Способ измерения уровня жидкости в емкости



Способ измерения уровня жидкости в емкости
Способ измерения уровня жидкости в емкости
Способ измерения уровня жидкости в емкости
Способ измерения уровня жидкости в емкости
Способ измерения уровня жидкости в емкости

 


Владельцы патента RU 2556292:

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

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.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др.

Известны способы измерения уровня жидкостей в различных емкостях, при которых определяют уровень жидкости в емкости с применением датчиков в виде отрезков линий передачи электромагнитных волн - отрезков длинных линий, полых волноводов, волноводных резонаторов, располагаемых в емкостях с контролируемыми жидкостями (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. - М.: Наука, 1980, 280 с.). При измерении уровня диэлектрических жидкостей диапазон изменения информативного параметра, в частности, резонансной частоты электромагнитных колебаний резонатора в виде отрезка длинной линии или отрезка полого волновода (волноводного резонатора), оказывается малым, что затрудняет проведение измерений с необходимыми высокими значениями чувствительности датчиков уровня и точности измерений уровня. Это характерно для измерений уровня жидкостей с малым значением диэлектрической проницаемости, в частности для криогенных жидкостей (жидкого кислорода, водорода, гелия и др.).

Известно также техническое решение (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. - М.: Энергоатомиздат, 1989, 208 с. С.86-90), которое по технической сущности наиболее близко к предлагаемому способу и принято в качестве прототипа. Этот способ-прототип заключается возбуждении электромагнитных колебаний в металлическом полом волноводном резонаторе, размещаемом вертикально в емкости с контролируемой диэлектрической жидкостью. Уровень жидкости в емкости соответствует ее уровню в частично-заполненном волноводном резонаторе. Измеряя резонансную (собственную) частоту электромагнитных колебаний резонатора, можно определить уровень диэлектрической жидкости, заполняющей полость этого резонатора. Однако для жидкостей с малым значением диэлектрический проницаемости (менее 2) диапазон изменения резонансной частоты и, соответственно, чувствительность уровнемера с чувствительным элементом в виде такого волноводного резонатора является малой величиной, что затрудняет проведение измерений уровня с высокой точностью.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение чувствительности и, как следствие, точности измерений за счет увеличения диапазона изменения резонансной частоты резонатора и обеспечения возможности проведения измерений уровня диэлектрических жидкостей при возбуждении в волноводном резонаторе разных типов электромагнитных колебаний и связанного с этим перераспределения энергии электромагнитного поля стоячей волны в объеме волноводного резонатора при значениях уровня диэлектрической жидкости выше и ниже некоторого его значения.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе 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, электромагнитные колебания возбуждают во всем объеме волноводного 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 fnкр, и измеряют fn(x), а при значении x, большем x1, при котором fn(x1) ниже fnкр, электромагнитные колебания возбуждают в объеме волноводного 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).

Конструктивные параметры резонатора могут быть выбраны, исходя из условия fn(x1)=fk(x1).

Способ поясняется чертежами.

На фиг.1 приведен пример измерительного устройства для реализации предлагаемого способа измерения.

На фиг.2, фиг.3 и фиг.4 - графики зависимости резонансной (собственной) частоты f электромагнитных колебаний волноводного резонатора от уровня x жидкости для примеров, поясняющих сущность способа.

Устройство (фиг.1) содержит волноводный резонатор 1 с контролируемой диэлектрической жидкостью 2, нижнюю часть 3 волноводного резонатора, элемент связи 4, генератор электромагнитных колебаний 5, элемент связи 6, регистратор 7.

Способ реализуется следующим образом.

Согласно данному способу в волноводном резонаторе последовательно, в зависимости от величины уровня диэлектрической жидкости, возбуждают электромагнитные колебания разных типов, что приводит как результат к увеличению диапазона изменения резонансной (собственной) частоты f резонатора при изменении уровня x в пределах того же диапазона, в частности от его нулевого значения (жидкость отсутствует) до максимального значения (полное заполнение) в емкости. Разным типам колебаний соответствует разное распределение энергии электромагнитного поля в объеме волноводного резонатора, в частности по его продольной координате (распределение энергии поля по поперечным координатам может при этом оставаться неизменным).

