HU214537B - Eljárás és berendezés hosszúság mérésére - Google Patents
Eljárás és berendezés hosszúság mérésére Download PDFInfo
- Publication number
- HU214537B HU214537B HU896625A HU662589A HU214537B HU 214537 B HU214537 B HU 214537B HU 896625 A HU896625 A HU 896625A HU 662589 A HU662589 A HU 662589A HU 214537 B HU214537 B HU 214537B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- frequency
- priority
- maximum
- wave
- column
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Az eljárás egyik végén zárt vagy mindkét végén nyitőtt csőben lévőfőlyadék- vagy gáznemű közegőszlőp, illetve szilárd rúd hősszúságánakérintkezés mentes meghatárőzására szőlgál. Ismert ter edési sebességűés frekvenciájú vagy hűllámhősszúságú állóhűllámőt gerjesztenek aközegőszlőpban, vagy a rúdban őly módőn, hőgy az állóhűllám egyikhűllámcsőmópőntját a közegőszlőp vagy a rú egyik végénél alakítják ki,éspedig főleg a cső nyitőtt végével szemben lévő, zárt végénél, vagydűzzadópőntőt alakítanak ki a cső egyik nyitőtt végénél. Ezűtánváltőztatják az állóhűllám frekvenciá át. Az állóhűllám amplitúdóját aközegőszlőp, vagy a rúd azőn végénél határőzzák meg, ahől a hűllámőtbebőcsátőtták, majd a frekvenciát addig váltőztatják, amíg legalábbkét egymást követő maximűmőt agy egy maximűmőt követő miniműmőt nemészlelnek az amplitúdó mérésekőr, végül kiszámítják a közegőszlőp vagya rúd hősszúságát az állóhűllám ismert f frekvenciájánál az L=sc/[2(fű – fn)] képletből, amelyben L= a rúd vagy a közegőszlőp hősszúsága, c= ahűllám terjedési sebessége, fn= az állóhűllám frekvenciája az elsőnekmeghatárőzőtt maximűmnál vagy miniműmnál, f = az állóhűllámfrekvenciája az űtőlsónak meghatárőzőtt maximűmnál vagy miniműmnál azn-edik maximűmtól vagy miniműmtól az ű-adik maximűmig vagy miniműmigterjedő tartőmányban; vagy ismert <F"S mből">l állóhűllám-hősszúságnálaz L=slűln/[2(ln – lű)] képletből, amelyben L= a rúd vagy a közegőszlőp hősszúsága, ln= azállóhűllám hősszúsága az elsőnek meghatárőzőtt maximűmnál vagyminiműmnál, lű N>= az állóhűllám hősszúsága az űtőlsónak meghatárőzőttmaximűmnál vagy miniműmnál és s= a meghatárőzőtt maximűmők vagyminiműmők száma az n-edik maximűmtól vagy miniműmtól az ű-a ikmaximűmig vagy miniműmig terjedő tartőmányban (s= ű – n). Az eljárásmegvalósítását szőlgáló berendezésnek van egy hangszórója (1), amelycsatlakőztatva van egy távtartó (4) egyik végéhez. A távtartó (4)másik vége a gáz vagy főlyadék halmazállapőtú közeget tartalmazó cső(6) nyitőtt, vagy egyik nyitőtt végéhez (5) illeszkedik. Aberendezéshez tartőzik tővábbá egy akűsztikűs vevőmikrőfőn (7). ŕ
Description
A találmány tárgya eljárás és berendezés egy, egyik végén zárt vagy mindkét végén nyitott, cső alakú üregben lévő folyadék- vagy gázoszlop hosszúságának vagy egy szilárd rúd hosszúságának érintkezés nélküli meghatározására. Az eljárás szerint ismert frekvenciájú vagy hullámhosszúságú és ismert sebességgel terjedő állóhullámot gerjesztünk az oszlopban vagy rúdban úgy, hogy az állóhullámnak egy hullámcsomópontját a rúd vagy az oszlop egyik végén alakítjuk ki - elsősorban az üreg nyitott végével szemben lévő zárt végén -, vagy duzzadópontot alakítunk ki az üreg két nyitott végének egyikén át és változtatjuk az állóhullám frekvenciáját.
Az eljárás megvalósítását szolgáló berendezés, amely ismert terjedési sebességű és frekvenciájú, vagy hullámhosszúságú állóhullámot gerjesztő eszközt és vevőt tartalmaz, ahol az állóhullám frekvenciája változtatható, szintén a találmány tárgyát képezi.
Szintmérésre eddig olyan eljárásokat alkalmaztak akár a hidrológiában, felületi vizek vagy talajvizek zónáiban, szennyvízcsatornákkal kapcsolatos kutatómunkák során vagy tartályok feltöltési szintjének a mérésekor, amelyeknek túlnyomó része hagyományos vagy költséges mérési technikákon alapul: például nyomásérzékelőket vagy úszókat, illetve hangvisszaverődési idő (visszhang) mérésen alapuló eljárásokat alkalmaztak.
A sok éve használt úszókon kívül - amelyeknél a mérendő szint magasságát mechanikus áttétellel érzékelik -, nyomásérzékelőket alkalmaznak, amelyek a csúcsaikon elhelyezett szenzorok segítségével mérik az érzékelő hegye és a közeg felülete közötti folyadékoszlopot.
A hidrológiában ezenkívül olyan eljárásokat is alkalmaznak, amelyekkel nyugalmi állapotban lévő rendszerek esetén egy súlymérő berendezésnél kialakuló nyomásegyensúlyból állapítják meg úgynevezett buboréktölcsér alkalmazásával egy vízoszlop magasságát. [Például a SEBA-Hydrometrie (Kaufbeuren) „Ω” sűrített levegős szintmérőjével.] Alkalmaznak „cable-lights” szondákat és mélységmérő szondákat is.
Ami a „cable-lights” szondákat illeti, azok folyamatosan indikálják a szondacsúcsnak a talajvízbe való merülését, amikor a talajvíz szintjét kell meghatározni. A kábelen lévő hosszanti irányú beosztás lehetővé teszi a vízfelület magasságának a leolvasását. A mélységmérő készülékben egy számláló van, amely leáll, amikor a szonda eléri a vízfelületet és ebben a helyzetben a vízfelület magasságát meg lehet határozni.
A hangvisszaverődésen alapuló, ismert visszaverődési időméréseknél egy impulzusgenerátor által kibocsátott impulzus verődik vissza a vízfelületről vagy valamilyen más tárgy felületéről. Az impulzus kibocsátása és a visszavert impulzus visszaérkezése között eltelt idő tekinthető a bejárt út mértékének. Ilyen visszaverődési időméréseket aligha lehet végrehajtani a hidrológiában, a nagy költségek miatt.
Az ismert mechanikai mérőeszközöknek az az egyik hátrányuk, hogy a mérési értékeket pontatlan szerkezetek szolgáltatják. A hőmérséklet-ingadozásnak tulajdonítható pontatlanságok mellett vannak más nehézségek is, például abban az esetben, ha a talajvízméréseknél használt mérőcsövekbe úszókat helyezünk be, különösen akkor, ha - mint ez gyakran előfordul - a mérőcsövek hajlítottak.
Hőmérséklet-ingadozás okozta pontatlanságok előfordulhatnak „cable-lights” szondák és mélységmérő készülékek esetében is. Ezeknél a készülékeknél ráadásul fellép még egy hiba: a kábel megnyúlik a saját súlyának hatására. Stacioner berendezésnél a vízben hosszú ideig függő szondák permeabilisekké válhatnak, sőt le is szakadhatnak, s így elveszhetnek kihúzásuk közben.
