемещения вдоль нее, а также груз, прикрепляемый к нижнему концу звукопровода в рабочем состоянии для его натяжения; линию связи, соединяющую измерительную обмотку с блоком вторичной электронной аппаратуры (вычислителей), а также вторую линию связи, соединяющую выводные концы пьезоизлучателя с блоком вторичной электронной аппаратуры с генератором ультразвуковых колебаний, входящую в состав блока.

Известен способ определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером (патент №2222786, G01F 23/28, опубликован 27.01.2004), выбранный в качестве прототипа, использующий для вычисления расстояния от точки установки уровнемера до уровня жидкости (поплавка) скорость звука в проволоке и первый интервал времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний на пьезоприемнике, передаваемых проволокой от магнита поплавка. Фактическое значение уровня жидкости (поплавка) определяется как разность высоты точки установки уровнемера и дальности от точки установки до уровня жидкости (поплавка). Однако при изменении температуры над жидкостью в резервуаре появляется значительная температурная погрешность измерения уровня жидкости, связанная с градиентом температуры вдоль проволоки. Кроме того, появление помех от различных источников, связанных с работой электродвигателей, турбулентностью измеряемой жидкости и других приводит к искажениям измерения уровня жидкости. Кроме того, высота точки установки уровнемера не является константой и зависит от деформации стенок и крыши резервуара при его наполнении и их температурном расширении, что приводит к значительным погрешностями в определении уровня жидкости, особенно для высоких резервуаров.

Известен магнитострикционный уровнемер (патент №2222786, G01F 23/28, опубликован 27.01.2004), выбранный в качестве прототипа и содержащий первичный преобразователь чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, поплавок с магнитами, размещенные 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.

При измерении уровня жидкости используется первый интервал времени t₁ (см. фиг.1) от момента подачи синхроимпульса СИ на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний П на пьезоприемнике, передаваемых проволокой от магнита поплавка. На фиг.2 представлен эскиз, где:

1 - проволока с катушкой возбуждения;

2 - пьезоприемник;

3 - поплавок с магнитами 4 внутри.

При этом дальность от точки установки (совпадает с местоположением пьезоприемника 2) до поплавка 3 (см. фиг.2) определяется:

$Д_{1} = t_{1} * V_{з в 1}, (1)$ , где:

V_зв1 - скорость звука в проволоке на участке от пьезоприемника 2 до поплавка 3.

Уровень определяется:

$У_{1} = Д_{0} - Д_{1} - Д_{0} - t_{1} * V_{з в 1}, (2)$ ,

где Д₀ - высота точки установки (совпадает с местоположением пьезоприемника 2) первичного преобразователя.

При изменении температуры проволоки на участке от точки установки до поплавка 3 происходит изменение скорости звука V_зв1, что приводит к изменению вычисленного по формуле (2) уровня У₁ при неизменном фактическом уровне жидкости.

При появлении ложного импульса помехи Л₁ (см. фиг.2) изменяется время t₁ на t_1л1, что также приводит к значительным погрешностям при определении уровня жидкости У₁ по формуле (2).

При изменении температуры стенок резервуара происходит изменение их длины, и высоты установки Д₀, соответственно, что также приводит к значительным температурным погрешностям при определении уровня жидкости У₁ по формуле (2).

Высота точки установки Д₀ может также изменяться при наполнении резервуара за счет деформации его боковых стенок и крыши, что приводит к значительным погрешностям при определении уровня жидкости У₁ по формуле (2).

В связи с указанным выше недостатком способа измерения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционного уровнемера является неточность определения уровня.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение погрешности измерения уровня жидкости с учетом градиента температуры вдоль проволоки, повышение помехоустойчивости измерения уровня жидкости при действии помех, а также уменьшение погрешности измерения уровня жидкости с учетом деформации стенок и крыши резервуара при его наполнении, и их температурном расширении.

Технический результат достигается тем, что в способе определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером, включающем подачу импульса возбуждения на обмотку катушки возбуждения, измерение первого интервала времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний на пьезоприемнике, передаваемых звукопроводом от магнитов поплавка, и определение уровня жидкости, в отличие от известного, производят измерение температуры конца звукопровода, погруженного в жидкость, с учетом измеренной температуры определяют скорость звука в звукопроводе на участке от конца звукопровода до магнитов поплавка, измеряют второй интервал времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования отраженных от конца проволоки электрических колебаний на пьезоприемнике, передаваемых звукопроводом от магнитов поплавка, и определяют расстояние от конца звукопровода уровнемера до уровня жидкости по разности второго интервала времени и первого интервала времени.