В устройстве (фиг.1) для реализации данного способа измерения в волноводном резонаторе 1 с контролируемой диэлектрической жидкостью 2 возбуждают электромагнитные колебания. Нижняя часть 3 длиной l0 волноводного резонатора 1 длиной l имеет уменьшенное поперечное сечение. Волноводным резонатором 1 может служить, например, цилиндрический резонатор с уменьшенным в верхней его части диаметром или прямоугольный резонатор с суженной в верхней его части широкой стенкой.

Электромагнитные колебания в резонаторе возбуждают на одном из выбранных низших типов колебаний, т.е. колебания одного из типов Emnp, или Emnp с различными численными значениями индексов m, n и p; индекс p соответствует числу полуволн, укладывающихся вдоль длины волноводного резонатора. В частности, в цилиндрическом волноводном резонаторе это могут быть электромагнитные колебания одного из типов H111, E011, H211, H011, E211 и другие (основной тип колебаний - H111); в прямоугольном резонаторе - это электромагнитные колебания одного из типов H101, H111, Е011, H112, H211, E012 и другие; основной тип колебаний - H101 (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.1. - М.: Высшая школа, 1970, 440 с. С.337-369). Способы возбуждения в резонаторах электромагнитных колебаний различных типов, их выделения и измерения характеристик известны (см., например, Гроссман Ю.С. Теоретические основы радиотехники. Волноводы и резонаторы. Минск: издание МВИРТУ, 1960, 442 с.).

Возбуждение электромагнитных колебаний осуществляют с помощью элемента связи 4 от генератора электромагнитных колебаний 5. Прием электромагнитных колебаний осуществляют с помощью элемента связи 6, подсоединенного с помощью линии связи к регистратору 7, служащему для определения резонансной частоты волноводного резонатора 1 и, следовательно, уровня диэлектрической жидкости 2 в емкости.

Поперечные размеры (радиус и длина каждой части цилиндрического волноводного резонатора, ширина широкой стенки и длина каждой части прямоугольного волноводного резонатора и т.п.) могут быть выбраны таким образом, что в отсутствие жидкости во всем объеме резонатора длиной l возбуждены электромагнитные колебания на некотором типе колебаний с продольным индексом n; при этом резонансная частота f колебаний есть fn0.

Условием распространения электромагнитных волн по любому волноводу является выполнение неравенства: f>fкр, которому должны удовлетворять рабочая частота f и критическая частота fкр для волны возбуждаемого типа, в том числе низшего типа, например, для волны H11 в круглом волноводе (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.1. Под ред. Н.Д. Девяткова. - М.: Высшая школа, 1970, 440 с. С.49-94). Так, для волн типа H11 в круглом волноводе fкр=8,7849/R ГГц, для волн типа E01 в круглом волноводе fкр=11,47/R ГГц, где радиус R выражается в сантиметрах.

При f<fкр имеет место запредельный режим, при котором распространения волн соответствующего типа по волноводу не происходит, а существует только ослабевающее реактивное поле, убывающее при удалении от возбуждающего элемента.

При поступлении диэлектрической жидкости в емкость (резонатор) и увеличении ее уровня происходит уменьшение резонансной (собственной) частоты fn(x) рабочего n-го типа колебаний резонатора от исходного значения fn0 при x=0 (фиг.2). При некотором значении x1 уровня жидкости, зависящем от выбранных параметров резонатора, эта частота fn(x1) становится равной критической частоте fnкр нижней части волновода уменьшенного сечения. При x>x1 этот волновод является запредельным для частот fn<fn(x1)=fnкр и, следовательно, в объеме резонатора, за исключением его нижней части уменьшенного сечения, электромагнитные колебания могут иметь место теперь уже иного, k-го типа колебаний, причем k<n.

При этом рабочая резонансная (собственная) частота f резонатора скачкообразно изменяется до значения fk(x1) и соответствует теперь другому (k-му) типу колебаний, характеризуемому более низким значением критической частоты fkкр для волны возбуждаемого теперь типа в волноводе этого резонатора. Электромагнитные колебания существуют только в объеме волноводного резонатора, за исключением его нижней части уменьшенного сечения. Для k-го типа колебаний значения fk(x) выше fkкр, причем fkкр<fk(x)<fnкр; имеет место скачкообразное изменение fn(x1) до значения fk(x1) при x=x1. По мере дальнейшего увеличения уровня x диэлектрической жидкости происходит монотонное уменьшение резонансной частоты fk(x) данного, теперь рабочего, более высокого типа колебаний. На фиг.2 изображен схематично график зависимости f(x) в виде сплошной жирной линии. Нерабочие участки кривых fn(x) и fk(x) показаны пунктирными линиями.

Электромагнитные колебания типов n и k могут быть, в общем случае, любыми, которые можно возбудить в волноводном резонаторе.

В результате будем иметь, что при полном заполнении резонатора (x=l) диэлектрической жидкостью с диэлектрической проницаемостью резонансная частота f принимает значение f k 0 / ε (fk0 - начальная, при x=0, резонансная частота более высокого k-го типа колебаний), которое меньше значения f n 0 / ε , соответствующего исходному, более низкому, n-го типу колебаний. То есть диапазон изменения (перекрытие) резонансной частоты увеличился и составляет теперь f n 0 f k 0 / ε > f n 0 f n 0 / ε . Следовательно, увеличилась и чувствительность измерительного устройства с чувствительным элементом в виде рассматриваемого волноводного резонатора.

Рабочими могут быть, например, колебания типов H11n и H11k (k<n) в цилиндрическом резонаторе. Им соответствуют начальные собственные частоты fn0 и fk0, которые выражаются формулами (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.1. Под ред. Н.Д. Девяткова. - М.: Высшая школа, 1970, 440 с. С.49-94):

где fкр - критическая частота волновода; для волн типа H11 в волноводе (т.е. колебаний типов H11n и H11k, k, n=1,2,…, в резонаторе) fкр=8,7849/R ГГц; R - радиус волновода, выражаемый в сантиметрах.

Для обеспечения измерений уровня x при всех его значениях необходимо выбирать размеры волноводного резонатора 1 так, чтобы его сечение с координатой x=x1 находилось бы в нижней части 3 уменьшенного сечения.

На фиг.3 и фиг.4 приведены примеры, поясняющие данный способ измерения, для типов колебаний H11n и H11k (k<n) в цилиндрическом волноводном резонаторе.

На фиг.3 приведен график зависимости f(x) для колебаний магнитного типа H11n и H11k (k<n) в цилиндрическом волноводном резонаторе 1. В данном полом резонаторе возбуждены электромагнитные колебания магнитного типа H11n (n-го типа колебаний). При поступлении диэлектрической жидкости 2 в емкость (волноводный резонатор 1) и увеличении ее уровня x происходит уменьшение резонансной (собственной) частоты f рабочего типа колебаний H11n. При некотором значении x1 уровня диэлектрической жидкости 2, зависящем от выбранных параметров волноводного резонатора 1, нижняя часть 3 волновода уменьшенного сечения волноводного резонатора 1 становится запредельным волноводом (резонансная частота f становится ниже критической частоты fnкр для волн данного возбуждаемого типа H11n в волноводе этого резонатора) для текущего значения частоты fn(x1) рассматриваемого (n-го) типа колебаний.