Az FR 2 195 085 számú francia szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek próbatestek méreteinek a meghatározására. A megoldás szerint a próbatesteket beleteszik egy nagyfrekvenciás kamrába és meghatároznak két frekvenciát, amelyek annak a próbatestnek a rezonanciafrekvenciái, amely próbatestnek a méreteire kíváncsiak. Ezeknek a frekvenciáknak az alapján az FR 2 185 095 számú szabadalmi leírásban közölt egyenletek segítségével a próbatest méretei kiszámíthatóak. Az FR 2 185 095 számú szabadalom tárgyát képező eljárás egyik alkalmazási lehetőségére bemutatja a leírás, hogyan lehet meghatározni a próbatest anyagának hőtágulási együtthatóit.
Egyáltalán nem lehet semmiféle következtetést levonni az FR 2 195 085 számú szabadalmi leírásból arra vonatkozóan, hogy miként lehet meghatározni egy gázzal vagy folyadékkal töltött üregnek a hosszúságát vagy egy rúdnak a hosszúságát állóhullám gerjesztése útján, és hogyan lehet meghatározni két egymást követő maximumnak (vagy két minimumnak és egy minimummal követett maximumnak) a helyét.
Az US 3 237 445 számú szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amely szerint hagyományosan határozzák meg a vastagságot a t = c/f egyenletből. A test alapharmonikusának rezonanciafrekvenciáját ott mérik, ahol a vastagságot kívánják meghatározni. Az
HU 214 537 Β
US 3 237 445 számú szabadalmi leírásban ezenkívül ismertetik azt az ismert megoldást, hogy a rezonanciafrekvenciát az ultrahang frekvenciájának folyamatos változtatásával határozzák meg, feltételezve, hogy az alapharmonikus rezonanciafrekvenciája azután adja a maximumjelet, hogy az ultrahang áthaladt a mérendő testen. (A test különösen transzparens a rezonanciafrekvencia vagy a rezonanciafrekvencia harmonikusai számára.) Annak érdekében, hogy elkerüljék a frekvencia változását, amíg el nem érték a rezonanciafrekvenciát, az US 3 237 445 számú szabadalmi leírás szerint különböző frekvenciájú ultrahanghullámokat kell egyidejűleg a próbatestre irányítani, majd meg kell határozni a frekvenciákat azt követően is, hogy a hang áthaladt a próbatesten. Tekintettel arra, hogy a próbatest rendkívül transzparens a rezonanciafrekvenciájú hullámok számára, azok jelenléte különösképpen hangsúlyozott lesz, minthogy kevésbé válnak csillapítottakká, amint áthaladnak a próbatesten.
A GB 842 241 számú szabadalmi leírás szerinti ultrahangos vastagság-meghatározás az f = V/2T egyenleten alapszik. Egy oszcillátor frekvenciáját változtatják egy frekvenciaspektrum előre meghatározott tartományában. Azoknál a frekvenciáknál, ahol az oszcillátor visszajelez (harmonikus frekvencia), meghatározzák a harmonikus oszcillálás félhullámhosszúságát és a próbatest vastagságát közvetlenül leolvassák a kölcsönösen forgó skálákról. A GB 842 241 számú szabadalmi leírásban utalnak az állóhullámok jelenlétére az ultrahangos vastagság-meghatározás alatt.
A DE 23 12 062 számú szabadalmi leírásban olyan falvastagság-meghatározó eszközt ismertetnek, amely az ultrahangos immerziós rezonancia elvén alapszik. Egy ultrahang-generátort akusztikusán csatolnak egy csatolófolyadék útján ahhoz a tárgyhoz, amelynek a vastagságát kívánják mérni. Az ultrahang-generátor frekvenciáját állandóan modulálják egy nagyfrekvenciás oszcillátorral. Ezáltal átmeneti állóhullámok keletkeznek gyors egymásutánban a csatolófolyadékban sok egymás után következő harmonikus hullámmal. (Ezzel kapcsolatban elsősorban a DE 23 12 062 számú közzétételi leírás 7. oszlopának 46. sorától a 8. oszlop 6. soráig terjedő szövegrészre hívjuk fel a figyelmet.)
A DE 31 17 236 számú szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amely szerint állóhullámot alkalmaznak annak a megállapítására, hogy egy vizsgált térben jelen van-e egy tárgy és ez a tárgy mozgásban van-e? A frekvenciát nem változtatják, nem hajtanak végre semmiféle távolság-meghatározást. Feltehető, hogy a hullámmozgást keltő piezo-kerámia-generátort a próbatesttől egy specifikus távolságban szerelik fel.
Ami a DE 21 44 472 számú szabadalmi leírásban a fém alkatrészek vastagságának mérésére ismertetett eljárást illeti, állóhullámot gerjesztenek két antenna között, amelyek közé helyezik el a próbatestet. A frekvencia állandó marad és nem tesznek kísérletet olyan állóhullámok alkalmazására, amelyeknek a test belsejében végbemenő hullámhossz-változásaiból meg lehet határozni az adott test vastagságát.
A találmány kidolgozásakor az volt a célunk, hogy olyan eljárást hozzunk létre, amellyel egyszerűen és pontosan meg lehet mérni egy útszakasz hosszúságát, illetve egy pálya két végpontja közötti távolságot.
Ezt a mérést a találmány értelmében ügy valósítjuk meg, hogy meghatározzuk az állóhullám amplitúdóját az oszlopnak vagy a rúdnak azon a végén, ahol a hullámot bebocsátottuk, májd a hullám frekvenciáját addig változtatjuk, amíg legalább két egymást követő maximumot (oszcillációs szélsőértéket), két egymást követő minimumot (hullámcsomópontot), vagy egy maximumot követő minimumot az állóhullámnál el nem értünk, majd a rúd, illetve az oszlop hosszúságát kiszámítjuk az
L = ac/[2(fu-fn)] (3) egyenletből, ahol L = az oszlop vagy rúd hosszúsága, c = a hullámterjedés sebessége, fn = az állóhullám frekvenciája az először meghatározott maximumnál vagy minimumnál, fu = az állóhullám frekvenciája az utoljára meghatározott maximumnál vagy minimumnál és σ = a meghatározott maximumok vagy minimumok száma az n-től az u-adik maximum vagy minimum tartományban, vagyis az n-edik maximumtól vagy minimumtól az u-adik maximumig vagy minimumig (σ = u - n) vagy abban az esetben, ha a λ hullámhosszúság ismeretes, akkor a rúd vagy az oszlop hosszúságát az
L = a-Xu-Án/2-(Án-Xu) (5) egyenletből számítjuk ki, ahol L = a rúd vagy az oszlop hosszúsága, λη = az állóhullám hullámhosszúsága az első meghatározott maximumnál vagy minimumnál, z.u = az állóhullám hullámhosszúsága az utoljára meghatározott maximumnál vagy minimumnál és σ = a meghatározott maximumok vagy minimumok száma az nedik maximumtól vagy minimumtól az u-adik maximumig vagy minimumig (σ = u n).
A találmány szerint célszerűen longitudinális hullámokat használunk.
A találmány szerint célszerű, ha álló akusztikus hullámot gerjesztünk az oszlopban vagy a rúdban.
Találmányunk továbbá vonatkozik álló hanghullám gerjesztésére az oszlopban - elsősorban gázzal töltött közegoszlopban - vagy a rúdban.
A találmány egyik gyakorlati megvalósítási módja szerint az oszlopban vagy a rúdban az állóhullámot az oszlopnak vagy a rúdnak arról a végéről gerjesztjük, ahol az állóhullám amplitúdóját detektáljuk.
A gyakorlatban előnyösen és abban az esetben, ha egyik végén zárt, cső alakú üreget tartalmazó közegoszlopot alkalmazunk, az állóhullámot az üreg nyitott végéről hozzuk létre és az állóhullám gerjesztésére hanggenerátort, például hangfrekvenciás generátort, hangszórót alkalmazunk.
Vonatkozik továbbá a találmány egy közeggel töltött oszlop hosszúságának kiszámítására ismert frekvenciánál és hullámteij edési sebesség mellett - a közegoszlopban gerjesztett állóhullám frekvenciájáról és terjedési sebességéről van szó - a következő egyenlet segítségével:
L = c/[2(fn - fn_,)] (1) ahol L = a közeggel töltött oszlop hosszúsága, c = a hul3
HU 214 537 Β lám terjedési sebessége, fn = az n-edik maximum frekvenciája és fn_, = az (n-l)-edik maximum frekvenciája. Ez a (3) egyenlet alkalmazásának egy speciális esete, ha σ = 1.
A találmány szerinti eljárás pontosabb az eddig ismerteknél, kevesebbe kerül az alkalmazása, és könnyen megjeleníthető a mérési eredmény számjegyekkel.
A találmány kiterjed továbbá olyan berendezésre is, amellyel a találmány szerinti eljárás útján meg lehet határozni az egyik végén lezárt vagy mindkét végén nyitott üreget megtöltő folyadék- vagy gázoszlop hosszúságát; ezt az egyszerű felépítésű készüléket alkalmazni lehet a találmány szerinti eljárás megvalósításához.
A találmány szerinti berendezést az jellemzi, hogy van egy hangszórója, amely csatlakoztatva van egy távtartóhoz, amelynek másik vége a gáz- vagy folyadék halmazállapotú közegoszlopot tartalmazó, célszerűen cső alakú üreg, azaz cső nyitott végeinek egyikéhez helyezhető; egy vevőmikrofon pedig akusztikus szondaként működik.
Abban az esetben, ha az oszlop mindkét végén nyitott, előnyösen akusztikailag abszorbens, csillapító anyagot szerelünk fel az oszlop azon végénél, ahol az állóhullámot gerjesztjük, mert így el lehet kerülni az interferáló visszaverődést.
A találmány oltalma kiterjed az eljárás megvalósítását szolgáló berendezés előnyös kiviteli alakjaira is.
A találmány szerinti berendezést úgy használjuk, hogy a hangforrást, amely a legtöbbször cső alakú üreg, azaz cső hosszúságának méréséhez szükséges hanghullámok keltéséhez szolgál, csatoljuk az említett csőhöz. A csőben lévő gáz-halmazállapotú közeg- vagy folyadék-oszlop energizálását, gerjesztését úgy valósítjuk meg, hogy rezonanciákat hozunk létre, éspedig olyan módon, hogy a találmány szerinti mérést egyszerűen és pontosan lehessen végrehajtani. A továbbított hullám csatolását a találmány szerinti berendezéssel úgy hajtjuk végre, hogy a visszavert hullám szabadon kiléphessen a bemeneti nyíláson. Emiatt nem jöhet létre a bejövő hullám szuperpozíciója a visszavert hullámmal. Ennek megfelelően elkerülünk minden olyan maximum- vagy minimumbeli eltérést a vevőmikrofonnál, amely hamis eredményre vezethetne.
Továbbá a hanggenerátor, hangszóró által gerjesztett hanghullámok hangerejének (akusztikus nyomásának) állandó értékét biztosíthatjuk akkor is, amikor a találmány szerinti berendezés működése közben változik a frekvencia/hullámhossz, ha kiegészítésként mérjük az akusztikus nyomást a hangszóró rezonanciaterében és visszacsatoljuk egy vezérlőáramkörön át.
A találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásával mérni lehet a hidrológiai szinteket, valamint a tartályok feltöltöttségi állapotát. Találmányunk alkalmazható továbbá a nyomásingadozások mérésére, valamint a fogyasztás figyelemmel kísérésére. A találmány tárgyát képező berendezés mozgó alkatrészek nélkül működik és az alkalmazásakor kapott értékeket azonnal fel lehet dolgozni, mert azok digitális formában jelennek meg. Bármilyen folyadékot - például olajat vagy cseppfolyós gázt - tartalmazó tartályokban a folyadékszintet pontosan meg lehet mérni és ki lehet jelezni.
A találmány további alkalmazási lehetőséget nyújt az aerodinamikában, a meteorológiában és a vákuumtechnológiában, vagyis mindenütt, ahol folyadékoszlopok például higanyoszlopok - méréséről van szó.
Tekintettel arra, hogy a találmány szerinti eljárás és berendezés nagyon pontos, lehetőség nyílik tartályokból eltávozott folyadékmennyiség meghatározására a korábbi és a későbbi folyadékszint megállapításával. Ilyen alkalmazás esetén ki lehet küszöbölni az ismert komplex, mechanikus vagy induktív áramlásmérőket.
Példaként bemutatjuk a találmány szerinti eljárással történő mérés végrehajtását olyan módon, hogy egy hanggenerátort (hangszórót) szerelünk a cső nyitott vagy egyik nyitott végéhez, majd a közelében felszerelünk egy akusztikus vevőt (mikrofont). A hanggenerátor például ismert „f” frekvenciájú és ennélfogva ismert hullámhosszúságú hangot bocsát a csőbe. Az akusztikus vevő folyamatosan érzékeli a hangerőt a cső nyitott, vagy egyik nyitott végén.
Itt jegyezzük meg, hogy a továbbiakban „f ’ az állóhullám frekvenciáját, fb f2,... pedig a két maximum közötti távolságot jelöli (lásd a 7. ábrát).
A hanggenerátor által kibocsátott, ismert frekvenciájú vagy hullámhosszúságú hang frekvenciáját, vagy hullámhosszúságát folyamatosan vagy lépcsőzetesen változtatjuk, például növeljük. Ennek az az eredménye, hogy a hangintenzitás fluktuál az akusztikus vevő (mikrofon) közelében. Az akusztikus intenzitás az állóhullám amplitúdójának a mértéke. Az akusztikus intenzitás mindig maximumot ér el, ahol az akusztikus generátor által produkált hanghullám szélső értékét mutatja a csőben, az akusztikus vevő (mikrofon) közelében. Ez abban az esetben következik be, ha a konstans csőhosszúság egynegyede, háromnegyede, ötnegyede vagy hétnegyede stb. az egyik végén lezárt cső esetén, és kétnegyede, négynegyede, hatnegyede vagy nyolcnegyede stb. a mindkét végén lezárt cső esetén az akusztikus generátor által mindenkor kibocsátott hang hullámhosszúságának. Szabályként felállítható, hogy szélsőértékek (amplitúdómaximumok) abban az esetben jönnek létre nyitott vagy egyik végükön nyitott csöveknél az említett végen, ha a csőhosszúság (a gáz- vagy folyadék-halmazállapotú közegoszlop, illetve a rúd hosszúsága) egyik végükön zárt csövek esetében a négyszeres csőhosszúság páratlan számmal osztott tört része, illetve mindkét végükön nyitott csövek esetében a négyszeres csőhosszúság páros számmal osztva kapott tört része; vagyis más szavakkal, ha a csőhosszúság kétoldalt nyitott csövek esetében a hullámhosszúság negyedrészének valamilyen páratlan számmal és néggyel való szorzással kapott többszöröse.
