Способ измерения уровня жидкости в гидростатическом нивелире

Авторы патента:

Кузянов Николай Алексеевич (RU)

Галушков Вячеслав Вадимович (RU)

Буюкян Сурен Петросович (RU)

Медведев Григорий Михайлович (RU)

G01F23/00 - Индикация или измерение уровня жидких или сыпучих тел, например индикация изменения объема, индикация с помощью сигнальных устройств (в буровых скважинах E21B 47/04; приспособленных для паровых котлов или устанавливаемых на них F22B 37/78; регулирование уровня G05D; сигнальные устройства G08B)

G01C5/04 - гидростатическое нивелирование, т.е. нивелирование с помощью сообщающихся сосудов с жидкостью, установленных в разнесенных пунктах

Владельцы патента RU 2693007:

АО "Государственный специализированный проектный институт" (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники. Способ измерения уровня жидкости в гидростатическом нивелире основан на компьютерной обработке изображений источников света в телевизионном видеосигнале, формируемом видеодатчиком, установленным на сосуде гидростатического нивелира. Уровень жидкости вычисляется с учетом наклона сосуда. Техническим результатом является повышение точности видеоизмерений. 1 табл.

Изобретение относится к области измерительной техники, связанной с контролем высотного положения узлов сооружения.

Известен гидростатический нивелир, содержащий систему сообщающихся сосудов, устанавливаемых на контролируемых узлах сооружения, наполненных жидкостью, уровень которой, устанавливаемый горизонтально, служит основой для измерений. Известны способы, основанные на визуальном, визуально-контактном, электрическом, фотоэлектрическом и других способах измерения уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира [1].

Недостатком известных способов измерения уровня жидкости в гидростатическом нивелире является то, что в них не учитывается влияние на результаты измерений наклона сосуда от вертикального положения.

Наиболее близким к заявленному по совокупности признаков (прототипом) является способ измерения уровня жидкости в гидростатическом нивелире, основанный на компьютерной обработке изображений источников света в телевизионном видеосигнале, формируемом видеодатчиком, установленным на сосуде гидростатического нивелира, с вычислениями по формуле [2]:

где С - константа, определяемая на основе калибровочных измерений, мм/пиксель;

R - радиус вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, пиксель.

При наклоне сосуда от вертикального положения удлиняется путь световых лучей от источников света до фотоприемника с отражением от поверхности жидкости, что служит источником погрешности измерений. В то же время центр вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, смещается пропорционально наклону сосуда, что позволяет учитывать наклон сосуда при измерении уровня жидкости в гидростатическом нивелире.

Прототипу свойственен тот же недостаток, что и известным способам.

Цели изобретения состоит в устранении недостатков, присущих известным способам и прототипу, для чего в соответствии с изобретением и в отличие от прототипа вычисление уровня жидкости в гидростатическом нивелире выполняются с учетом наклона сосуда по формуле, мм:

где С - константа, определяемая на основе калибровочных измерений, мм/пиксель;

L - смещение центра вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, при наклоне сосуда, пиксель;

R_вд - радиус окружности, на которой установлены источники света в видеодатчике, мм;

R - радиус вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, дискрет.

Уровень жидкости вычисляется следующим образом:

- вычисляются координаты центров изображений источников света в видеокадре, пиксель;

- вычисляются координаты центра и радиус вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, пиксель;

- вычисляется смещение центра вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, от положения, принимаемого при вертикальном положении сосуда, пиксель;

- вычисляется искомый уровень жидкости в гидростатическом нивелире с учетом наклона сосуда, мм.

При С=25000 мм/пиксель, R_вд=50 мм и R=200пиксель погрешность Δh измерения уровня жидкости h при наклоне сосуда на угол ϕ, приводящем к смещению L центра вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, по результатам компьютерного моделирования составляет:

Как следует из результатов компьютерного моделирования, при необходимости выполнения измерений с погрешностью не более 0,5 мм необходимость учета влияния наклона сосуда на точность измерений очевидна.

