Способ измерения массы жидкости в резервуаре произвольной конфигурации

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2791960:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к средствам измерения массы любых жидких продуктов, находящихся в резервуарах произвольной конфигурации. Способ измерения массы жидкости в резервуаре произвольной конфигурации включает два этапа: этап предварительной адаптации системы измерения к конфигурации резервуара и этап измерения массы жидкости на основании данных, полученных после адаптации измерительной системы. На первом этапе осуществляют подключение системы измерения к исходному резервуару; проводят тарировку, включающую в себя последовательное заполнение резервуара порциями жидкости, определяемыми чувствительностью измерительного ультразвукового датчика и диаметром резервуара произвольной конфигурации по его самой широкой части; одновременно с заполнением резервуара опрашивают ультразвуковой датчик, измеряя показания высоты столба жидкости, находящейся в резервуаре с последовательной их записью в таблицу, хранящуюся во flash-памяти микроконтроллера блока управления. На втором этапе осуществляют измерение показаний высоты столба жидкости посредством измерительного ультразвукового датчика, установленного на верхнюю часть корпуса резервуара, используя принцип акустической локации; вычисляют массу жидкости посредством поиска номера адреса регистра, соответствующего номеру порции, соответствующей значению измеренной высоты столба жидкости, и умножение на массу порции и заранее измеренной, или взятой по таблично, константы плотности измеряемой жидкости. Технический результат - достоверное измерение текущей массы любых жидких продуктов для их учета и хранения. 4 ил.

Изобретение относиться к средствам измерения массы жидких продуктов (любой структуры), находящихся в резервуарах (танках) произвольной конфигурации.

Известно устройство для измерения массы жидкости в резервуаре [1], содержащее корпус и чувствительный элемент буек постоянного сечения, связанный тросом с преобразователем перемещения буйка, состоящим из передаточного механизма и индикатора. Сущность изобретения заключается измерении массы жидкости посредством погружения, специально проектируемого под измеряемую жидкость буя, с целью определения ее уровня и последующего аналитического расчета выталкивающей силы, определяемой по степени деформации пружины жестко, связанной с погружаемым буем.

Недостатками данного изобретения является: необходимость изготовления буя под каждую измеряемую жидкость, что влечет значительные экономические затраты при изменении типа измеряемой жидкости, необходимость обязательного погружения буя в измеряемую жидкость, что требует постоянного технического обслуживания после измерения, наличие механических элементов в системе измерения таких как пружина, применение которой влечет за собой определенный уровень погрешностей, вызванных износом вследствие длительной эксплуатации.

Известно устройство для измерения веса жидкости в резервуаре содержащее мембранный гидравлический индикатор давления, соединенного с измеряемой жидкостью разделителем, связанным с рычажным механизмом весов. Сущность изобретения заключается в измерении веса столба жидкости, подаваемой в резервуар и воздействующей на разделитель, установленный на дне резервуара, через который жидкость попадает в емкость, в которой размещается мембрана. Под давлением столба жидкости мембрана воздействует на механизм десятичных весов. Процесс измерения массы жидкости заключается в компенсации в уравновешивании механизма десятичных весов с помощью грузов. [2]

Недостатками данного изобретения является: наличие рычажного механизма десятичных весов, необходимость интеграции в резервуар разделителя и необходимого количества соединительных труб, контакт с измеряемой жидкостью, что требует регулярного технического обслуживания, погрешности при измерениях десятичными весами.

Целью изобретения является обеспечение получения достоверных результатов измерений массы жидких продуктов (любой консистенции) в резервуаре (танке) произвольной конфигурации.

С этой целью предлагается использовать приведенную на фиг. 1 схему измерения массы жидкости. На верхнюю часть резервуара (танка) произвольной конфигурации (1), содержащую внутри себя жидкость (2), массу которой требуется измерить, устанавливается ультразвуковой датчик (4), который жгутом соединяется с блоком управления (3). Блок управления, включающий в себя микроконтроллер и устройство индикации (фиг. 2) циклично опрашивает ультразвуковой датчик (фиг. 3) и на основании полученных от него данных по специальному алгоритму (фиг. 4) вычисляет текущую массу измеряемой жидкости, значение которой отображается на индикации.

Цель достигается в два этапа: этап - предварительной адаптации системы измерения к конфигурации резервуара (танка) и этап - измерения массы продукта на основании, полученных данных после адаптации измерительной системы.

Адаптация производится путем подключения системы измерения к исходному резервуару (танку) для последующей тарировки, включающую в себя последовательное заполнение резервуара порциями (заливками) воды, определяемыми чувствительностью измерительного ультразвукового датчика и диаметром резервуара (танка) произвольной конфигурации по его самой широкой части, с одновременным его опросом, включающим в себя снятие измеренных показаний высоты столба жидкости, находящейся в резервуаре и последовательной с записью их в таблицу, хранящуюся во flesh-памяти.

Измерение показаний высоты столба жидкости, находящийся в резервуаре, осуществляется посредством измерительного ультразвукового датчика, установленного на верхнюю часть корпуса резервуара (танка), основанного на принципе акустической локации, представляющим собой модуль (фиг. 3) на лицевой стороне печатной платы, которого расположены передающий и приемный ультразвуковые датчики. Передающий модуль с подачей на него питающего напряжения излучает ультразвуковую волну, состоящую из пачки импульсов, одновременно с этим на выходе приемного датчика появляется сигнал высокого уровня (логическая единица). Часть отраженной ультразвуковой волны от какого-либо объекта поступает на приемный датчик, на выходе которого появляется сигнал низкого уровня (логический 0). Исходя из этого измеряется интервал времени (времени запаздывания), при котором на выходе приемного датчика присутствовал сигнал высокого уровня (логическая единица) возможно вычислить расстояния до объекта, от которого произошло отражение:

где D₀ - измеряемая дальность до объекта, с_зв - скорость распространения звука в воздухе (определяется по формуле Лапласа).

Полученные данные измеренной высоты столба жидкости записываются в соответствующую область flesh-памяти по заданным адресам для дальнейшего вычисления массы жидкости.

Процесс вычисления массы жидкого продукта осуществляется согласно алгоритму (фиг 4) посредством программы перекодировки, включающей в себя поиск номера адреса регистра, соответствующей номеру заливки, по значению измеренной высоте столба жидкости и умножения на массу одной порции (заливки) в виде заранее измеренной, или взятой таблично, константы плотности измеряемой жидкости.

Изобретение может быть применено в отраслях народной промышленности (нефтяной, химической, пищевой, строительной) и сельского хозяйства в которых необходимо производить бесконтактным способом измерение массы жидкости любой консистенции в емкостях сложной конфигурации.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент №2033597 (РФ). Устройство для измерения массы жидкости в резервуаре. МПК G01F 23/30, Хусаинов Б.Г., Мигранов М.М., Кречетников Ю.Д. Заявка №4871393/10 от 3.10.1991. Опубл. 20.04.1995 (прототип).

2. Патент №97403 (СССЗ). Устройство для измерения веса жидкости в резервуарах. МПК G01G 5/02, G01F 23/16, Шульгин В.Х. Заявка №447041 от 6.10.1952. Опубл. 1.01.1954 (прототип).

Способ измерения массы жидкости в резервуаре произвольной конфигурации, включающий:

- этап предварительной адаптации системы измерения к конфигурации резервуара, на котором:

осуществляют подключение системы измерения к исходному резервуару;

проводят тарировку, включающую в себя последовательное заполнение резервуара порциями жидкости, определяемыми чувствительностью измерительного ультразвукового датчика и диаметром резервуара произвольной конфигурации по его самой широкой части;

одновременно с заполнением резервуара опрашивают ультразвуковой датчик, измеряя показания высоты столба жидкости, находящейся в резервуаре с последовательной их записью в таблицу, хранящуюся во flash-памяти микроконтроллера блока управления;

- этап измерения массы жидкости на основании данных, полученных после адаптации измерительной системы, на котором:

осуществляют измерение показаний высоты столба жидкости посредством измерительного ультразвукового датчика, установленного на верхнюю часть корпуса резервуара, используя принцип акустической локации;

вычисляют массу жидкости посредством поиска номера адреса регистра, соответствующего номеру порции, соответствующей значению измеренной высоты столба жидкости, и умножение на массу порции и заранее измеренной, или взятой потаблично, константы плотности измеряемой жидкости.

Изобретение относится к измерительной технике и служит для высокоточного определения положения границы раздела двух диэлектрических сред, находящихся в какой-либо емкости одна над другой и образующих плоскую границу раздела. Технический результат - повышение точности измерений.

Радарный датчик для автоматизации производства и логистики // 2788928

Изобретение относится к радарному датчику для автоматизации производства и логистики. Техническим результатом является обеспечение миниатюризации измерительной системы в сочетании с высоким разрешением радара.

Способ определения объема транспортируемого конвейерной лентой сыпучего материала // 2782165

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения объема сыпучего материала. Способ заключается в освещении поверхности сыпучего материала направленным излучением, регистрации отраженного излучения с последующей обработкой полученного сигнала, по которому определяют объем транспортируемого сыпучего материала, определяют разность времен регистрации отраженных от сыпучего материала волн, площадь поперечного сечения сыпучего материала определяют, интегрируя аппроксимированные значения высоты слоя сыпучего материала в каждый момент времени, причем освещение поверхности осуществляют направленным лазерным излучением под углом α по нормали к поверхности конвейерной ленты, изменяют угол α путем поворота лазерного источника и приемника с помощью шагового двигателя, подключенного к микропроцессорному устройству, и определяют высоту слоя сыпучего материала в каждой точке поверхности сыпучего материала по формуле: hi = hД - 0,5 cos αi Δtic, где hД - расстояние между источником лазерного излучения и поверхностью конвейерной ленты, м; с - скорость света, м/с; Δti - разность времен между излучением и отражением лазерного излучения, с; i - номер точки на поверхности сыпучего материала; α - угол между нормалью к поверхности конвейерной ленты и направлением лазерного излучения, рад.

Радиометрический прибор для измерения уровня наполнения, имеющий опорный сцинтиллятор // 2778378

Группа изобретений относится к области измерительной техники. Способ компенсации отклонения измерений первого сцинтиллятора и/или фотодетектора радиометрического устройства измерения уровня наполнения емкости наполнителем для измерения уровня наполнения емкости наполнителем, имеющий этапы: обнаружения посредством второго сцинтиллятора радиоактивного излучения второго сцинтиллятора; передачи, в качестве реакции на радиоактивное излучение, первого светового сигнала первым сцинтиллятором и второго светового сигнала вторым сцинтиллятором, при этом первый световой сигнал отличается от второго светового сигнала; приема, посредством фотодетектора, первого светового сигнала первого сцинтиллятора и второго светового сигнала второго сцинтиллятора и преобразования световых сигналов в электрические сигналы; сравнения электрических сигналов с сохраненными опорными сигналами посредством компаратора; согласования усиления фотодетектора в качестве реакции на сравнение электрических сигналов и сохраненных опорных сигналов.

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в резервуаре // 2778284

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др.

Радарный датчик для обнаружения объектов // 2777143

Изобретение относится к измерительной технике, а именно радарным датчикам. Радарный датчик содержит сенсорный блок, электронный блок оценки, блок связи, блок энергоснабжения.

Способ измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости // 2776192

Изобретение относится к измерительной технике. В способе измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости, в первом измерении, в располагаемом вертикально в емкости с жидкостью, первом отрезке длинной линии и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем в емкости, возбуждают электромагнитные волны на фиксированной частоте.

Способ измерения уровня диэлектрической жидкости в резервуаре // 2775867

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре, независимо от диэлектрической проницаемости жидкости. Техническим результатом является повышение точности измерений.

Способ измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости // 2775643

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от диэлектрической проницаемости жидкости. Техническим результатом является повышение точности измерений.

Способ измерения положения границы раздела двух диэлектрических сред в резервуаре // 2774218

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения границы раздела двух диэлектрических сред, находящихся в резервуаре одна над другой и образующих плоскую границу раздела, в частности двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью, независимо от значений диэлектрической проницаемости обеих сред.