В способе определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером предлагается определять в качестве контрольной сумму первого и второго интервалов времени при отсутствии помех, а все измерения при наличии помех, не удовлетворяющие контрольной сумме, отбрасывать.

Суть изобретения поясняется графическими материалами, в которых приведены:

на фиг.1 - временная диаграмма интервалов времени предлагаемого способа и эскиз, поясняющий временную диаграмму;

на фиг.2 - эскиз, поясняющий временную диаграмму

на фиг.3 - временная диаграмма предлагаемого способа при действии помех;

на фиг.4 - иллюстрация для уровнемера.

На приведенных фигурах приняты следующие обозначения:

1 - чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом в виде проволоки из магнитострикционного материала, помещенные в изолирующую оболочку; 2 - пьезоприемник; 3 - поплавок с магнитами 4, размещенные вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее); 5 - обмотку катушки возбуждения, намотанную на диэлектрическую трубку; 6 - дно резервуара; 7 - первичный преобразователь, в состав которого входят: 8 - генератор электрического импульса, подключенный к обмотке катушки возбуждения; 9 - усилитель преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, соединенный с пьезоприемником 2; 10 - формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, 11 - блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта, входы которого соединены соответственно с генератором электрического импульса 8 и формирователем 10 цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, а выход с первым входом блока определения уровня 12, и вновь введенный датчик температуры 13, установленный на звукопроводе 1 у его конца, погружаемого в жидкость, и связанный со вторым входом блока определения уровня 12.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

В пьезоприемнике 2 ультразвуковые колебания преобразуются в электрические колебания, которые затем усиливаются в усилителе преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника 9, выполненном на операционных усилителях, после чего передается на вход блока 10, в котором производится формирование из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника цифровых импульсов, который в свою очередь передается на блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта 11.

В блоке 11 определяется интервал времени между моментом подачи электрического импульса в обмотку катушки возбуждения 5 и моментом времени получения преобразованного электрического импульса с пьезоприемника 2, т.е. времени прохождения ультразвукового импульса в звукопроводе. Информация об определенном интервале времени передается на блок 12, на который поступает также информация с датчика температуры 13 и в котором определяется уровень контролируемой жидкости уровня.

В отличие от известного в предложенном способе вычисляется расстояние от конца проволоки 1 уровнемера до уровня жидкости (первого поплавка 3). После подачи синхроимпульса СИ с генератора электрического импульса 8 (фиг.1) на обмотку катушки возбуждения с проволокой 1 (фиг.2) импульс упругой деформации распространяется от поплавка 3 в сторону пьезоприемника 2 и вызывает прямые электрические колебания пьезоприемника 2 через интервал времени t₁. Одновременно с этим импульс упругой деформации распространяется от поплавка 3 в сторону конца проволоки 1 и через время $t_{1}^{'}$ отражается от конца проволоки 1, далее распространяется в сторону пьезоприемника 2 и вызывает отраженные электрические колебания пьезоприемника 2 через интервал времени t₂ от синхроимпульса СИ.

При этом дальность от конца проволоки до поплавка 3 (см. фиг.2) определяется:

$Д_{1}^{'} = t_{1}^{'} * V_{з в 1}^{'}, (3)$ ,

где $V_{з в 1}^{'}$ - скорость звука в проволоке на участке от ее конца до поплавка 3.

Уровень в этом случае определяется:

$У_{1}^{'} = Д_{0}^{'} + Д_{1}^{'} = Д_{0}^{'} + t_{1}^{'} * V_{з в 1}^{'}, (4)$ ,

где $Д_{0}^{'}$ - расстояние от конца проволоки до дна резервуара.

Интервал времени $t_{1}^{'}$ определяется из выражения:

$t_{1}^{'} = (t_{2} - t_{1}) / 2 (5)$ .

Выражение (4) с учетом (5) принимает вид:

$У_{1}^{'} = Д_{0}^{'} + V_{з в 1}^{'} * (t_{2} - t_{1}) / 2, (6)$ .

В отличие от известного, в предлагаемом способе величина уровня $У_{1}^{'}$

(см. формулу (6)) не зависит от скорости звука V_зв1 па участке от точки установки (совпадает с местоположением пьезоприемника 2) до поплавка 3. При изменении температуры проволоки на участке от точки установки до магнитов поплавка 3 происходит изменение скорости звука V_зв1 на этом участке, но это не приводит к изменениям величины уровня $У_{1}^{'}$ по формуле (6). Следует отметить, что величина изменений температуры проволоки на этом участке в резервуаре гораздо больше по величине, чем изменение температуры на участке от поплавка 3 до конца проволоки 1, т.к. нижняя часть проволоки погружена в жидкость, теплоемкость, а следовательно, инерционность которой гораздо выше, чем газовой среды над поверхностью поплавка.

В предлагаемом способе определяется контрольная сумма t_12оп первого и второго интервала времени при отсутствии помех и постоянной скорости звука (фиг.1, фиг.2):

$t_{12 о п} = t_{1} + t_{2} = t_{1} + 2 * t_{1}^{'} + t_{1} = 2 * (t_{1} + t_{1}^{'}) = 2 * (D_{1} + D_{1}^{'}) / V_{з в} (7)$ ,

где $(D_{1} + D_{1}^{'})$ - длина проволоки.

Из (7) видно, что контрольная сумма соответствует длине проволоки с точностью до множителя и является в первом приближении величиной постоянной.

В предлагаемом способе появление любого ложного импульса (фиг.3) Л₁ или Л₂ приводит к несоответствию суммы первого и второго интервала времени контрольной сумме t_12оп и данное измерение отбрасывается. Таким образом, в предложенном способе осуществляется фильтрация помех.

При вычислении уровня по формуле (6) скорость звука $V_{з в 1}^{'}$ корректируется по измеренной температуре на участке, погруженном в жидкость и известной для проволоки зависимости скорости звука от температуры:

V_зв=V_зв0(1+α*ΔT),

где: V_зв0 начальная скорость звука;

α - температурный коэффициент скорости звука;

ΔT - изменение температуры.

Следует отметить, что изменения температуры нижней части проволоки, погруженной в жидкость, имеют незначительную величину по сравнению с верхней частью проволоки, находящейся в газовой среде, из-за более высокой теплоемкости жидкости. Наличие температурной коррекции на участке, погруженном в жидкость, по датчику температуры и незначительность самих изменений температуры приводят к положительному эффекту в виде снижения температурной погрешности измерения уровня жидкости, связанной с градиентом температуры вдоль проволоки.

Литература

1. Ю.Н.Герасии, А.В.Сычев «Способ измерения уровня жидкости ультразвуковым уровнемером и ультразвуковой уровнемер», заявка на изобретение №2004137605/28, G01F 23/28, от 23.12.2004.

2. Ю.Н.Герасии, А.В.Сычев. «Ультразвуковой уровнемер», патент на полезную модель №49249, G01F 23/28, опубликован 10.11.2005.

3. Патент РФ №2083956, МПК⁶ G01F 23/28, 1997.

4. А.Ю.Банщиков и др. «Способ измерения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционный уровнемер», патент №2222786, G01F 23/28, опубликован 27.01.2004.

1. Способ определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером, включающий подачу импульса возбуждения на обмотку катушки возбуждения, измерение первого интервала времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний на пьезоприемнике, передаваемых звукопроводом от магнитов поплавка, и определение уровня жидкости, отличающийся тем, что производят измерение температуры конца звукопровода, погруженного в жидкость, с учетом измеренной температуры определяют скорость звука в звукопроводе на этом участке от точки установки до магнитов поплавка, измеряют второй интервал времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования отраженных от конца проволоки электрических колебаний на пьезоприемнике, и определяют расстояние от конца звукопровода уровнемера до уровня жидкости по разности второго интервала времени и первого интервала времени.

2. Способ определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером по п.1, отличающийся тем, что определяют в качестве контрольной сумму первого и второго интервалов времени при отсутствии помех, а все измерения при наличии помех, не удовлетворяющие контрольной сумме, отбрасывают.

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.

Устройство для измерения физических параметров объекта // 2521722

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.

Способ определения уровня и других параметров фракционированной жидкости и магнитострикционный уровнемер для его осуществления // 2518470

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.

Магнитострикционный уровнемер // 2517919

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.

Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости // 2511646

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.

Устройство для измерения уровня жидкости // 2498234

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.

Измеритель уровня и границы раздела двух продуктов // 2491518

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

Способ определения высоты слоя сыпучего материала // 2488079

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

Устройство для определения высоты слоя вещества // 2478191

Устройство для измерения количества вещества в металлической емкости // 2531033

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.

Поплавковый магнитострикционный уровнемер // 2531763

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.

Радиоволновое фазовое устройство для определения уровня жидкости в емкости // 2534451

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.

Способ измерения уровня жидкости в емкости // 2550763

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.

Способ определения уровня жидкого металла в технологической емкости // 2550766

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.

Бесконтактный радиоволновый способ определения уровня жидкости в емкости // 2551260

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, в частности для измерения уровня воды, нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей. Предлагается способ измерения уровня жидкости, при котором в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают электромагнитные волны с первой частотой, принимают отраженные электромагнитные волны и измеряют первую разность фаз излучаемых и принимаемых электромагнитных волн. После этого в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают электромагнитные волны со второй частотой, принимают отраженные электромагнитные волны и измеряют вторую разность фаз излучаемых и принимаемых электромагнитных волн, по измеренным значениям первой и второй разности фаз судят об уровне жидкости в емкости. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения. 1 ил.

Измерительное устройство, устройство управления и измерительный прибор для измерения уровня наполнения // 2552573

Изобретение относится к области измерительной техники и, в частности, касается измерительного устройства для измерения уровня наполнения, измерения разделительного слоя или определения свойств наполняющего материала, которое состоит из: первого волноводного устройства с устройством ввода для проведения первого измерения и замеряющего устройства для проведения второго измерения, которое представляет собой второе волноводное устройство с вторым устройством ввода, при этом устройства ввода служат для присваивания потенциала и опорного потенциала и имеют развязку потенциалов. Также изобретение включает в себя устройство управления, измерительный прибор для измерения уровня наполнения, способ эксплуатации измерительного устройства, компьютерочитаемый носитель информации, применение измерительного устройства для измерения эмульсии и применение измерительного устройства для определения свойств среды. Технический результат заключается в реализации указанных выше устройств и их назначений. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ измерения уровня жидкости в емкости // 2556292

Изобретение может быть использовано для высокоточного измерения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в емкости, например для измерения уровня нефтепродуктов. Техническим результатом является увеличение чувствительности и точности измерений. В предлагаемом способе измерения уровня жидкости 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. Электромагнитные колебания возбуждают во всем объеме резонатора, у которого нижняя часть имеет уменьшенное поперечное сечение, на резонансной частоте fn(x) типа колебаний, для которого fn(x) выше критической частоты fnкр нижней части волновода уменьшенного сечения для волны данного типа, при значении x, меньшем некоторого значения x1, при котором fn(x1) выше fnкp, и измеряют fn(x), а при значении x, большем x1, при котором fn(x1) ниже fnкр, электромагнитные колебания возбуждают в объеме резонатора, кроме его нижней части уменьшенного сечения, на резонансной частоте fk(x) типа колебаний, для которого fk(x) выше критической частоты fkкр верхней части волновода для волны данного типа, причем fkкр<fnкр, с изменением значения fn(x1) до значения fk(x1) при x=x1, и измеряют fk(x). 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Радиолокационный уровнемер с волноводной линией // 2556746

Радиолокационный волноводный уровнемер предназначен для измерения уровня материалов, например, в резервуарах, котлах с избыточным давлением, силосах. Он содержит приемопередающий блок, включающий блок обработки, модулятор, передатчик и приемник, волноводную линию, расположенную внутри резервуара и прикрепленную к его металлической поверхности, передающую и приемные связанные линии, соединенные с передатчиком и приемником соответственно, проходящие через СВЧ гермовводы и заканчивающиеся вибраторами, возбуждающими волноводную линию, которая монтируется как отдельная подвеска с грузом, который может быть отражателем или поглотителем. Задача, решаемая изобретением, заключается в достижении высокой прочности герметичного СВЧ перехода, волноводной линии и требуемого волноводного согласования конструкции, а также стойкость к воздействиям среды. 3 ил.

Способ измерения параметров сжиженного газа в трехфазном состоянии // 2558629

Изобретение относится к электрическим методам контроля и может быть использовано для измерения параметров сжиженных газов, включая криогенные жидкости, в трехфазном состоянии (газовом, жидком и твердом). Оно может быть использовано также для измерения положения границ раздела и диэлектрической проницаемости трехслойных сред, таких как, например, «газ-топливо-вода» в условиях меняющихся электрофизических свойств слоев. Техническим результатом является возможность измерения параметров сжиженного газа в трехфазном состоянии (диэлектрических проницаемостей и плотностей каждой фазы, положения границ раздела между ними, массы в резервуарах произвольной известной формы). Способ измерения параметров сжиженного газа в трехфазном состоянии заключается в том, что возбуждают электромагнитные колебания в размещенном в резервуаре резонаторе и измеряют его собственные частоты. Технический результат достигается тем, что в резонаторе W-образной структуры возбуждают электромагнитные колебания ТЕМ типов на пяти собственных частотах (первой, второй, четвертой, шестой и восьмой) и измеряют их в пустом и заполненном сжиженным газом резервуаре. По значениям собственных частот определяют диэлектрические проницаемости фаз и положение границ раздела между ними как решение системы уравнений, образованной зависимостями всех измеренных собственных частот резонатора от этих параметров. По значениям диэлектрических проницаемостей для известного типа сжиженного газа определяют плотность каждой фазы, по значениям плотностей фаз и по значениям положения границ раздела между ними при известной конфигурации резервуара определяют массу сжиженного газа. 3 ил.