При этом рабочая резонансная (собственная) частота fn(x1) волноводного резонатора 1 скачкообразно изменяется до другого рабочего значения fk(x1) и соответствует теперь другому типу колебаний H11k (k-му типу колебаний), характеризуемому более высоким значением критической частоты fkкр, для волны данного возбуждаемого типа в волноводе этого резонатора (k<n). Электромагнитные колебания существуют только в верхней части волноводного резонатора 1 (за исключением его нижней части 3 уменьшенного сечения). Для колебаний типа H11k (k-го типа колебаний) значения fk(x) выше fkкр, причем fkкр<fk(x)<fnкр; имеет место скачкообразное изменение fn(x1) до значения fk(x1) при x=x1. По мере дальнейшего увеличения уровня x жидкости происходит монотонное уменьшение резонансной частоты fk(x) данного, теперь рабочего, типа колебаний H11k. На фиг.3 изображен схематично график зависимости f(x) в виде сплошной жирной линии. Нерабочие участки кривых fn(x) и fk(x) показаны пунктирными линиями.

Для типов колебаний пик выбором конструктивных параметров волноводного резонатора (значений диаметра и длин верхней и нижней частей волноводного резонатора, а также, при наличии, и других элементов, если этот резонатор имеет более сложную конструкцию) можно обеспечить для конкретной диэлектрической жидкости (с определенной величиной диэлектрической проницаемости ) выполнение при x=x1 равенства: fnкр=fn(x1)=fk(x1). При этом график зависимости f(x) характеризуется отсутствием скачкообразного изменения fn(x1) до значения fk(x1) при x=x1 и имеет место монотонный характер с наличием излома при x=x1 (фиг.4, сплошная жирная линия). При этом увеличились диапазон изменения f и чувствительность измерительного устройства.

Данный способ реализуем и при применении различных типов колебаний электрического Emnp или (и) магнитного Hmnp типов, которые являются рабочими выше и ниже значения x=x1.

Таким образом, за счет изменения рабочего типа электромагнитных колебаний с более низкого на более высокий и связанного с этим перераспределения энергии электромагнитного поля стоячей волны в объеме волноводного резонатора при изменении уровня диэлектрической жидкости обеспечивается увеличение диапазона изменения резонансной частоты в том же диапазоне изменения уровня жидкости, повышение чувствительности и точности его измерений.

1. 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, отличающийся тем, что электромагнитные колебания возбуждают во всем объеме волноводного 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(х), а при значении х, большем х1, при котором fn(x1) ниже fnкр, электромагнитные колебания возбуждают в объеме волноводного резонатора, кроме его нижней части уменьшенного сечения, на резонансной частоте fk(х) типа колебаний, для которого fk(х) выше критической частоты fkкр верхней части волновода для волны данного типа, причем fkкр<fnкр, с изменением значения fn(x1) до значения fk1) при x=x1, и измеряют fk(x).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конструктивные параметры резонатора выбирают исходя из условия fn(x1)=fk(x1).



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов.

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.

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.

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

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

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

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.

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 устройство для измерения уровня жидкости, технический результат в котором достигается тем, что оно содержит два генератора электромагнитных волн фиксированной частоты, подсоединенных к первому и второму входам переключателя, выход которого через основной волновод направленного ответвителя присоединен к антенне для излучения электромагнитных волн в сторону поверхности жидкости по нормали, антенну для приема отраженных электромагнитных волн, смеситель излучаемых и принимаемых электромагнитных волн, к первому и второму входам которого подсоединены соответственно антенна для приема отраженных электромагнитных волн и вспомогательный выход направленного ответвителя, выход смесителя соединен со входом вычислительного блока, выход которого соединен с управляющим входом переключателя. Технический результат заключается в повышении точности измерения уровня жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к средствам контроля и измерения уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на химических, нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и других предприятиях, эксплуатирующих резервуары. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик уровнемера за счет повышения точности измерения уровня продуктов в резервуарах. Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня, блок 2 управления диаграммой направленности микрополосковой антенны 3, преобразователь 4 интерфейса и устройство 5 управления фазовращителями 6. Блок 2 установлен на внутренней стороне антенны 3 и содержит управляемые фазовращатели 6 и блок 7 измерения углового положения микрополосковой антенны. Изменение положения диаграммы направленности микрополосковой антенны 3 осуществляется посредством управления фазами зондирующего сигнала, возбуждаемого разными группами элементарных излучателей 10. Формирование сигнала управления производится на основе данных блока 7 и требуемого угла наклона диаграммы направленности, поступающего от датчика 1. Фазовращатели 6 выполнены на основе микросхем, реализующих варакторный способ управления фазой сигнала. Блок 7 выполнен на основе твердотельного акселерометра. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры объектов атомной энергетики и может быть использовано в составе АСУ ТП АЭС для бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах. Техническим результат - возможность бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах АЭС с высокой точностью, надежностью и достоверностью. Бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов, построенный на принципе импульсной сверхширокополосной радиолокации, содержащий антенну, генератор сигналов, приемник с компаратором, блок обработки с время-цифровым преобразователем и интерфейсом, выполнен с разделением на приемопередающий СВЧ-модуль и цифровой блок обработки. Приемопередающий СВЧ-модуль выполнен на радиационно-стойкой электронно-компонентной базе, состоит из генератора короткоимпульсных сигналов и приемника отраженных сигналов и расположен вместе с антенной на резервуаре. Цифровой блок обработки подключен к СВЧ-модулю с помощью кабеля и расположен вне зоны действия радиации. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и предназначено для обеспечения высококачественного проведения процесса тампонажных работ в скважинах. Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля уровня тампонажных растворов в емкостях передвижных осреднительных установок с осевыми мешалками. Для чего при контроле уровня, включающем измерение дальности поверхности раствора от электромагнитного приемно-излучающего датчика, зондирующий луч которого направляют параллельно осевой линии емкости, используют дополнительный аналогичный основному датчик. При этом зондирующие лучи обоих датчиков располагают в одной плоскости симметрично осевой линии емкости, а истинное значение дальности устанавливают по приведенной формуле. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения количества (объема) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее электрофизических параметров. Предлагается способ измерения количества диэлектрического вещества в металлической емкости, при котором в первом цикле измерений возбуждают электромагнитные колебания последовательно в фиксированном диапазоне частот [f1, f2] в емкости и подсчитывают число N возбуждаемых типов колебаний. Дополнительно, во втором цикле измерений, возбуждают электромагнитные колебания последовательно в фиксированном диапазоне частот [f1, f2] в емкости и подсчитывают число N возбуждаемых типов колебаний, согласно изобретению дополнительно, во втором цикле измерений, возбуждают электромагнитные колебания последовательно в фиксированном диапазоне частот [f3, f4] в полости емкости с объемом, уменьшенным на фиксированную величину ΔV в области, занимаемой жидкостью, по сравнению с объемом V0 полости при первом цикле измерений, и подсчитывают число N1 возбуждаемых колебаний, осуществляют совместное функциональное преобразование N и N1 согласно соотношению , где В качестве уменьшаемого объема ΔV возможно использовать объем полости металлического волновода, являющегося запредельным волноводом для волн диапазона частот [f3, f4], открытого на одном торце и закрытого на другом, образующем часть стенки металлической емкости, торце. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области радиолокационной измерительной техники и может быть использовано для создания систем контроля и измерения уровня сыпучих продуктов в резервуарах, эксплуатация которых осуществляется на предприятиях строительной, горнодобывающей и нефтехимической отраслей. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик за счет сохранения надежной работоспособности при проведении измерений в различного рода резервуарах для широкого перечня сыпучих продуктов, независимо от геометрической формы, образующейся во время рабочего процесса, в том числе и во взрывоопасных средах. Суть предложенного способа заключается в том, что помимо излучения в заданном направлении и приема отраженных от поверхности исследуемого продукта радиолокационных сигналов, частота которых изменяется по линейному закону, измерения разностной частоты между излучаемым и отраженным сигналами, выделения полезного сигнала и расчета дальности, дополнительно осуществляется электронное сканирование диаграммы направленности микрополосковой антенны, излучают и принимают отраженные радиолокационные сигналы для различных угловых положений диаграммы направленности, производят измерение уровня отраженного сигнала, осуществляют спектральную обработку отраженных сигналов, на основе которой и введенных геометрических параметров исследуемого резервуара вычисляют оптимальное угловое положение диаграммы направленности, формируют сигнал управления диаграммы направленности микрополосковой антенны. Также в заявленном изобретении раскрыт радиолокационный уровнемер для осуществления вышеуказанного способа. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству для измерения уровня заполнения наполняемой среды в контейнере, а также к способу измерения и к компьютерно-читаемому носителю, служащему для управления устройством. Техническим результатом является упрощение процедуры отнесения эхо-сигнала, которая указывает уровень заполнения среды в контейнере к соответствующей траектории. Устройство измерения уровня заполнения выполнено с возможностью определения относительного знака полученного эхо-сигнала посредством сравнения эхо-сигнала с предварительно определенным опорным значением или предварительно определенной опорной кривой. Относительный знак является положительным (отрицательным), если среднее значение эхо-сигнала больше (меньше) опорного значения или если эхо-кривая лежит выше (ниже) опорной кривой. Эхо-сигнал может быть отнесен к траектории эхо-сигнала, соответствующей уровню заполнения среды в контейнере, если ранее определенные эхо-сигналы в траектории эхо-сигнала имеют такой же относительный знак, как и полученный сигнал. В ином случае отнесение эхо-сигнала к траектории эхо-сигнала предотвращается. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к способу и устройству определения уровня, использующему электромагнитные волны для определения расстояния до поверхности продукта, содержащегося в резервуаре. Способ определения уровня наполнения продукта, содержащегося в резервуаре, включает в себя шаги: а) передают электромагнитный зондирующий сигнал к целевой области поверхности продукта; b) принимают отраженный зондирующий сигнал, являющийся отражением электромагнитного зондирующего сигнала от данной поверхности; с) определяют величину параметра, являющегося показателем амплитуды отраженного зондирующего сигнала; если величина параметра, являющегося показателем амплитуды, больше заранее заданной пороговой величины; d) передают электромагнитный измерительный сигнал к этой целевой области поверхности продукта; е) принимают обратный сигнал, являющийся отражением электромагнитного измерительного сигнала на поверхности; и f) определяют уровень наполнения на основе соотношения по времени между электромагнитным измерительным сигналом и обратным сигналом. Техническим результатом является повышение надежности и энергетической эффективности, в частности, за счет обеспечения меньшего активного времени работы устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. В заявленном способе определения положения границы раздела двух веществ в емкости, при котором в емкости с веществами, одно над другим, образующими плоскую горизонтальную границу раздела, размещают вертикально отрезок длинной линии длиной l, заполняемый веществами в соответствии с их расположением в емкости, с оконечным горизонтальным участком фиксированной длины z0, скачкообразно заполняемым веществом и опорожняемым при, соответственно, поступлении веществ в емкость и их удалении из емкости, возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на двух разных резонансных частотах f 1 и f 2, измеряют эти резонансные частоты в зависимости от координаты z положения границы раздела двух веществ в емкости, дополнительно возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на третьей резонансной частоте f 3, измеряют f 3 и производят совместную функциональную обработку f 1, f 2 и f 3 согласно соотношению , где f 1 0 ,   f 2 0 ,   f 3 0 - начальные, в отсутствие веществ в емкости, значения f 1, f 2 и f 3, соответственно; - напряжение в точке с координатой ξ отрезка длинной линии с оконечным горизонтальным участком, возбуждаемого на резонансных частотах f 1, f 2 и f 3, соответственно. Техническим результатом является повышение точности измерений. 2 ил.
Наверх