Ультразвуковой волноводный сигнализатор уровня жидкости

Предлагаемое устройство относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения уровня жидкости в различных, в том числе и в агрессивных средах, эксплуатирующихся как в нормальных условиях, так и при повышенных температурах и давлении. Ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости содержит излучатель и приемник ультразвука. Электрическая схема включает генератор импульсов, усилитель и детектор. Излучатель и приемник выполнены в виде размещенных параллельно друг другу пары волноводных пластин, образующих контролируемый объем. Каждая из пластин соединена с ультразвуковым преобразователем волноводной линией связи. Сигнализатор жидкости в одном корпусе может содержать два или более комплектов излучателей и приемников, соединенных с преобразователями волноводными линиями связи, образующих несколько контролируемых объемов. В предлагаемом устройстве излучение ультразвука в контролируемую среду и его прием производится волноводными пластинами, изготовленными из материала, устойчивого к внешним воздействиям (температура, давление), например из стали, а менее стойкие преобразователи вынесены в зону, не подвергающуюся экстремальным воздействиям. Технический результат заключается в повышении надежности работы сигнализатора при эксплуатации в широком температурном диапазоне, при высоком давлении, упрощении и повышении прочности конструкции, большей технологичности и надежности устройства в процессе длительной его эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения уровня жидкости в различных, в том числе и в агрессивных средах, эксплуатирующихся как в нормальных условиях, так и при повышенных температурах и давлении. Оно может применяться в химических и нефтехимических производствах, в энергетической, топливной и других отраслях хозяйственной деятельности.

Принцип работы известных устройств основан на излучении акустических волн, их приеме, усилении, преобразовании и измерении. Известная конструкция ультразвукового сигнализатора уровня жидкости (СУ) включает генератор импульсов, акустические излучатель и приемник, подключенный к электрической схеме, содержащей усилитель, преобразователь и измеритель сигналов, прошедших через контролируемую среду.

Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому техническому результату к заявляемому устройству является ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости, описанный в авторском свидетельстве СССР №570781 (1973 г) [1]. Современный вариант устройства: ультразвуковой сигнализатор уровня "Echotel 961/962" [2] производства компании "Magnetrol".

Известный сигнализатор содержит пьезоэлектрические ультразвуковые излучатель и приемник, размещенные в общем корпусе друг против друга на близком расстоянии и соединенные с электрической схемой. Пространство между излучателем и приемником образует контролируемый объем. Принцип действия основан на индикации жидкости в контролируемом объеме за счет регистрации проходящих через него ультразвуковых импульсов. При осушении контролируемого объема прохождение импульсов прекращается, что и регистрируется электрической схемой.

Последняя состоит из генератора импульсов, усилителя принятых сигналов и детектора. Выход генератора подключен к ультразвуковому излучателю, а вход усилителя - к приемнику ультразвука. Выход усилителя соединен с детектором.

Работает сигнализатор следующим образом. Электрические импульсы с выхода генератора поступают на излучатель, где преобразуются в акустические волны ультразвуковой частоты, передающиеся в контролируемый объем. Если последний заполнен жидкостью, то ультразвуковые колебания достигают расположенного напротив него приемника, преобразуются в электрические сигналы и далее после усиления поступают на вход детектора, который регистрирует наличие жидкости в контролируемом объеме. При осушении контролируемого объема прохождение ультразвука через пространство между излучателем и приемником практически прекращается, и детектор фиксирует отсутствие сигнала. Причиной этого является значительная разница в волновых акустических сопротивлениях (произведении скорости звука на плотность) жидкости и газа.

С помощью сигнализатора определяют уровень жидкости в заданной зоне в емкости с контролируемой средой. При этом чувствительный элемент может находиться как непосредственно в контролируемой среде, так и вне ее, выше уровня раздела сред.

