RU113577U1

RU113577U1 - RADAR LEVEL METER

Info

Publication number: RU113577U1
Application number: RU2011123357/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Либерман; Геннадий Геннадьевич Личков; Сергей Александрович Новиков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Лимако"
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-02-20

Abstract

Полезная модель относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использована на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами. Техническим результатом является повышение точности измерения уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах. Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. Новым в уровнемере является установка над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 диэлектрической пластины 6, перекрывающей излучающую поверхность микрополосковой антенны 2. В дополнительных пунктах формулы указано конкретное выполнение и расположение частей уровнемера. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил. The utility model relates to the control and measurement of the level of liquid and bulk solids in tanks and can be used in oil producing, oil refining, chemical and other enterprises where there are tanks filled with liquid or bulk solids. The technical result is to increase the accuracy of measuring the level of liquid and granular substances in tanks. The radar level gauge contains a level 1 sensor with a microstrip antenna 2, an interface converter 3, a control device 4 and a power source 5. New in the level gauge is the installation of a dielectric plate 6 above the radiating surface of the microstrip antenna 2, overlapping the radiating surface of the microstrip antenna 2. In the additional claims, the specific implementation and location of the parts of the level gauge are indicated. 1 sec and 2 z.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использована на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами.The utility model relates to the control and measurement of the level of liquid and bulk solids in tanks and can be used in oil producing, oil refining, chemical and other enterprises where there are tanks filled with liquid or bulk solids.

Известен бесконтактный радарный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания (Руководство по эксплуатации на радиоволновый бесконтактный уровнемер УЛМ-31А2 УЛМ0.01.001РЭ, ЗАО ЛИМАКО, г.Тула).A non-contact radar level gauge is known that contains a level sensor using a microstrip antenna, an interface converter, a control device and a power source (Operation manual for a ULM-31A2 ULM0.01.001RE radio wave transmitter, Lima CJSC, Tula).

Датчик данного уровнемера устанавливается на фланце патрубка резервуара. Возникает проблема, которая заключается в том, что наличие патрубка служит источником маскирующего сигнала. Этот сигнал приводит к появлению на выходе датчика паразитных коэффициентов, которые можно принять за полезные и соответствующие эхо-сигналам с небольшой дальности. Паразитные сигналы мешают правильной оценке текущей дальности и приводят к необходимости увеличения «мертвой» зоны работы прибора, что, в свою очередь, сужает область возможного применения уровнемера. Появление паразитных сигналов является следствием влияния близко расположенных металлических конструкций на излучение антенны в ближней зоне.The sensor of this level gauge is mounted on the flange of the tank nozzle. There is a problem, which is that the presence of the pipe serves as a source of a masking signal. This signal leads to the appearance of spurious coefficients at the output of the sensor, which can be taken as useful and corresponding to echo signals from a short range. Spurious signals interfere with the correct assessment of the current range and lead to the need to increase the "dead" zone of operation of the device, which, in turn, narrows the scope of the possible use of the level gauge. The appearance of spurious signals is a consequence of the influence of closely spaced metal structures on the radiation of the antenna in the near zone.

Перед авторами стояла задача создания радиолокационного уровнемера, лишенного недостатков прототипа.The authors were faced with the task of creating a radar level gauge, devoid of the disadvantages of the prototype.

Задача решена за счет того, что в радиолокационный уровнемер содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, над излучающей поверхностью микрополосковой антенны датчика уровня, под углом к ней, установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны.The problem is solved due to the fact that a radar level gauge containing a level sensor using a microstrip antenna, an interface converter, a control device and a power source, is installed above the radiating surface of the microstrip antenna of the level sensor, at an angle to it, a dielectric plate overlapping the radiating surface of the microstrip antenna.

Толщина диэлектрической пластины выбрана равной длине волны в ней.The thickness of the dielectric plate is chosen equal to the wavelength in it.

Угол наклона диэлектрической пластины выбран в пределах от 20 до 30° к излучающей поверхности микрополосковой антенны.The angle of inclination of the dielectric plate is selected in the range from 20 to 30 ° to the radiating surface of the microstrip antenna.

Заявляемый радиолокационный уровнемер обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.The inventive radar level meter has a set of essential features not known from the prior art for products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the utility model.

Сущность предлагаемого радиолокационного уровнемера поясняется с помощью чертежей, где:The essence of the proposed radar level gauge is illustrated using the drawings, where:

- на фиг.1 представлена блок-схема;- figure 1 presents a block diagram;

- на фиг.2 - конструкция части датчика уровня.- figure 2 is a design of part of a level sensor.

Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. Над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 установлена диэлектрическая пластина 6, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны 2.The radar level gauge contains a level 1 sensor with a microstrip antenna 2, an interface converter 3, a control device 4 and a power source 5. Above the radiating surface of the microstrip antenna 2, a dielectric plate 6 is installed, overlapping the radiating surface of the microstrip antenna 2.

Опытным путем установлено, что оптимальный угол α, под которым расположена диэлектрическая пластина 6, равен 20°÷30°.It has been experimentally established that the optimal angle α, under which the dielectric plate 6 is located, is 20 ° ÷ 30 °.

Материалом диэлектрической пластины может служить, например, фторопласт. Толщина В пластины для этого материала, равная длине волны, составляет 8,73 мм.The material of the dielectric plate can be, for example, fluoroplastic. The thickness B of the plate for this material, equal to the wavelength, is 8.73 mm.

Радиолокационный уровнемер работает следующим образом.Radar level gauge works as follows.

Датчик 1 уровня излучает сигнал в направлении поверхности, расстояние (дальность) до которой необходимо измерить. Отраженный сигнал возвращается обратно в датчик 1 уровня. Частота излучаемого сигнала изменяется во времени по пилообразному закону. В результате взаимодействия прямого и отраженного сигналов внутри датчика 1 уровня образуется целый ряд спектральных составляющих, которые несут информацию о дальности. Информация с датчика 1 уровня передается на преобразователь 3 интерфейса, соединенного с устройством управления 4. Питание блоков уровнемера осуществляется от источника 5 питания.The level 1 sensor emits a signal in the direction of the surface, the distance (distance) to which you need to measure. The reflected signal is returned back to the level 1 sensor. The frequency of the emitted signal varies in time according to a sawtooth law. As a result of the interaction of the direct and reflected signals inside the level 1 sensor, a number of spectral components are formed that carry information about the range. Information from the level 1 sensor is transmitted to the interface converter 3 connected to the control device 4. The power of the level meter units is supplied from the power supply 5.

Проведенные эксперименты показали, что применение диэлектрической пластины 6 позволяет снизить уровень бокового излучения микрополосковой антенны 2, что приводит к повышению достоверности измеряемой дальности.The experiments showed that the use of a dielectric plate 6 can reduce the level of lateral radiation of the microstrip antenna 2, which leads to an increase in the reliability of the measured range.

На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация радиолокационного уровнемера заявляемой конструкции, изготовлен его опытный образец, испытания которого подтвердили работоспособность и преимущества по сравнению с известными, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.At the applicant enterprise, the design documentation for the radar level gauge of the claimed design was developed, its prototype was made, tests of which confirmed the operability and advantages compared with the known ones, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the utility model is met.

Claims

1. A radar level gauge comprising a level sensor using a microstrip antenna, an interface converter, a control device and a power source, characterized in that a dielectric plate is installed above the radiating surface of the microstrip antenna of the level sensor at an angle to it, overlapping the radiating surface of the microstrip antenna.

2. The radar level gauge according to claim 1, characterized in that the thickness of the dielectric plate is chosen equal to the wavelength in it.

3. The radar level gauge according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the dielectric plate is selected in the range from 20 ° to 30 ° to the radiating surface of the microstrip antenna.