Способ измерения уровня жидкости в гидростатическом нивелире, основанный на компьютерной обработке изображений источников света в телевизионном видеосигнале, формируемом видеодатчиком, установленным на сосуде гидростатического нивелира, отличающийся тем, что уровень жидкости вычисляется с учетом наклона сосуда по формуле:

где С - константа, определяемая на основе калибровочных измерений, мм/пиксель;

L - смещение центра вероятнейшей окружности, на которой располагаются изображения источников света в видеокадре, от положения, принимаемого при вертикальном положении сосуда гидростатического нивелира, пиксель;

R_вд - радиус окружности, на которой установлены источники света в видеодатчике, мм;

Изобретение относится к комбинированной оптической системе распознавания контейнера и уровня заполнения. Система содержит по меньшей мере один выполненный с возможностью извлечения контейнер (14, 114, 214, 314) с внутренней полостью (32, 332) для приема текучих или сыпучих сред (34, 334) и по меньшей мере один контейнероприемник (12, 312) для контейнера (14, 114, 214, 314).

Способ измерения уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира // 2690088

Изобретение относится к области измерительной техники. Способ измерения уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира основан на компьютерной обработке изображений источников света в телевизионном видеосигнале.

Способ и система оценки расхода текучей среды // 2690080

Система (10) оценки расхода текучей среды, поступающей из бака (20, 21), содержащая средства (17, 22, 23) измерения, выполненные с возможностью измерения уровня текучей среды в баке (20, 21), отличающаяся тем, что содержит средства расчета расхода текучей среды при помощи сигма-точечного фильтра Калмана, при этом указанные средства расчета содержат средства (16) получения грубого расхода текучей среды, а также средства (18) коррекции, связанные со средствами получения и со средствами измерения и выполненные с возможностью коррекции грубого расхода, полученного указанными средствами (16) получения, в зависимости от уровня, измеренного указанными средствами измерения.

Сейсмодатчик 2 и способ его использования // 2688577

Изобретение относится к области измерительной техники, приборостроения, средствам защиты от колебаний при землетрясении и, в частности, может быть использовано для проведения исследования в сфере сейсмологии.

Беспроводная датчиковая система и способ ее использования // 2686805

Группа изобретений относится к устройству для отслеживания параметров текучей среды, топливной датчиковой системе воздушного судна, датчиковой системе для отслеживания параметров текучей среды, двум способам генерирования датчиковых данных.

Способ определения объёмов замкнутых полостей // 2680159

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям вместимостей замкнутых герметизированных объемов в различных сложных системах и установках, имеющих отношение к вакуумной технике, с возможностью размещения внутри их объемов пористых материалов и/или элементов конструкций из них.

Устройство для определения объёмов замкнутых полостей // 2679476

Устройство относится к измерительной технике, в частности к измерениям вместимостей замкнутых герметизированных объемов в различных сложных системах и установках, имеющих отношение к вакуумной технике, с возможностью размещения внутри их объемов пористых материалов и/или элементов конструкций из них.

Система беспроводных топливных датчиков // 2678760

Группа изобретений относится к сенсорному устройству для измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, способу измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, транспортному средству для осуществления вышеуказанного способа.

Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана // 2676845

Изобретение относится к металлургической промышленности. Способ определения уровня магния и характеристик гарнисажа в реакторе восстановления титана, основанный на измерениях в приемной катушке ЭДС, наводимых электромагнитным полем от набора возбуждающих обмоток, расположенных вокруг реторты, содержит этапы, на которых для определения используются токи различной частоты, при этом сначала путем численного решения уравнений электродинамики создают эталонную базу расчетных значений ЭДС в расположенной над реактором приемной катушке при разных заданных уровнях расплавленного магния, разных заданных положениях и размерах титанового гарнисажа при заданном наборе частот питающего тока в диапазоне 1-50 Гц, а затем в процессе восстановления титана при этом же наборе параметров тока в катушках возбуждения измеряют значения ЭДС в приемной катушке, которые сравнивают с эталонными, и определяют методом наименьшего квадратичного отклонения наиболее близкую эталонную и по ней судят об уровне расплавленного магния, положении и размерах титанового гарнисажа.

Устройство контроля работы дозатора для введения жидкой добавки в главную жидкость и дозатор, снабженный таким устройством // 2676818

Изобретение относится к устройству контроля работы дозатора для введения жидкой добавки в основную жидкость, которая приводит дозатор в действие в зависимости от фаз всасывания и нагнетания.

Устройство крепления сосуда гидростатического нивелира // 2690868

Изобретение относится к области измерительной техники, связанной с контролем высотных положений узлов сооружения. Устройство крепления сосуда гидростатического нивелира на контролируемом узле сооружения выполнено в виде верхней и нижней плоских пластин, снабженных посадочными отверстиями, в которых установлен шарик, прижимаемый между пластинами с помощью трех затяжных винтов через три плоскосферические шайбы и три проходных отверстия в верхней пластине и трех резьбовых отверстий в нижней пластине.

Способ измерения уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира // 2690088

Гидростатический архимедов каплевидный иломер // 2593629

Изобретение относится к расходомерам для измерения расхода вод в коллекторах и каналах и может быть использовано для измерения расхода потоков. Гидростатический Архимедов каплевидный иломер включает каплевидный Архимедов поплавок, весом 0,9 от величины Архимедовой силы, с кольцом на выходе, которое перемещается по направляющей вертикальной струне, закрепленной в разжимных скобах, устанавливаемых на расстоянии (5-10)D коллектора вверх по течению от измерительного блока и передающий кабель.

Забойное оборудование с проложенным на нём шланговым нивелиром для определения высотной отметки отдельных элементов забойного оборудования // 2544939

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для добычи полезных ископаемых. Предложено забойное оборудование для машинной добычи в сплошной системе разработки, прежде всего при подземной разработке месторождений каменного угля, с расположенным вдоль фронта очистных работ забойным конвейером, выполненным с возможностью перемещения вдоль забойного конвейера очистным средством и закрепленными на нем под углом к забойному конвейеру узлами щитовой крепи.

Подвижная метка // 2348901

Изобретение относится к измерительной технике и строительству, а именно к гидроуровням, предназначенным для определения превышения одной точки сооружения над другой, в частности к применению резинового кольца в качестве подвижной метки уровня жидкости, охватывающей колбу гидроуровня.

Динамико-статический жидкостной нивелир // 2303764

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для высокоточного измерения превышений, а также постоянного контроля за высотным положением точек инженерных сооружений и технологического оборудования сочетанием методов гидродинамического и гидростатического нивелирования.

Гидростатический нивелир // 2282144

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и может быть использовано для регистрации вертикальных движений и наклонов земной коры, а также для инженерного контроля крупных объектов промышленного и научного значения (зданий, плотин ГЭС, АЭС, радиотелескопов, антенных комплексов, ускорителей элементарных частиц и т.п.).

Подвеска чувствительного элемента // 1799116

Способ определения превышений // 1774168

Гидростатический нивелир // 1774167

Видеопроцессор гидростатического нивелира // 2693009

Изобретение относится к области измерительной техники. Видеопроцессор гидростатического нивелира содержит формирователь строчных и кадровых импульсов, на вход которого подается телевизионный видеосигнал, содержащий изображения источников света, расположенные на отрезках линий, параллельных телевизионным строкам видеокадра, амплитудный компаратор, счетчик строчных импульсов и микроконтроллер. При этом в качестве амплитудного компаратора служит компаратор микроконтроллера, вход которого соединен с входом формирователя строчных и кадровых импульсов, в качестве счетчика строчных импульсов служит один счетчик-таймер микроконтроллера, вход которого соединен с выходом строчных импульсов формирователя строчных и кадровых импульсов, а выход кадровых импульсов формирователя строчных и кадровых импульсов соединен с входом другого счетчика-таймера микроконтроллера. Технический результат – упрощение схемы видеопроцессора гидростатического нивелира. 1 ил.