Несмотря на удовлетворительные эксплуатационные характеристики, известный сигнализатор имеет ряд недостатков. Во-первых, это неспособность работать в средах при высокой температуре из-за деградации преобразователей: излучателя и приемника, как правило изготовленных из пьзокерамики, теплостойкость которой ограничена «точкой Кюри» (для распространенной керамики типа ЦТС это не более 350°C). Кроме этого, весьма сложно подобрать конструкционные материалы для крепления пьезоэлементов и организации их электрических выводов в датчике при необходимости работать в широком температурном диапазоне (-200 - +400C°) и высоком давлении (20 МПа). Большинство известных материалов при высокой температуре быстро деградируют.

Перед разработчиком стоит задача повышения надежности работы сигнализатора при эксплуатации в широком частотном диапазоне, при высоком давлении, упрощения и повышения прочности конструкции устройства.

Поставленная задача решается, благодаря ультразвуковому волноводному сигнализатору уровня жидкости, содержащему излучатель и приемник ультразвука, размещенные друг против друга и соединенные с электрической схемой, включающей генератор импульсов, усилитель и детектор, при этом выход генератора подключен к излучателю, а вход усилителя - к приемнику ультразвука, выход усилителя соединен с детектором, отличающемуся тем, что излучатель и приемник выполнены в виде размещенных параллельно друг другу пары волноводных пластин, образующих контролируемый объем, при этом каждая из пластин соединена с ультразвуковым преобразователем волноводной линией связи, детектор содержит компаратор уровня напряжения, формирователь задержанных строб-импульсов и задатчик уровня, причем вход формирователя задержанных строб-импульсов подключен к генератору, выход к управляющему входу компаратора, при этом первый вход компаратора подключен к выходу усилителя, а второй - к задатчику уровня. В одном корпусе может содержаться два или более комплекта излучателей и приемников ультразвука, каждый из которых состоит из пары волноводных пластин, соединенных с ультразвуковыми преобразователями волноводными линиями связи, и образующих несколько контролируемых объемов.

Отличительные признаки заявляемого устройства в совокупности с известными обеспечивают решение поставленной задачи - повышения надежности работы сигнализатора при эксплуатации в широком температурном диапазоне, при высоком давлении, упрощение и повышение прочности конструкции, большей технологичности и надежности устройства в процессе длительной его эксплуатации.

В предлагаемом устройстве излучение ультразвука в контролируемую среду и его прием производится волноводными пластинами, изготовленными из материала, устойчивого к внешним воздействиям (температура, давление), например из стали, а менее стойкие преобразователи вынесены в зону, не подвергающуюся экстремальным воздействиям. При этом транспортировка акустических сигналов проходит по волноводам связи. В этом случае преобразователь может изготавливаться с использованием обычных (не теплостойких) материалов, таких как пьезокерамика типа ЦТС, припой ПОС, провода в хлорвиниловой изоляции и т.д. и без «экзотических» технологических приемов, что значительно уменьшает стоимость изделия без снижения надежности и долговечности. А сама конструкция погружной части сигнализатора может быть выполнена цельносварной из коррозионноустойчивой стали, что значительно увеличивает ресурс изделия и позволяет применять его при экстремальных значениях температуры контролируемой среды от криогенной (-200°С) до весьма высокой (+500°С). Конструкция может применяться при высоких давлениях контролируемой среды.

В один общий корпус, изготовленный, например, в виде трубы, могут быть установлены несколько комплектов волноводных пластин, снабженных своими волноводными линиями связи с преобразователями. В результате формируется прибор с несколькими точками контроля - многоточечный сигнализатор уровня.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает большей надежностью работы при эксплуатации в широком температурном диапазоне, при высоком давлении, имеет простую и прочную конструкцию.

Конструкция сигнализатора поясняется фиг. 1.

Сигнализатор состоит из излучающей и приемной пластин 1, 2, размещенных друг против друга и образующих контролируемый объем 3. Пластины закреплены в корпусе 4. Пластины связаны с акустическими преобразователями 5 и 6 волноводами связи 7 и 8. Электронная схема состоит из генератора импульсов 9, усилителя принятых сигналов 10, формирователя задержанных строб-импульсов 11, задатчика уровня 12 и стробируемого компаратора 13.

Работает сигнализатор следующим образом. Электрические импульсы с выхода генератора 9 подаются на преобразователь 5, где преобразуются в ультразвуковые импульсы продольных волн и по волноводу связи 7 поступают на излучающую волноводную пластину 1. Попадающая перпендикулярно на волноводную пластину продольная волна, генерирует в ней изгибную волну, которая эффективно излучается в жидкость, заполняющую контролируемый объем 3. Пройдя через жидкость, ультразвуковые импульсы достигают приемной волноводной пластины 2, где возбуждают изгибные волны. Путь ультразвуковых волн схематично показан стрелкой. В точке крепления приемного волновода связи 8 изгибные волны трансформируются в продольные и по волноводу связи 8 достигают преобразователя 6 и в виде электрических импульсов после усиления в усилителе 10 поступают на вход компаратора 13. Одновременно на управляющий вход компаратора 13 поступают строб-импульсы с выхода формирователя задержанных строб-импульсов 11. Использование стробирования предотвращает срабатывание компаратора в любое другое время, например, в момент посылки импульса генератором. Задатчик уровня 12 определяет уровень дискриминации - порог срабатывания компаратора.

Схема электрических сигналов, поясняющая работу сигнализатора, приведена на фиг. 2. На ней также показан сигнал помехи, возникающий вследствие распространения акустических импульсов по волноводным пластинам и элементам корпуса, и приходящем позже принимаемого полезного сигнала. Для этого выбирается увеличенная длина волноводных пластин.

Когда контролируемый объем 3 находится в газовой среде (не погружен в жидкость), принятый сигнал практически отсутствует и амплитуда принимаемых компаратором 13 импульсов становится ниже уровня, определяемого задатчиком 12. Компаратор фиксирует это состояние и выдает сигнал об отсутствии жидкости в контролируемом объеме на своем выходе.

В устройстве также могут использоваться волноводы связи изгибных волн.

Конструкция сигнализатора для контроля двух значений уровня жидкости показана на е фиг. 3. В нем предусмотрена возможность определения состояния среды в двух контролируемых объемах 3 и 6. Для этого в корпусе 11 установлены две пары волноводных пластин: излучающие 1 и 4 и приемные 2 и 5. Излучающие пластины соединены волноводами связи 7 с преобразователями 9. Приемные пластины - волноводами связи 8 с преобразователями 10.

Работа прибора осуществляется аналогично одноточечным сигнализаторам, описанным выше.

Опытные образцы сигнализатора были изготовлены и испытаны.

В сигнализаторах использовались волноводные пластины длиной 80 мм, шириной 5 мм и толщиной 1,5 мм. Расстояние между пластинами равнялось 6 мм. Волноводы связи были выполнены из проволоки диаметром 1 мм длиной 800 мм. Конструкция размещалась в корпусе, изготовленном из трубы диаметром 20 мм. Использовались материалы из стали марки 12Х18Н10Т. Акустические преобразователи были изготовлены из пьезокерамики ЦТС-19. Рабочая частота ультразвука - 800 кГц. Частота посылки электрических импульсов генератора 1 кГц.

В электрической схеме были применены типовые микросхемы и микропроцессор производства компании Atmel.

Работа сигнализаторов была проверена в различных жидкостях, в частности, в воде, нефтепродуктах, растворителях, химических реагентах, сжиженных газах, в температурном диапазоне от -200 до +400°C, при давлении среды до 20 МПа.

Показана устойчивая и надежная работа устройств во всех опробованных средах.

Источники информации

1. Описание к авторскому свидетельству СССР №570781, опубл. 30.08.1977.

2. http://literature.magnetrol.com/8/51-136.pdf

1. Ультразвуковой волноводный сигнализатор жидкости, содержащий излучатель и приемник ультразвука, размещенные друг против друга и соединенные с электрической схемой, включающей генератор импульсов, усилитель и детектор, при этом выход генератора подключен к излучателю, а вход усилителя - к приемнику ультразвука, выход усилителя соединен с детектором, отличающийся тем, что излучатель и приемник выполнены в виде размещенных параллельно друг другу пары волноводных пластин, образующих контролируемый объем, при этом каждая из пластин соединена с ультразвуковым преобразователем волноводной линией связи.

2. Ультразвуковой волноводный сигнализатор жидкости по п. 1, отличающийся тем, что детектор содержит компаратор уровня напряжения, формирователь задержанных строб-импульсов и задатчик уровня, причем вход формирователя задержанных строб-импульсов подключен к генератору, выход к управляющему входу компаратора, при этом первый вход компаратора подключен к выходу усилителя, а второй - к задатчику уровня.

3. Ультразвуковой волноводный сигнализатор жидкости по п. 1, отличающийся тем, что в одном корпусе содержит два или более комплекта излучателей и приемников, соединенных с преобразователями волноводными линиями связи, образующие несколько контролируемых объемов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области беспроводного измерения количества жидкости. Заявлены способ измерения количества жидкости и система для измерения количества жидкости.

Устройство относится к измерителям уровня наполнителя в резервуарах, емкостях и т.д., вВ частности, к радарному детектированию параметров процесса, связанных с расстоянием до поверхности содержимого в резервуаре с помощью электромагнитных волн.

Изобретение относится к радарным уровнемерам. Заявлен способ радарного определения уровня и система для его реализации.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам ультразвукового контроля уровней жидких сред. Уровнемер содержит чувствительный элемент, выполненный в виде двух волноводов с закрепленными в их верхней части приемо-передающими преобразователями, и отражатель акустических импульсов, расположенный параллельно волноводу.

Предложенные два варианта радиолокационного волноводного уровнемера предназначены для измерения уровня в установках, например в резервуарах, котлах с избыточным давлением, силосах.

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.

Изобретение относится к способу и устройству определения уровня, использующему электромагнитные волны для определения расстояния до поверхности продукта, содержащегося в резервуаре.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения физических параметров материала, в том числе и при экстремальных температурах. Способ включает в себя измерение напряжения зондирующего сигнала во входной цепи первичного преобразователя, заполняемого контролируемым материалом, причем первичный преобразователь выполнен в виде отрезка длинной линии.

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.

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.

Использование: для определения количества топлива и его качества в баках транспортных средств. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения количества и качества топлива в баке с трехслойной смесью «воздух - топливо - вода», по которому в размещенном в баке резонаторе возбуждают электромагнитные колебания на трех собственных частотах, измеряют их и по ним судят о параметрах контролируемой среды - положении двух границ раздела и диэлектрической проницаемости топлива, по этим параметрам определяют количество топлива и его качество, нижняя часть резонатора погружена в автономный контейнер, полностью заполненный водой, а остальная его часть погружена в контролируемую смесь, для полностью заправленного топливом бака по трем измеренным собственным частотам резонатора определяют суммарное количество воды в баке и контейнере и диэлектрическую проницаемость топлива, их значения заносят в архив, по мере расходования топлива в зависимости от его количества параметры трехслойной смеси определяют в трех режимах, при большом количестве топлива - по трем измеренным собственным частотам резонатора, при среднем количестве - по двум из измеренных собственных частот и архивному значению суммарного количества воды в баке и контейнере, при малом количестве топлива - по одной из измеренных частот и архивным значениям суммарного количества воды и диэлектрической проницаемости топлива. Технический результат: обеспечение возможности высокой точности определения количества топлива в трехслойной среде и его качества. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения физических параметров материала, а именно уровня материала, в том числе и при экстремальных температурах. Способ включает в себя измерение напряжения зондирующего сигнала во входной цепи первичного преобразователя, погруженного в контролируемый материал, причем первичный преобразователь выполнен в виде отрезка длинной линии. Измерения напряжения выполняют дистанционно, для чего между входом амплитудного детектора и входом первичного преобразователя включают первый дополнительный отрезок линии передачи, в котором создают режим бегущих волн. Подачу зондирующего сигнала с выхода генератора на вход первичного преобразователя производят через включенный между ними второй дополнительный отрезок линии передачи. Генератор перестраивают в диапазоне частот и определяют частоту хотя бы одной из гармоник, характеризующихся тем, что на частоте гармоники входное сопротивление первичного преобразователя достигает минимума. По значениям указанных частот определяют расстояние от входа первичного преобразователя до поверхности контролируемого материала. Технический результат заключается в обеспечении измерений при экстремальных температурах, повышении точности измерения, расширении функциональных возможностей. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предложенная группа изобретений относится к средствам, предназначенным для определения уровня заполнения емкости с учетом изменчивости эхо-сигналов. Уровнемер для определения значений изменчивости эхо-сигналов кривой эхо-сигналов и для выполнения способа отслеживания с учетом по меньшей мере одного из значений изменчивости содержит: блок вычисления для определения первого значения изменчивости первого эхо-сигнала первой кривой эхо-сигналов с учетом позиционного сдвига первого эхо-сигнала и позиционного сдвига другого эхо-сигнала первой кривой эхо-сигналов; при этом блок вычисления дополнительно предназначен для выполнения способа отслеживания, чтобы группировать эхо-сигналы последовательных кривых эхо-сигналов, которые вызваны одной и той же точкой отражения; при этом блок вычисления назначает второй эхо-сигнал второй кривой эхо-сигналов, которая получена после первой кривой эхо-сигналов, определенной трассе с учетом изменчивости. Указанный уровнемер реализует соответствующий способ для определения значений изменчивости эхо-сигналов кривой эхо-сигналов. Также заявлен машиночитаемый носитель, на котором хранится элемент программы для выполнения такого способа. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к технической области измерения уровня заполнения. В частности, настоящее изобретение относится к устройству измерения уровня заполнения, к способу определения и читаемому компьютером носителю. Так, способ определения уровня заполнения содержит этапы, при которых: регистрируют несколько следующих во времени друг за другом кривых эхо-сигналов; определяют соответственно первый эхо-сигнал и второй эхо-сигнал в каждой из зарегистрированных кривых эхо-сигналов путем оценки кривых эхо-сигналов, причем первые эхо-сигналы ассоциируются с любым первым треком и вторые эхо-сигналы ассоциируются с любым вторым треком; вычисляют первую функциональную взаимосвязь между позициями первого трека и позициями второго трека кривых эхо-сигналов; регистрируют другую кривую эхо-сигнала; определяют позицию первого эхо-сигнала другой кривой эхо-сигнала путем оценки другой кривой эхо-сигнала, причем первый эхо-сигнал принадлежит первому треку; вычисляют позицию второго трека к моменту времени другой кривой эхо-сигнала с применением позиции первого эхо-сигнала другой кривой эхо-сигнала или позиции первого трека к моменту времени другой кривой эхо-сигнала и первой функциональной взаимосвязи. Задачей изобретения является обеспечить возможность альтернативного определения уровня заполнения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости в емкости, в частности оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, охлаждающей жидкости в ядерных реакторах и др. Предлагается бесконтактный радиоволновый способ измерения уровня жидкости в емкости, заключающийся в том, что сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, сохраняют эти данные в виде массива выборок за время периода модуляции, аппроксимируют полученные данные синусоидой путем подбора амплитуды, частоты и фазы до максимального совпадения с полученными данными, по частоте полученной синусоиды судят об уровне жидкости в емкости. Технический результат - повышение точности измерения. 2 ил.

Предложенная группа изобретений относится к средствам для мониторинга и эксплуатации радиолокационной системы измерения уровня для определения уровня наполнения резервуара. Устройство для мониторинга эксплуатации радиолокационной системы измерения уровня содержит приемопередатчик для формирования, передачи и приема электромагнитных сигналов; щуп, соединенный с приемопередатчиком для направления переданного электромагнитного сигнала от приемопередатчика к содержащемуся в резервуаре продукту с обеспечением проникновения указанного сигнала в продукт и для возврата отраженного электромагнитного сигнала, полученного в результате отражений на неоднородностях свойств распространения, с которыми столкнулся переданный электромагнитный сигнал, и включающего в себя поверхностный эхо-сигнал, полученный в результате отражения на уровне поверхности содержащегося в резервуаре продукта; по меньшей мере первую неоднородность свойств распространения, располагаемую вдоль щупа на первом известном расстоянии от исходного положения наверху указанного резервуара и выполненную с возможностью отражения фрагмента переданного электромагнитного сигнала обратно к приемопередатчику для формирования первого эталонного эхо-сигнала. Первая неоднородность свойств распространения расположена для задания зоны обнаружения переполнения над диапазоном нормального уровня наполнения резервуара; устройство оценки сигнала для оценивания первого фрагмента отраженного электромагнитного сигнала, показывающего время пролета, соответствующее указанному первому расстоянию от исходного положения; определяющее устройство для определения, на основе указанной оценки, выявляется ли первый эталонный эхо-сигнал в первом фрагменте отраженного электромагнитного сигнала, и для определения, на основе отраженного электромагнитного сигнала, может ли быть идентифицирован уровень поверхности; и устройство формирования сигналов для дедуктивного определения рабочего состояния мониторинга эксплуатации и допущения эксплуатации резервуара, если определено, что уровень поверхности не может быть идентифицирован и первый эталонный эхо-сигнал выявляется в первом фрагменте отраженного электромагнитного сигнала, и для формирования сигнала, указывающего, что уровень наполнения находится в зоне обнаружения переполнения, если определено, что уровень поверхности не может быть идентифицирован и первый эталонный эхо-сигнал не выявляется в первом фрагменте отраженного электромагнитного сигнала. Указанное устройство может быть выполнено в двух вариантах и реализует два варианта способа измерения уровня продукта в резервуаре. Предложенная группа изобретений позволяет реализовать дополнительный механизм сигнализации о переполнении резервуара в случае неблагоприятных для измерения условий. 4 н. и 8 з.п. ф-лы. 8 ил.

Заявленная группа изобретений относится к средствам для измерения уровня заполнения на основе времени распространения сигнала. Предложенное устройство измерения уровня заполнения содержит передающий блок для отправки передаваемого сигнала, который отражается на поверхности загруженного продукта заполняющей среды и по меньшей мере одном втором отражателе; приемный блок для регистрации отраженного переданного сигнала, который является эхо-кривой, которая имеет множество эхо-сигналов; блок оценки для выполнения способа отслеживания для группировки соответственно вызванных идентичными отражателями эхо-сигналов эхо-кривых, зарегистрированных в различные моменты времени, причем блок оценки выполнен с возможностью выполнения следующих этапов: (а) определение первого трека первой группы эхо-сигналов, которые вызваны первым отражателем, и второго трека второй группы эхо-сигналов, которые вызваны вторым отражателем, причем каждый трек описывает время распространения соответствующего переданного сигнала от передающего блока до ассоциированного с треком отражателя и обратно в приемный блок в различные моменты времени; (b) определение линейного отношения между первым треком и вторым треком, задаваемое линейным уравнением; (c) определение одной или нескольких неизвестных из линейного отношения между первым треком и вторым треком. Указанное устройство реализует соответствующий способ измерения уровня заполнения, а также реализованы процессор и машиночитаемый носитель, которые соответственно выполняют и хранят данный способ. Заявленная группа изобретений направлена на улучшение точности определения уровня заполнения емкости. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение может быть использовано для измерения уровня границы жидкостей с разными плотностями и электропроводностями, диэлектрическими проницаемостями от 1,5 единиц, границы жидкость - осадок на предприятиях нефтегазовой отрасли в атомной энергетике. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения уровня границы раздела жидкостей в емкости и повышение точности данного измерения. Технический результат достигается способом, заключающимся в том, что в устройство контроля и сигнализации заносят данные о высоте емкости с жидкостями или жидкостью с осадком, посредством радарного уровнемера измеряют расстояние до жидкости с меньшей плотностью, передают информацию в устройство контроля и сигнализации, запускают цикл измерения, при котором рассчитывают величину опускания ультразвукового датчика ниже уровня менее плотной жидкости, опускают настроенный на скорость распространения звука в менее плотной жидкости ультразвуковой датчик, посылают ультразвуковой сигнал от ультразвукового датчика и принимают сигнал, отраженный от более плотной жидкости или осадка, вычисляют уровень границы раздела жидкостей в емкости вычитанием из высоты емкости расчетной величины опускания ультразвукового датчика и измеренного им расстояния от него до границы раздела менее плотной жидкости и более плотной жидкости или осадка, сохраняют и выводят данные на внешние устройства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения покомпонентного количества (объема) многокомпонентной среды в емкости, произвольным образом распределенной внутри нее. В частности, оно может быть применено для измерения количества каждой компоненты многокомпонентной среды в емкости в условиях невесомости. Предлагается способ измерения количества каждой компоненты многокомпонентной среды в емкости, произвольным образом распределенной внутри нее и содержащей n+1 компоненту, при котором отрезок двухпроводной длинной линии с равномерным распределением электромагнитного поля вдоль него размещают равномерно по объему емкости, возбуждают в нем электромагнитные колебания и измеряют их резонансную частоту. Способ отличается тем, что дополнительно размещают равномерно по объему емкости n отрезков двухпроводной длинной линии, причем все отрезки двухпроводной длинной линии имеют на их проводниках однородное диэлектрическое покрытие, отличное одно от других, возбуждают в этих n отрезках двухпроводной длинной линии электромагнитные колебания и измеряют их резонансную частоту каждого из них, осуществляют совместное функциональное преобразование измеренных резонансных частот всех n+1-го отрезков двухпроводной длинной линии и определяют количество каждой компоненты согласно соотношению , где k=1, 2, …, n - номер компоненты, D=det[aik] - определитель системы уравнений; Dk - определитель, полученный из D после замены элементов k-го столбца соответствующими свободными членами b1, b2, …bn; ; ; - эффективная диэлектрическая проницаемость k-й компоненты i-ого канала; - эффективная диэлектрическая проницаемость n+1-й компоненты - исходной среды в резервуаре - i-го канала; - резонансная частота i-го отрезка двухпроводной длинной линии, i=1, 2, …, n; - значение в отсутствие многокомпонентной среды в емкости, при этом количество Vn+1 n+1-й компоненты определяют по разности между объемом емкости и суммарным объемом V1, V2, …, Vn n компонент. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости в емкости. Технический результат заключается в повышении точности измерений. В предлагаемом способе измерения уровня жидкости в емкости технический результат достигается тем, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, записывают эти данные в виде массива выборок с частотой за время периода модуляции, определяют уровень по частоте максимума спектральной плотности сигнала разностной частоты. При этом дополнительно массив данных сигнала разностной частоты записывается с частотой , меняющейся пропорционально отклонению от линейной частотной характеристики измерительной системы, а затем вновь выбирается равномерно для спектральной обработки. 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения уровня жидкости в различных, в том числе и в агрессивных средах, эксплуатирующихся как в нормальных условиях, так и при повышенных температурах и давлении. Ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости содержит излучатель и приемник ультразвука. Электрическая схема включает генератор импульсов, усилитель и детектор. Излучатель и приемник выполнены в виде размещенных параллельно друг другу пары волноводных пластин, образующих контролируемый объем. Каждая из пластин соединена с ультразвуковым преобразователем волноводной линией связи. Сигнализатор жидкости в одном корпусе может содержать два или более комплектов излучателей и приемников, соединенных с преобразователями волноводными линиями связи, образующих несколько контролируемых объемов. В предлагаемом устройстве излучение ультразвука в контролируемую среду и его прием производится волноводными пластинами, изготовленными из материала, устойчивого к внешним воздействиям, например из стали, а менее стойкие преобразователи вынесены в зону, не подвергающуюся экстремальным воздействиям. Технический результат заключается в повышении надежности работы сигнализатора при эксплуатации в широком температурном диапазоне, при высоком давлении, упрощении и повышении прочности конструкции, большей технологичности и надежности устройства в процессе длительной его эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх