RU129222U1 - DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS Download PDF

Info

Publication number
RU129222U1
RU129222U1 RU2012139896/28U RU2012139896U RU129222U1 RU 129222 U1 RU129222 U1 RU 129222U1 RU 2012139896/28 U RU2012139896/28 U RU 2012139896/28U RU 2012139896 U RU2012139896 U RU 2012139896U RU 129222 U1 RU129222 U1 RU 129222U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
probe
signal generator
flexible conductor
input
output
Prior art date
Application number
RU2012139896/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Виноградов
Борис Николаевич Гордеев
Юрий Даниилович Жуков
Сергей Васильевич Румянцев
Алексей Васильевич Зивенко
Владимир Леонидович Федоров
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2012139896/28U priority Critical patent/RU129222U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU129222U1 publication Critical patent/RU129222U1/en

Links

Images

Abstract

1. Устройство для определения параметров сред в емкостях, содержащее генератор зондирующего импульсного электромагнитного сигнала, приемник зондирующего и отраженного сигналов, вход которого присоединен к выходу генератора зондирующего сигнала, а выход подключен к схеме обработки сигнала, и чувствительный элемент, который выполнен в виде размещенного в емкости датчика-волновода, связанного с генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов, отличающееся тем, что датчик-волновод содержит два электрода, каждый из которых выполнен в виде полой трубы и соединенного с торцом полой трубы, обращенной к измеряемой среде, гибкого проводника, при этом полая труба жестко закреплена на емкости, а ее протяженность а выбирается из условия:a=(0,1-0,15)L,где L - протяженность волновода; полая труба одного из электродов, являющегося измерительным, соединена с выходом генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов и в ее полости размещено устройство измерения температуры, подключенное к схеме обработки сигнала, а полая труба другого электрода соединена с нулевым потенциалом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде проволоки.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде троса.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде изолированного двухпроводного кабеля.1. A device for determining the parameters of media in capacities, comprising a probe pulse electromagnetic signal generator, a probe and reflected signal receiver, the input of which is connected to the probe signal generator output, and the output is connected to a signal processing circuit, and a sensing element, which is designed as capacitance of the waveguide sensor associated with the probe signal generator and the input of the probe and reflected signal receiver, characterized in that the waveguide sensor contains two ele flexible electrode, each of which is made in the form of a hollow pipe and connected to the end of the hollow pipe facing the medium to be measured, while the hollow pipe is rigidly fixed to the container, and its length a is selected from the condition: a = (0.1-0 , 15) L, where L is the length of the waveguide; the hollow tube of one of the electrodes, which is the measuring one, is connected to the output by the probe signal generator and the input of the probe of the probing and reflected signals, and a temperature measuring device connected to the signal processing circuit is placed in its cavity, and the hollow tube of the other electrode is connected to zero potential. 2. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of a wire. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of a cable. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of an insulated two-wire cable.

Description

Полезная модель относится к области определения физических характеристик жидких и сыпучих сред и может быть применена для определения уровня и количества различных сред в емкостях.The utility model relates to the field of determining the physical characteristics of liquid and granular media and can be used to determine the level and quantity of various media in containers.

Известно устройство для определения параметров сред в емкостях, содержащее генератор зондирующего импульсного электромагнитного сигнала, приемник зондирующего и отраженного сигналов, вход которого присоединен к выходу генератора зондирующего сигнала, а выход подключен к схеме обработки сигнала, и чувствительный элемент, который выполнен в виде размещенного в емкости датчика-волновода, связанного с генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов (патент РФ №2029920, МПК G01F 23/24, 1995 г.).A device for determining the parameters of media in containers, comprising a probe pulse electromagnetic signal generator, a probe and reflected signal receiver, the input of which is connected to the output of the probe signal generator, and the output is connected to a signal processing circuit, and a sensing element, which is made in the form of a container a waveguide sensor associated with a probe signal generator and an input of a probe of the probe and reflected signals (RF patent No. 2029920, IPC G01F 23/24, 1995).

Принцип работы известного устройства основан на использовании импульсной рефлектометрии во временной области.The principle of operation of the known device is based on the use of pulse reflectometry in the time domain.

Недостатком известного устройства является невозможность применения устройства в емкостях сложной конструкции и низкая, точность определения количества контролируемой среды, находящейся в таких емкостях.A disadvantage of the known device is the impossibility of using the device in tanks of complex design and the low accuracy of determining the amount of controlled medium in such tanks.

Как известно, для достоверной оценки количества среды в емкости требуется определить уровень среды, иметь информацию о геометрических размерах емкости и реальной плотности среды при данных условиях (при данной температуре и давлении в емкости). В известном устройстве отсутствуют средства измерения температуры, а для определения реальной плотности среды в резервуаре производится статистический и спектральный анализ амплитуды и формы отраженного сигнала с дальнейшим определением диэлектрической проницаемости среды и нахождением ее плотности. Такая многоступенчатая процедура является сложной и не обеспечивает точного значения температуры в резервуаре, частично по причине появления неизбежных погрешностей при обработке сигнала на каждом этапе указанной процедуры. Кроме того, то обстоятельство, что чувствительный элемент не является гибким, не позволяет использовать известное устройство в емкостях сложной конструкции.As is known, to reliably estimate the amount of medium in a tank, it is necessary to determine the level of the medium, to have information about the geometric dimensions of the tank and the actual density of the medium under given conditions (at a given temperature and pressure in the tank). In the known device there are no means of measuring temperature, and to determine the actual density of the medium in the tank, a statistical and spectral analysis of the amplitude and shape of the reflected signal is carried out with a further determination of the dielectric constant of the medium and finding its density. Such a multi-stage procedure is complex and does not provide an accurate value of the temperature in the tank, partly due to the appearance of unavoidable errors in signal processing at each stage of this procedure. In addition, the fact that the sensitive element is not flexible does not allow the use of the known device in containers of complex design.

Технический результат, достигаемый полезной моделью - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения применения в емкостях сложной формы и повышение точности определения количества среды в емкостях.The technical result achieved by the utility model is to expand the functionality of the device by ensuring the use of complex shapes in tanks and increasing the accuracy of determining the amount of medium in tanks.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для определения параметров сред в емкостях, содержащем генератор зондирующих электромагнитных импульсов, приемник зондирующих и отраженных импульсов, вход которого присоединен к выходу генератора зондирующих импульсов, а выход подключен к схеме обработки сигнала и чувствительному элементу, который выполнен в виде размещенного в емкости датчика-волновода, связанного с генератором зондирующих импульсов и входом приемника зондирующего и отраженного импульсов, датчик-волновод содержит два электрода, каждый из которых выполнен в виде полой трубы и соединенного с торцом полой трубы, обращенной к измеряемой среде, гибкого проводника, при этом полая труба жестко закреплена на емкости, а ее протяженность а выбирается из условия:The specified technical result is achieved by the fact that in the device for determining the parameters of media in containers containing a probe of electromagnetic pulses, a probe of probe and reflected pulses, the input of which is connected to the output of the probe of the pulse, and the output is connected to a signal processing circuit and a sensitive element, which is made in the form of a sensor-waveguide located in the tank, connected with a probe pulse generator and a probe input of a probe and reflected pulse, the sensor a water conduit contains two electrodes, each of which is made in the form of a hollow pipe and a flexible conductor connected to the end of the hollow pipe facing the medium to be measured, while the hollow pipe is rigidly fixed to the container, and its length a is selected from the condition:

a=(0,l-0,15)L,a = (0, l-0.15) L,

где L - протяженность волновода; полая труба одного из электродов, являющегося измерительным, соединена с выходом генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов и в ее полости размещено устройство измерения температуры, подключенное к схеме обработки сигнала, а полая труба другого электрода соединена с нулевым потенциалом.where L is the length of the waveguide; the hollow tube of one of the electrodes, which is the measuring one, is connected to the output by the probe signal generator and the input of the probe of the probe and reflected signals, and a temperature measuring device connected to the signal processing circuit is placed in its cavity, and the hollow tube of the other electrode is connected to zero potential.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве для определения параметров сред в емкостях гибкий проводник может быть выполнен в виде проволоки, троса или изолированного двухпроводного кабеля.The specified technical result is also achieved by the fact that in the device for determining the parameters of the media in the containers, the flexible conductor can be made in the form of a wire, cable or an insulated two-wire cable.

Полезная модель иллюстрируется чертежом. На фиг.1 схематически показано заявляемое устройство.The utility model is illustrated in the drawing. Figure 1 schematically shows the inventive device.

Устройство для определения параметров сред в емкостях содержит генератор зондирующего импульсного электромагнитного сигнала 1, приемник зондирующего и отраженного сигналов 2, вход которого соединен с выходом генератора 2, а выход подключен к схеме обработки сигнала 3, чувствительный элемент, выполненный в виде датчика-волновода, который включает два электрода 4, размещенные в емкости 5. Каждый электрод 4 состоит из двух участков - полой трубы 6, и гибкого проводника 7, расположенного коаксиально относительно полой трубы 6 и соединенного с нижним торцом трубы 6, который обращен к измеряемой среде, с помощью диэлектрических распорок 8, при этом верхний конец проводника 7 располагается на уровне нижнего торца трубы 6. Полая труба 6 одного из электродов 4, являющегося измерительным, жестко закреплена на емкости 5 через герметичные изолирующие элементы (на фиг.1 не показаны) и соединена с выходом генератора 1 и входом приемника 2; в ее полости размещено устройство измерения температуры 9, подсоединенное к схеме обработки сигнала 3. Полая труба 6 другого электрода находится под нулевым потенциалом. Протяженность каждой из полых труб 6 а выбирается из условия:A device for determining the parameters of media in containers contains a probe electromagnetic pulse signal generator 1, a probe and reflected signal receiver 2, the input of which is connected to the output of the generator 2, and the output is connected to the signal processing circuit 3, a sensing element made in the form of a waveguide sensor, which includes two electrodes 4 located in the tank 5. Each electrode 4 consists of two sections - a hollow pipe 6, and a flexible conductor 7 located coaxially relative to the hollow pipe 6 and connected to the bottom the end of the pipe 6, which is facing the medium to be measured, by means of dielectric spacers 8, while the upper end of the conductor 7 is located at the level of the lower end of the pipe 6. The hollow pipe 6 of one of the electrodes 4, which is the measuring one, is rigidly fixed to the container 5 through sealed insulating elements (not shown in FIG. 1) and connected to the output of the generator 1 and the input of the receiver 2; in its cavity there is a temperature measuring device 9 connected to the signal processing circuit 3. The hollow tube 6 of the other electrode is at zero potential. The length of each of the hollow pipes 6 a is selected from the condition:

a=(0,l-0,15)L, (1)a = (0, l-0,15) L, (1)

где L - полная протяженность волновода, под которой понимается суммарная длина полой трубы 6 и гибкого проводника 7.where L is the total length of the waveguide, which means the total length of the hollow pipe 6 and the flexible conductor 7.

Полая труба 6, проводник выполнены из электропроводящих материалов, при этом гибкий проводник 7 может быть выполнен в виде проволоки, троса или двухпроводного изолированного кабеля.The hollow pipe 6, the conductor is made of electrically conductive materials, while the flexible conductor 7 can be made in the form of a wire, cable or two-wire insulated cable.

Для определения характеристик среды 10 (например, жидкой), находящейся в емкости 5, датчик-волновод погружают (полностью или частично) в среду 10, при этом измерительный электрод соединяют с выходом генератора 1. В результате по измерительному электроду - по полой трубе 6 и гибкому проводнику 7 - распространяется зондирующий импульс. Приемник 2 регистрирует сигнал, отраженный от поверхности раздела между средой 10 и находящимся выше уровня среды 10 воздухом в результате изменения волнового сопротивления волновода. Принятый сигнал обрабатывается схемой 3 и по времени задержки отраженного сигнала определяется уровень среды 10 в емкости 5.To determine the characteristics of the medium 10 (for example, liquid) located in the tank 5, the waveguide sensor is immersed (fully or partially) in the medium 10, while the measuring electrode is connected to the output of the generator 1. As a result, through the measuring electrode, through the hollow pipe 6 and flexible conductor 7 - the probe pulse propagates. The receiver 2 registers a signal reflected from the interface between the medium 10 and the air above the level of the medium 10 as a result of a change in the wave impedance of the waveguide. The received signal is processed by the circuit 3 and the level of the medium 10 in the tank 5 is determined by the delay time of the reflected signal.

Устройство 9 измеряет температуру среды 10 в емкости 5, а схема обработки сигнала 3, в которой содержится информация о плотности среды 10 при различных температурах, рассчитывает количество находящейся в емкости 5 среды 10 с учетом величины измеренного уровня среды 10, геометрических размеров емкости 5 и реального значения плотности среды 10 при измеренной температуре в емкости 5.The device 9 measures the temperature of the medium 10 in the tank 5, and the signal processing circuit 3, which contains information on the density of the medium 10 at various temperatures, calculates the amount of medium 10 in the tank 5, taking into account the measured level of the medium 10, the geometric dimensions of the tank 5 and the real the density of the medium 10 at the measured temperature in the tank 5.

Выполнение участка волновода в виде полой трубы, на которую. приходится (10-15) % общей протяженности волновода, позволяет разместить в ней устройство для измерения температуры, а выполнение большей части волновода - (85-90) % - в виде гибкого проводника позволяет использовать заявляемое устройство как в емкостях с большой высотой (с большой глубиной погружения), так и в емкостях, имеющих сложную форму и требующих применения зонда, способного повторять форму боковых стенок емкости.The implementation of the waveguide section in the form of a hollow pipe onto which. accounts for (10-15)% of the total length of the waveguide, allows you to place a device for measuring temperature in it, and the execution of most of the waveguide - (85-90)% - in the form of a flexible conductor allows you to use the inventive device in containers with high height (with large immersion depth), and in containers having a complex shape and requiring the use of a probe capable of repeating the shape of the side walls of the container.

Таким образом, заявляемое устройство по сравнению с устройством, принятым в качестве ближайшего аналога, характеризуется более широкими функциональными возможностями за счет обеспечения применения в емкостях сложной формы и более высокой точностью определения количества среды в емкостях.Thus, the claimed device in comparison with the device adopted as the closest analogue, is characterized by wider functionality by providing the use in tanks of complex shape and higher accuracy in determining the amount of medium in tanks.

Claims (4)

1. Устройство для определения параметров сред в емкостях, содержащее генератор зондирующего импульсного электромагнитного сигнала, приемник зондирующего и отраженного сигналов, вход которого присоединен к выходу генератора зондирующего сигнала, а выход подключен к схеме обработки сигнала, и чувствительный элемент, который выполнен в виде размещенного в емкости датчика-волновода, связанного с генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов, отличающееся тем, что датчик-волновод содержит два электрода, каждый из которых выполнен в виде полой трубы и соединенного с торцом полой трубы, обращенной к измеряемой среде, гибкого проводника, при этом полая труба жестко закреплена на емкости, а ее протяженность а выбирается из условия:1. A device for determining the parameters of media in capacities, comprising a probe pulse electromagnetic signal generator, a probe and reflected signal receiver, the input of which is connected to the probe signal generator output, and the output is connected to a signal processing circuit, and a sensing element, which is designed as capacitance of the waveguide sensor associated with the probe signal generator and the input of the probe and reflected signal receiver, characterized in that the waveguide sensor contains two ele ctrode, each of which is made in the form of a hollow pipe and a flexible conductor connected to the end of the hollow pipe facing the medium to be measured, while the hollow pipe is rigidly fixed to the container, and its length a is selected from the condition: a=(0,1-0,15)L,a = (0.1-0.15) L, где L - протяженность волновода; полая труба одного из электродов, являющегося измерительным, соединена с выходом генератором зондирующего сигнала и входом приемника зондирующего и отраженного сигналов и в ее полости размещено устройство измерения температуры, подключенное к схеме обработки сигнала, а полая труба другого электрода соединена с нулевым потенциалом.where L is the length of the waveguide; the hollow tube of one of the electrodes, which is the measuring one, is connected to the output by the probe signal generator and the input of the probe of the probe and reflected signals, and a temperature measuring device connected to the signal processing circuit is placed in its cavity, and the hollow tube of the other electrode is connected to zero potential. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде проволоки.2. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of a wire. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде троса.3. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of a cable. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий проводник выполнен в виде изолированного двухпроводного кабеля.
Figure 00000001
4. The device according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made in the form of an insulated two-wire cable.
Figure 00000001
RU2012139896/28U 2012-09-18 2012-09-18 DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS RU129222U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012139896/28U RU129222U1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012139896/28U RU129222U1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU129222U1 true RU129222U1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48787049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012139896/28U RU129222U1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU129222U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757542C1 (en) * 2021-02-19 2021-10-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757542C1 (en) * 2021-02-19 2021-10-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5757798B2 (en) Non-invasive capacitive fill level measuring device and method for filling medium in a container
US5656774A (en) Apparatus and method for sensing fluid level
US9217659B2 (en) Guided wave radar probe with leak detection
US5651286A (en) Microprocessor based apparatus and method for sensing fluid level
US9069056B2 (en) Guided wave radar probe reference target
JPH05231905A (en) Distance measuring equipment and method
MX2010007963A (en) Method for measuring the volume flow of electrically conductive liquids through a vessel.
JP2009204601A (en) Apparatus and method for measuring suspended solid concentration utilizing time domain reflectometry
CN101566491B (en) Method and system for measuring liquid level of conductive liquid
RU129222U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS
CN110702701A (en) Resonant cavity sensor calibration and temperature and conductivity testing device and method
US4841770A (en) Apparatus and method for determining the amount of substance in a vessel
CN110017883A (en) A kind of method of magnetostriction liquidometer and measurement pressure vessel liquid level
CN104156010A (en) Kettle water level control device, water level control method and dry-burning resistant control method
CN203464979U (en) Liquid level sensor
Melnikov et al. Development and study of a microwave reflex-radar level gauge of the nuclear reactor coolant
CN207688975U (en) A kind of magnetostriction liquidometer
RU176710U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL PARAMETERS IN A WELL
RU2491519C1 (en) Level indicator
RU2620780C1 (en) Method for determining interface position between components of three-component medium in container
Milosavljević et al. Implementation of low cost liquid level sensor (LLS) using embedded system with integrated capacitive sensing module
CN105865577B (en) Evaluation method for a TDR level switch
RU150171U1 (en) ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE LEVEL AND DENSITY OF OIL PRODUCTS
CN209014093U (en) A kind of guide wave radar liquid level gauge of novel foam-resistant interference
RU2706457C1 (en) Dynamic liquid density sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150919

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190219