A találmányunk szerinti mérési eljárásnál a hanggenerátor (ismert) frekvenciáját változtatjuk és a kapott rezonancia-intenzitásból ezt követően meg lehet határozni két egymást követő hullámamplitúdót (szélsőértéket). Nem szükséges tudni, hogy hány maximum létezik. A közegoszlop keresett hosszúságát ismert frekvenciánál, valamint a hullám teijedési sebességét a közegoszlopban a gerjesztett állóhullám esetében az (1) egyenletből lehet kiszámítani:
HU 214 537 Β
L = c/[2(fn-fn_,] (1) ahol L = a közegoszlop hosszúsága (a közölt példában a vízszint a kútaknában), c = a hullám sebessége (a példában a hangsebesség), fn = az n-edik maximum frekvenciája és fn_j - az (n-l)-edik maximum frekvenciája.
Tekintettel arra, hogy a hang sebessége levegőben: c = 331,3+ 0,6t m/mp, az (1) egyenletet a következő alakban lehet felírni:
L = [331,3 + 0,6t]/[2(fn —fn_i)] (2) ahol a t = a mérendő közeg hőmérséklete °C-ban kifejezve.
Az (1) egyenlet két arányból származtatható, nevezetesen (a) L = (2n - 1)λη/4 = (2n - l)c/4fn az egyik oldalon zárt cső esetében, vagy L = r2n-i]2^- = —L J 4 2 f„ mindkét oldalon nyitott cső esetében, az n-edik maximumra felírva, illetve (b) L = [2(n - 1) - 1 ]λη_,/4 = (2n - 3^/^,] az egyik oldalon zárt cső esetében, vagy a mindkét oldalon nyitott cső esetében, az (n-l)-edik maximumra.
A fenti egyenletekben λη = az n-edik maximum hullámhosszúsága, fn = az n-edik maximum frekvenciája, λη_! = az (n-l)-edik maximum hullámhosszúsága, f„ i = az (n-l)-edik maximum frekvenciája, n = a maximum sorszáma, amely kiesik az egyenletből, ezért nem szükséges az ismerete, c = a hullám terjedési sebessége a közegben és L = a keresett hosszúság.
Eljárásunk alkalmazása nem igényel feltétlenül két közvetlenül egymás után következő maximumot vagy minimumot. Olyan maximumokat vagy minimumokat is lehet alkalmazni, amelyek között tetszőleges, de ismert számú maximum vagy minimum van.
Abban az esetben, ha két maximum nem követi közvetlenül egymást, az L hosszúságot az
L = ac/[2(fu-fn)] (3) egyenletből lehet kiszámítani, ahol σ = (az első elhanyagolásával) az „átlépett” szélsőértékek száma, fu = az uadik maximum frekvenciája, fn = az n-edik maximum frekvenciája, Áu = az u-adik maximum hullámhosszúsága, λπ = az n-edik maximum hullámhosszúsága; u = az utolsónak feljegyzett maximum sorszáma és n = az elsőnek feljegyzett maximum sorszáma.
Nem szükséges sem n-nek, sem u-nak az ismerete, de a σ = u - n különbséget ismerni kell, vagyis figyelemmel kell kísérni a mérés folyamán, hogy hol lesz u nagyobb n-nél, azaz fokozatosan növelve a frekvenciát, először az n-edik, utána az (n+l)-edik, majd az (n+2)-edik stb. frekvenciát, végül az u-adik frekvenciát haladja meg.
Abban az esetben, ha a hanghullám terjedési sebességét levegőre állapítjuk meg, vagyis C = 331,3 + 6t az érték akkor:
L= σ[331,3 + 0,6t]/[2(fu - fn)] (4)
A (3) egyenletet a következő két feltételből oldjuk meg:
- az utolsónak feljegyzett maximum:
L = (2u - 1 )·λα/4 = (2u - l)c/4fu, vagy L = (2u - 1 )·2λ„/4 = (2u - 1 )c/2fu,
- az elsőként feljegyzett maximum:
L = (2n - 1 )·2λη/4 = (2n - l)c/2fn
Abban az esetben, ha ismert a hullámhossz és a hullám terjedési sebessége, akkor a hosszúságot az alábbi egyenletből lehet kiszámítani:
L = σλ,λη/[2(λη- λ.)] (5)
Az (5) egyenletben L = a rúd vagy az oszlop hosszúsága, c = a hullám terjedési sebessége, λη = az állóhullám hullámhosszúsága az első megállapított maximumnál vagy minimumnál, Xu = az állóhullám hullámhosszúsága az utolsónak megállapított maximumnál vagy minimumnál és σ = a maximumok vagy a minimumok megállapított száma az u-adik és az n-edik maximum vagy minimum között.
A találmány szerinti eljárást és/vagy berendezést tartályok ellenőrzésére és töltésének szabályozására is fel lehet használni. Először is, meg lehet állapítani az előzőekben leírt módon a szintet. Ezután feltöltjük a tartályt és egyidejűleg konstans frekvenciájú hullámokat sugárzunk a tartályba. Megállapítjuk a szélsőértékek számát és amikor már regisztráltuk a korábban meghatározott szint, valamint az elérendő szint közötti különbségnek megfelelő maximum- vagy minimumszámot, leállítjuk a tartály töltését.
Ezenkívül rájöttünk arra, hogy a találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásakor használt vevőmikrofont nem szükséges pontosan az oszlop végére szerelni. Megfelelő hosszúságmérési eredményeket lehet kapnunk mindaddig, amíg a mikrofon az oszlopon kívül vagy az oszlopon belül legfeljebb a hullámhosszúság egynyolcadának megfelelő távolságra van szerelve.
Abban az esetben, ha a (3) és az (5) egyenletekben fn nagyobb, mint fu, vagy Áu nagyobb, mint λη, a hosszúságnak meg kell egyeznie a számított eredmény abszolút értékével.
Ha szilárd rúd hosszúságát kell meghatározni a találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásával, célszerű oszcillációs csomópontot létrehozni a rúdnak a hanggenerátorral és a vevővel szemben lévő végénél, majd annál a végénél fogva, amelynél a hullámcsomópontot gerjesztettük, a rudat egy akusztikai szempontból keményebb anyagnak kell támasztani, aminek következtében a hullám túlnyomórészt visszaverődik a rüdba, a rúd végénél.
A következőkben a találmányt a mellékelt rajzok segítségével ismertetjük részletesebben, ahol:
- az la. és az lb. ábrán vázlatosan bemutatjuk a különböző állóhullámokat egy oszlopban;
HU 214 537 Β
- a 2. ábra a találmány szerinti berendezést mutatja be funkcionálisan;
- a 3. ábrán a találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakja látható, egy folyadékkal részben töltött csőre szerelve;
- a 4. ábrán a 3. ábra szerinti berendezés egy részlete látható, nagyobb léptékben;
- az 5. ábra a találmány szerinti berendezés szabályozó egységének blokkdiagramja;
- a 6a. és a 6b. ábrákon az „A” amplitúdót két különböző esetben ábrázoltuk, az „f 'frekvencia függvényében, végül
- a 7. ábrán látható grafikonról le lehet olvasni a frekvenciamérési pontok közötti távolságot.
Az la. ábrán az L hosszúságú 6 csőben ábrázoltuk az állóhullámokat, amelyeket akusztikusán (hang) generátorral, 1 hangszóróval keltünk. Látható az ábrán az akusztikus vevő, 7 mikrofon is, amely a nyitott csővégződéshez csatlakozik. Ami az la. ábra szerinti első példát illeti, a λ hullámhosszúság = 4L, a második példában a λ hullámhosszúság = 4/3L, a harmadik példában a λ hullámhosszúság = 4/5L, végül a negyedik példában a λ hullámhosszúság = 4/7L.
Általában λη= 4L/(2n - 1), ahonnan:
L = (2n - 1)λ„/4.
Az la. ábrán látható példák mindegyike egy szélsőértéket mutat be az 1 hangszórónál és egy hullámcsomópontot szemléltet a stacioner (zárt) csővégen.
Az lb. ábrán bemutatunk példaként néhány állóhullámot egy L hosszúságú, mindkét végén nyitott 6 csőben. Látható az ábrán, hogy az 1 hangszóró és a 7 mikrofon az egyik nyitott csővéghez van csatlakoztatva. Az lb. ábrán látható: az első példánál az λ hullámhosszúság = 4/2L, a második példánál λ = 4/4L, a harmadik példánál λ = 4/6L, végül a negyedik példánál λ = 4/8L.
Általában λη = 2L/(2n - 1) és ennek megfelelően:
L = (2n - 1)λη/2
Az lb. ábrából kitűnik, hogy a példák szerint mindig maximumok alakulnak ki mind a hangszórónál, mind az azzal szemközti csővégződésnél.
Az amplitúdó és ennélfogva az akusztikus intenzitás a mikrofonnál mindig maximális értéket vesz fel, amikor a mikrofon által kibocsátott hullám hosszúsága a négyszeres L hosszúságnak páratlan egész számmal való osztással kapott tört része, vagyis 4/1, 4/3, 4/5, 4/7 stb.-szeres L csőhosszúság, vagyis amikor a csőhosszúság a kibocsátott hullám hosszúságának 1/4,3/4,5/4,7/4 stb. része, azaz a hullámhosszúság egynegyed részének páratlan számú többszöröse (la. ábra).
Hasonló megfontolások érvényesek az lb. ábrára.
A 2. ábrán bemutatott berendezés el van látva egy akusztikus generátorral, 1 hangszóróval, amely a 2 rezonanciakamrában van elhelyezve és összeszűkülő, cső alakú akusztikus kimeneti 3 hangréssel rendelkezik.
A 2 rezonanciakamra háza el van látva egy 4 távtartóval, amely a keresett L hosszúságú 6 cső 5 nyitott végénél van elhelyezve.
Az akusztikus vevő, amely ennél a kiviteli alaknál egy 7 mikrofon, szintén a 6 cső 5 nyitott végénél van felszerelve. A 7 mikrofont fel lehet szerelni a 6 cső végéhez csatlakozó 4 távtartó 8 részénél.
A 4 távtartó olyan kialakítású, hogy a visszavert hullámból származó 9 emissziót a lehető legkisebb mértékben gátolja. Ezt szem előtt tartva, a 9 emisszióra keresztirányú távtartórészeket keskenyre készítettük. Ahol arra szükség van, csillapító anyag felszerelésével tovább csillapíthatok a sugárzott hullámok.
Egy 10 ellenőrző mikrofon van felszerelve a 2 rezonancia-kamrában, például annak házánál. Ez a 10 ellenőrző mikrofon a 11 szabályzón keresztül van az 1 hangszóróhoz csatlakoztatva, amelynek akusztikus kimenőteljesítményét szabályozza. Ennek eredményeként a 2 rezonancia-kamrában bármilyen frekvencia (hullámhosszúság) esetén azonos lesz az akusztikus nyomás.
A találmány szerinti eljáráshoz használt berendezés olyan módon programozható, hogy részben vagy teljes mértékben automatizált működésű legyen és a kezelő személynek csak az eredményt, vagyis a keresett hosszúságot kell leolvasnia.
A 3. ábrán látható berendezés egy 21 köpenyből, egy 22 távtartóból, egy 23 hangszóróból, egy 24 vevőmikrofonból, egy 25 ellenőrző mikrofonból, egy 26 szabályozóegységből és egy 27 szinuszhullám-generátorból áll. A 22 távtartó magába foglal egy 40 távtartótoldatot, 41 tartórudakat és 42 rögzítőgyűrűt.
A 21 köpeny formáját az akusztikus kilépésnél úgy választjuk meg, hogy a 9 emisszió a továbbiakban ne verődjön vissza a 29 csőbe. A reflexiók megakadályozására itt is lehet kiegészítésként akusztikus csillapító hatású anyagot alkalmazni.
A 22 távtartó rendeltetése az, hogy távol tartsa a 23 hangszórót a 29 cső nyitott végétől, továbbá hogy a 24 vevőmikrofont a csőrésnél tartsa. A 22 távtartó részei, különösképpen a 41 tartórudak, úgy vannak tervezve, hogy a kibocsátott és visszavert 9 emisszióból a lehető legcsekélyebb mértékben gerjesztődjék interferáló sugárzás, amely a 4. ábrán nyilakkal van jelölve. Amint azt részletesen bemutatjuk a 4. ábrán, előnyösen kör keresztmetszetű rudakat és kerek zárófelületekkel rendelkező gyűrűket alkalmazunk.
A 26 szabályozó egység áramkörének blokkdiagramját az 5. ábrán mutatjuk be.
A 26 szabályozó egység részei a következők: 25 ellenőrző mikrofon, 30 előerősítő, 31 digitális szűrő (amelynek szűrt frekvenciája az átvitt frekvenciasávon belül van), 32 egyenirányító, 33 amplitúdómodulátor, 36 kimeneti erősítő, 34 kvarcoszcillátor, 35 frekvenciasokszorozó (amelyhez ugyancsak tartozik egy 31 szűrő), továbbá egy négyszög-impulzus/szinuszhullám konverter, azaz 27 szinuszhullám-generátor.
A 6a. ábrán a 6 vagy 29 cső egyik, vagy a nyitott végénél létrejött állóhullám A amplitúdóját ábrázoltuk az f frekvencia függvényében. A mérés pontossága attól függ, hogy a maximumokat vagy a minimumokat milyen pontosan lehet kijelölni. A 6a. ábrán látható maximumok egyértelműen megmérhetők és ezért pontos eredményeket szolgáltatnak. A pontosság függ továbbá közvetlen módon a mérési tartományban lévő maximumoknak
HU 214 537 Β vagy minimumoknak a számától. Minél több maximum vagy minimum kerül megmérésre, annál kisebb a maximumok vagy a minimumok ábrázolásánál (kijelölésénél) a százalékos hiba jelentősége.
A 6b. ábra azt az esetet mutatja, amelynél az A amplitúdó kisebb lett, több reflektálódás következményeként. A Afi -et követő maximum Afi-nél úgy jön létre, hogy a reflexiók következtében növekszik a hangerő. A Afi-et vagy Af2-t követően a hangerőcsökkenés annak tulajdonítható, hogy a köpenynél visszaverődés lépett fel, vagy nem megfelelő a csatolás.
Megjegyezzük, hogy a 6a. ábrán Afaz állóhullám két maximuma közötti távolságot, míg a 6b. ábrán Afi, Af2... a különféle amplitúdóértékek távolságát jelöli.
A találmány szerinti berendezéssel nagy pontossággal és megbízhatóan lehet mérni. A berendezés előnyei egyebek között a következők:
a) a távtartó köpenye és a távtartó úgy van kialakítva, hogy semmiféle további reflexió ne menjen végbe (3. és
4. ábrák) és amennyiben szükséges, csillapító anyagokat is lehet alkalmazni a mindkét végükön nyitott csövek esetében;
b) a teljes frekvenciatartományban állandó értéken van tartva az átvitt hullámok csatolási szintje;
c) az ellenőrző és a vevőmikrofon legnagyobb érzékenysége az átviteli frekvenciánál van, a környezeti zaj kiküszöbölésére.
A 7. ábrán a 6, illetve 29 cső zárt, vagy egyik nyitott végénél keletkezett állóhullám A amplitúdója látható az f frekvencia függvényében. A kezdeti Β1 és a végső B3 tartományban sokkal nagyobb számú frekvenciamérési adat van, mint a B2 középső tartományban. Ennek következtében az első és a második maximum közötti fi távolságot, valamint B3 végső tartományban lévő hatodik maximumot is pontosabban lehet meghatározni, így a mérés összességében pontosabb.
A találmány szerinti eljárást a következőkben optimalizálni lehet a pontosság, illetve a mérési idő vonatkozásában. A nehézséget az egymást követő maximumok és minimumok között Af átlagos távolság (6a. ábra) minden körülmények közötti megbízható meghatározása jelenti.
A 7. ábrát tekintve, a találmány szerinti eljárást a következőképpen lehet megvalósítani:
a) a legnagyobb mérési frekvencia meghatározása:
a legnagyobb frekvenciához tartozó hullámhosszúságnak a csőátmérőhöz képest nagynak kell lennie, mert ellenkező esetben nem jön létre állóhullám a csőben.
b) A mérési frekvencia dF mintavételi távolságának meghatározása:
ezt a távolságot a legnagyobb mérendő hosszúság határozza meg, a maximumok vagy a minimumok közötti minimális frekvenciakülönbség mérésével.
Jó analízishez legalább 12 frekvenciapontot kell megmérni a két maximum vagy minimum között. dF < c/[ 12(2Lmax)] = minimális frekvenciakülönbség.
c) Az oszcilláció kezdetének megvárása:
egy várakozási periódus kötelező a frekvencia beállítása és a hangerő észlelése között. Legalább addig kell várni, amíg a csővégen visszaverődött hullám vissza nem érkezik a bemenethez, vagyis a várakozási idő:
dt > 2Lmax/c.
d) A legkisebb frekvencia a mérés kezdetén:
azt a legkisebb frekvenciát, amelynél a szélsőérték még létrejöhet, a következő egyenlet megoldása adja:
f*min — c/(4Lmin)
Ennek megfelelően egy kis csúcs van a mérés megkezdésénél, jóval ezen frekvencia alatt.
e) A mérés lefolytatása:
- kezdjük a legkisebb frekvenciával minimális dF mintavételi távolságnál és leghosszabb dt várakozási időnél;
- növeljük a frekvenciát dF nagyságú növekményekkel, amíg az első és a második minimum vagy maximum be nem következik;
- a csőhosszúságra vonatkozó első becslést a két minimum/maximum közötti frekvenciakülönbségből nyerhetjük, s ennek megfelelően a várakozási időt és a frekvenciatávolságot hozzá lehet rendelni a becsült csőhosszúsághoz; más szavakkal:
I. A mérés kezdetén durva becsléssel megállapított csőhosszúság alapján a várakozási időt hozzá lehet rendelni a legrövidebb partikuláris értékhez; és
II. dF-et olyan mértékben megnöveljük, hogy a legkevesebb 12 mérés váljék lehetővé két egymást követő maximum vagy minimum között;
III. Az, hogy hány maximumot vagy minimumot kell meghatározni, függ egyrészről a szükséges pontosságtól, másrészről a rendelkezésre álló mérési időtől. A lehető legnagyobb számú maximumot vagy minimumot kell meghatározni (az elfogadható, I. és II. feltétel által meghatározott mérési tartományon belül) annak érdekében, hogy a legnagyobb pontosságot elérjük. Abban az esetben, ha a mérési idők korlátozottak, vagy ha nem szükséges túl nagy pontosság, akkor a meghatározandó maximumok vagy minimumok számát le lehet csökkenteni az elméletileg legkisebb értékre, vagyis a két egymást követő maximumra vagy minimumra.
IV. Tekintettel arra, hogy a mérés pontossága közvetlenül függ attól, hogy milyen pontossággal került meghatározásra a Afi a mérési intervallum végénél a dF frekvenciatávolság legkisebb frekvenciakülönbségétől célszerűen eltekintünk (7. ábra).
V. A mérést el lehet kezdeni a legnagyobb frekvenciánál is, és végre lehet hajtani a frekvencia lépésenkénti csökkentésével. Ezt követően az összes lépést megfelelően adaptálni kell.
Claims (25)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás hosszúság mérésére, azaz egyik végén zárt vagy mindkét végén nyitott, cső alakú üregben - azaz csőben - lévő folyadék- vagy gáznemű közegoszlop, illetve szilárd rúd hosszúságának érintkezés mentes meghatározására, amelynek során ismert terjedési sebességű és frekvenciájú, vagy hullámhosszúságú állóhullámot gerjesztünk a közegoszlopban, vagy a rúdban olyHU 214 537 Β módon, hogy az állóhullám egyik hullámcsomópontját a közegoszlop vagy a rúd egyik végénél alakítjuk ki, éspedig elsősorban a cső nyitott végével szemben lévő, zárt végén, vagy duzzadópontot alakítunk ki a cső egyik nyitott végénél, majd változtatjuk az állóhullám frekvenciáját, azzaljellemezve, hogy az állóhullám amplitúdóját a közegoszlop vagy rúd azon végénél határozzuk meg, ahol a hullámot bebocsátottuk, majd a hullám frekvenciáját addig változtatjuk, amíg legalább két egymást követő maximumot (duzzadópontot) vagy egy maximumot követő amplitúdóminimumot (csomópontot) nem észleltünk az amplitúdó mérésekor, végül kiszámítjuk a közegoszlop vagy a rúd hosszúságát az állóhullám ismert frekvenciájával, azL = ac/[2(fu-fn)] (3) képletből, amelyben L = a rúd vagy a közegoszlop hosszúsága, c = a hullám teijedési sebessége, fn = az állóhullám frekvenciája az elsőnek meghatározott maximumnál vagy minimumnál, fu = az állóhullám frekvenciája az utolsónak meghatározott maximumnál vagy minimumnál az n-edik maximumtól vagy minimumtól az u-adik maximumig vagy minimumig terjedő tartományban (σ = u - n), vagy ismert λ hullámhossznál, azL = aW[2(Xn-Xu)] (5) képletből, ahol L = a rúd vagy közegoszlop hosszúsága, λη = az állóhullám hosszúsága az elsőnek meghatározott maximumnál vagy minimumnál, λυ = az állóhullám hosszúsága az utolsónak meghatározott maximumnál vagy minimumnál és σ = a meghatározott maximumok vagy minimumok száma az n-edik maximumtól vagy minimumtól az u-adik maximumig vagy minimumig terjedő tartományban (a=u-n). (Elsőbbség: 1989.01.16.)
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy álló elektromágneses hullámot gerjesztünk a közegoszlopban vagy a rúdban. (Elsőbbség: 1989.01.16.)
- 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy álló hanghullámot gerjesztünk a közegoszlopban, különösen azokban az esetekben, ha a közegoszlopot gáz alkotja. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az állóhullámot a közegoszlopban vagy a rúdban az oszlopnak vagy a rúdnak arról a végéről gerjesztjük, ahol az állóhullám amplitúdóját mérjük. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ha egyik végén zárt, cső alakú üregben, azaz csőben lévő közegoszlopról van szó, akkor az állóhullámot a cső nyitott végéről geijesztjük, ha pedig a közegoszlop egy mindkét végén nyitott csőben van, akkor az állóhullámot az egyik nyitott végről geijesztjük. (Elsőbbség: 1989.01. 16.)
- 6. A 3-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az állóhullám gerjesztésére hanggenerátort alkalmazunk. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 7. A 3-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy akusztikus vevőt, például mikrofont alkalmazunk a közegben gerjesztett állóhullám amplitúdójának meghatározására. (Elsőbbség: 1989.01.16.)
- 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a közegoszlop hosszúságát a közegoszlopban geijesztett állóhullám frekvenciájának és terjedési sebességének ismeretében azL = c/[2(f„ - fn_,)] (1) egyenletből határozzuk meg, ahol L = a közegoszlop hosszúsága, c = a hullám terjedési sebessége, fn = a frekvencia az n-edik maximumnál és fn_i = a frekvencia az (n-l)-edik maximumnál. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott maximális fmax frekvenciánál az akusztikus hullám λ hullámhosszúságát a mérendő cső keresztirányú méreténél nagyobbra állítjuk be. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mérési frekvencia minimális df frekvenciatávolságát a df < c/(k/2Lmax) egyenletből határozzuk meg, ahol c = a hullám terjedési sebessége, k = a két maximum vagy minimum közötti mérési pontok száma, mely célszerűen legalább 12 és Lmax = a mérendő közegoszlop maximális hosszúsága. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a minimális dt várakozási időt az akusztikus hullám kibocsátása és mérése között a dt > 2Lmax/c egyenletből határozzuk meg, ahol Lmax = a meghatározandó közegoszlop maximális hosszúsága és c = a hullám terjedési sebessége. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy azt a minimális fm;n frekvenciát, amelynél szélsőérték még létrejöhet, azÉnin — c/(4Lmin) képlettel határozzuk meg, ahol c = a hullám terjedési sebessége és Lm;n = a mérendő közegoszlop legkisebb hosszúsága. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy a mérést a legkisebb fmin frekvenciánál, a legkisebb df frekvenciatávolsággal és a leghosszabb dt várakozási idővel kezdjük, majd az f frekvenciát növeljük dF növekményekkel addig, amíg az első és a második minimum vagy maximum létre nem jön; ezután megállapítjuk a csőhosszúságot két minimum vagy maximum közötti frekvenciakülönbségből és adaptáljuk a dt várakozási időt és a dF frekvencia-differenciát olymódon, hogy a dt várakozási időt a lehetséges legkisebb értékhez, a dF frekvencia-differenciált pedig a lehetséges legnagyobb értékhez állítjuk be, végül annyi maximumot vagy minimumot mérünk, amennyi a megkívánt mérési pontossághoz szükséges. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mérési intervallum vége közelében visszaállítjuk a mérés kezdetére jellemző minimális frekvencia-differenciát. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, azzalHU 214 537 Β jellemezve, hogy a mérést a legnagyobb fmax frekvenciával kezdjük és az f mérőfrekvenciát fokozatosan csökkentjük. (Elsőbbség: 1989. 01. 16.)
- 16. Berendezés az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás alkalmazásához, amely ismert terjedési sebességű és frekvenciájú, vagy hullámhosszúságú állóhullámot gerjesztő impulzusgenerátorral, valamint impulzusvevővel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy impulzusgenerátorként hangszórój a (1) van, amely egy távtartó (4, 22) egyik végéhez csatlakozik, továbbá hogy a távtartó (4, 22) másik végéhez a gáz- vagy folyadékhalmazállapotú közeget tartalmazó cső alakú üreg, azaz cső (6, 29) egyik nyitott, vagy a nyitott vége (5) illeszthető, végül hogy impulzusvevőként akusztikus vevőmikrofonja (7, 24) van. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hangszóró (1, 23) egy köpennyel (21) körülvett rezonanciakamrába (2) van beszerelve. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 18. A 17. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rezonanciakamra (2) köpenye (21) tartalmaz egy szűkített, cső alakú akusztikus kilépőnyílást, azaz hangrést (3), amely a cső (6,29) nyitott végéhez (5) illeszkedik. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 19. A 17. vagy 18. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rezonanciakamrában (2) uralkodó akusztikus nyomást mérő ellenőrző mikronja (10, 25) van, amely egy, a rezonanciakamrában (2) az akusztikus nyomást a frekvencia változtatása közben is állandó értékre szabályzó egységen (11,26,27) keresztül van csatlakoztatva a hangszóróhoz (1, 23). (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 20. A 16-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vevőmikrofon (7, 24) legnagyobb érzékenysége változtatható, továbbá hogy a vevőmikrofon (7,24) legnagyobb érzékenységét a hangszóró (1, 23) által keltett, transzmittált hullám frekvenciájának megfelelően megválasztó készülék van alkalmazva. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 21. A 17-20. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a távtartó (22) tartalmaz egy tartórudakkal (41) rendelkező rögzítőgyűrűt (42), amely távtartótoldatokkal (40) van csatlakoztatva a rezonanciakamra (2) köpenyéhez (21). (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 22. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tartórudak (41) a rögzítőgyűrű (42) belsejébe nyúlnak és kifelé túlnyúlnak a rögzítőgyűrűn (42). (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 23. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a cső alakú akusztikus kimeneti nyílás, hangrés (3) kúposán szűkül a szabad vége irányában. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 24. A 16-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a cső (6, 29) nyitott vége felé néző távtartó (4, 22) felületei és különösképpen a hozzá tartozó tartórudak (41) és a rögzítőgyűrű (42) felületei konvexek. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
- 25. A 16-24. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindkét végén nyitott csőben lévő álló közegoszlop esetén akusztikailag csillapító hatású anyag van felszerelve a közegoszlop azon végénél, ahol az állóhullám van gerjesztve. (Elsőbbség: 1989. 10. 16.)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0006889A AT393738B (de) | 1989-01-16 | 1989-01-16 | Laengenmessverfahren |
| AT237589A AT397430B (de) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | Vorrichtung zur längenbestimmung |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU896625D0 HU896625D0 (en) | 1990-02-28 |
| HUT53969A HUT53969A (en) | 1990-12-28 |
| HU214537B true HU214537B (hu) | 1998-03-30 |
Family
ID=25591321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU896625A HU214537B (hu) | 1989-01-16 | 1989-12-15 | Eljárás és berendezés hosszúság mérésére |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099691A (hu) |
| EP (1) | EP0379855B1 (hu) |
| JP (1) | JPH02228516A (hu) |
| CN (1) | CN1019997C (hu) |
| AT (1) | ATE93958T1 (hu) |
| AU (1) | AU620488B2 (hu) |
| CA (1) | CA2007355A1 (hu) |
| DE (1) | DE58905471D1 (hu) |
| EG (1) | EG18775A (hu) |
| HU (1) | HU214537B (hu) |
| RU (1) | RU2037141C1 (hu) |
| YU (1) | YU5790A (hu) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2279747B (en) * | 1993-07-06 | 1997-01-29 | Robert Willi Schade | Improvements in or relating to the measurement of bodies |
| AU2003242019A1 (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-22 | Shima Seiki Manufacturing Limited | Distance measurement method and device |
| WO2004095058A1 (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Shima Seiki Manufacturing, Ltd. | 距離測定方法とその装置 |
| CN102155905B (zh) * | 2011-03-28 | 2012-10-24 | 中国矿业大学 | 一种锚杆长度的无损测量装置及方法 |
| RU2556292C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Способ измерения уровня жидкости в емкости |
| WO2015186177A1 (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | 株式会社フロム | 液量計測装置 |
| DE102016112309A1 (de) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße |
| CN107063143B (zh) * | 2017-04-28 | 2019-07-19 | 大连交通大学 | 一种高精度超声波位移测量系统 |
| RU2682565C1 (ru) * | 2017-12-26 | 2019-03-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Способ измерения длины электропроводного объекта |
| CN108225226A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-06-29 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种超声脉冲回波式烟支滤棒长度测量方法 |
| CN118518902A (zh) * | 2024-07-16 | 2024-08-20 | 上海孚童赫智能科技有限公司 | 半导体结构及其加速度检测方法、光耦合封装组合 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB842241A (en) * | 1957-10-31 | 1960-07-27 | Magnaflux Corp | Improvements in or relating to sonic thickness measuring apparatus |
| US3237445A (en) * | 1962-08-20 | 1966-03-01 | American Mach & Foundry | Ultrasonic inspection device |
| FR1467228A (fr) * | 1965-12-16 | 1967-01-27 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de mesure d'un déplacement et dispositif en faisant application |
| BE759483R (fr) * | 1969-12-08 | 1971-04-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede de mesure d'un deplacement et dispositif en faisant applicatio |
| DE2144472C3 (de) * | 1971-09-06 | 1974-08-01 | Gosudarstwennij Uniwersitet Imeni 300 Letija Wossojedinenija Ukrainij S Rossiej, Dnepropetrowsk (Sowjetunion) | Verfahren und Einrichtung zur berührungslosen Messung der Dicke metallischer Objekte |
| FR2185095A6 (hu) * | 1972-05-16 | 1973-12-28 | Commissariat Energie Atomique | |
| US3798959A (en) * | 1972-08-11 | 1974-03-26 | Bowles Fluidics Corp | Acoustic gauge and fluidic signal processing circuitry therefor |
| DE2312062C2 (de) * | 1973-03-10 | 1974-08-01 | Gesellschaft Fuer Kernforschung Mbh, 7500 Karlsruhe | Wanddicken-Meßgerät, nach dem Ultraschall-Immersions-Resonanzverfahren |
| DE3117236A1 (de) * | 1981-04-30 | 1982-11-18 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur abtastung von gegenstaenden |
| US4584676A (en) * | 1982-03-15 | 1986-04-22 | Measurement Systems, Inc. | Method of and apparatus for pipe length measurement |
| US4653327A (en) * | 1986-04-10 | 1987-03-31 | General Motors Corporation | Acoustical inspection method for inspecting the ceramic coating of catalytic converter monolith substrates |
| JPH0645928B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1994-06-15 | ワ−ルドインタ−フエイスラボラトリ−株式会社 | コンパクシヨンパイル工法におけるパイル材料の排出量測定方法 |
-
1989
- 1989-12-13 AT AT89890318T patent/ATE93958T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-12-13 DE DE89890318T patent/DE58905471D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-13 EP EP89890318A patent/EP0379855B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-15 HU HU896625A patent/HU214537B/hu not_active IP Right Cessation
- 1989-12-25 JP JP1336158A patent/JPH02228516A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-04 AU AU47672/90A patent/AU620488B2/en not_active Ceased
- 1990-01-08 US US07/462,032 patent/US5099691A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-09 CA CA002007355A patent/CA2007355A1/en not_active Abandoned
- 1990-01-10 CN CN90100100A patent/CN1019997C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-12 YU YU5790A patent/YU5790A/sh unknown
- 1990-01-15 EG EG1990A patent/EG18775A/xx active
- 1990-01-15 RU SU904742975A patent/RU2037141C1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT53969A (en) | 1990-12-28 |
| RU2037141C1 (ru) | 1995-06-09 |
| EP0379855A1 (de) | 1990-08-01 |
| CA2007355A1 (en) | 1990-07-16 |
| EG18775A (en) | 1994-03-30 |
| ATE93958T1 (de) | 1993-09-15 |
| AU620488B2 (en) | 1992-02-20 |
| CN1019997C (zh) | 1993-03-03 |
| US5099691A (en) | 1992-03-31 |
| DE58905471D1 (de) | 1993-10-07 |
| HU896625D0 (en) | 1990-02-28 |
| JPH02228516A (ja) | 1990-09-11 |
| CN1044529A (zh) | 1990-08-08 |
| EP0379855B1 (de) | 1993-09-01 |
| AU4767290A (en) | 1990-07-19 |
| YU5790A (sh) | 1994-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8166801B2 (en) | Non-invasive fluid density and viscosity measurement | |
| US7114390B2 (en) | Ultrasonic liquid level monitor | |
| CN101050702B (zh) | 一种共振声谱多相流动态检测的测量装置及方法 | |
| HU214537B (hu) | Eljárás és berendezés hosszúság mérésére | |
| EP0119790A1 (en) | Liquid level monitoring | |
| CN103217358B (zh) | 一种同时获取储层岩石低频弹性性质与密度的方法及系统 | |
| Cheyne et al. | Phase velocity measurements in bubbly liquids using a fiber optic laser interferometer | |
| US5184512A (en) | Measuring the length of a column of fluid in a tube | |
| Pace et al. | Short pulse acoustic excitation of microbubbles | |
| AU2014218392B2 (en) | Noninvasive fluid density and viscosity measurement | |
| Rusby | The onset of sound wave distortion and cavitation in water and sea water | |
| Leighton et al. | Bubble sizing by the nonlinear scattering of two acoustic frequencies | |
| SU1437772A1 (ru) | Способ определени концентрации свободного газа в газожидкостной среде и устройство дл его осуществлени | |
| RU2089859C1 (ru) | Способ определения физических параметров газожидкостных систем и устройство для его осуществления | |
| RU53001U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
| RU2089860C1 (ru) | Способ определения физических параметров газожидкостной системы и устройство для его осуществления | |
| RU2141742C1 (ru) | Способ градуировки гидрофонов | |
| SU917074A1 (ru) | Способ определени коэффициента отражени звука | |
| RU2132542C1 (ru) | Резонансный акустический уровнемер | |
| RU2262084C1 (ru) | Резонансный акустический уровнемер | |
| SU1733998A1 (ru) | Устройство дл измерени коэффициента отражени акустических сигналов | |
| Khasani et al. | Development of Measurement Method of Steam-Water Two-Phase Flow System Using Single Frequency Waves | |
| SU551514A1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
| JPH1082700A (ja) | 流体温度測定装置 | |
| Everitt et al. | Transducer transmitting sensitivity measurements in restricted environments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |