RU142932U1 - MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER - Google Patents

MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER Download PDF

Info

Publication number
RU142932U1
RU142932U1 RU2013150409/28U RU2013150409U RU142932U1 RU 142932 U1 RU142932 U1 RU 142932U1 RU 2013150409/28 U RU2013150409/28 U RU 2013150409/28U RU 2013150409 U RU2013150409 U RU 2013150409U RU 142932 U1 RU142932 U1 RU 142932U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
autonomous
level gauge
sound
antenna
Prior art date
Application number
RU2013150409/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Радомский
Анатолий Ильич Демко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании"
Priority to RU2013150409/28U priority Critical patent/RU142932U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU142932U1 publication Critical patent/RU142932U1/en

Links

Abstract

Магнитострикционный уровнемер, характеризующийся тем, что он включает антенну, цифровую схему хранения результатов измерения с радиомодемом, автономный источник питания, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности - границы раздела фракций жидкости до днища ёмкости, пьезоприемник, чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища ёмкости, по крайней мере, один поплавок, размещенный вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее, причем в поплавках размещены активные автономные модули с измерительными схемами, катушками возбуждения звукопровода и кольцевыми магнитами с радиально ориентированным магнитным полем, причем расположенные снаружи резервуара закрытая радиопрозрачным куполом антенна и верхняя часть цилиндрического кожуха отделены температурным барьером от основной части корпуса уровнемера с расположенной внутри неё электронной частью.A magnetostrictive level gauge, characterized in that it includes an antenna, a digital circuit for storing measurement results with a radio modem, an autonomous power supply, a unit for calculating the interval of time that ultrasonic vibrations travel from the surface — the interface between the liquid fractions and the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and a sensitive element placed in a magnetically permeable tube sound duct made of magnetostrictive material, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, at least at least one float placed around the tube with the possibility of moving along it, moreover, active autonomous modules with measuring circuits, sound coil excitation coils and ring magnets with a radially oriented magnetic field are placed in the floats, the antenna located on the outside of the tank and the upper part of the cylindrical casing separated by a temperature barrier from the main part of the body of the level gauge with the electronic part located inside it.

Description

Заявленное техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости преимущественно в резервуарах.The claimed technical solution relates to measuring equipment and can be used to measure the liquid level mainly in tanks.

Известно устройство для измерения уровня жидкости, использующее для своей работы ультразвуковые волны. Устройство содержит уровнемерную трубку, специальный звукопровод в виде металлического сердечника, на котором расположена первичная обмотка линейного трансформатора, электроакустический преобразователь, нагруженный на звукопровод, а также поплавок, охватывающий уровнемерную трубку. В блок вторичной электронной аппаратуры входит импульсный генератор, формирователь импульсов отраженных сигналов, логический блок и другие элементы, содержание которых зависит от схемы измерения временного интервала [Бабиков О.И. Ультразвуковые приборы контроля. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985, с. 117. А.с. СССР №620828, кл. G01F 23/28, опубл. 1978].A device for measuring the level of a liquid using ultrasonic waves for its operation is known. The device comprises a level gauge tube, a special sound duct in the form of a metal core, on which the primary winding of a linear transformer is located, an electro-acoustic transducer loaded on the sound duct, and also a float covering the level gauge tube. The block of secondary electronic equipment includes a pulse generator, a pulse shaper of reflected signals, a logic block and other elements, the content of which depends on the measurement scheme of the time interval [O. Babikov Ultrasonic monitoring devices. - L .: Engineering, Leningrad Branch, 1985, p. 117. A.S. USSR No. 620828, cl. G01F 23/28, publ. 1978].

Недостатками данного устройства измерения уровня жидкости являются невысокая точность при измерении больших уровней, появление дополнительной погрешности при изменении в широких пределах температуры внешней среды, невозможность измерения больше одного уровня, что, особенно актуально для жидкостей, состоящих из фракций.The disadvantages of this device for measuring the liquid level are the low accuracy when measuring large levels, the appearance of additional errors when changing over a wide range of ambient temperatures, the inability to measure more than one level, which is especially true for liquids consisting of fractions.

Известен ультразвуковой уровнемер, содержащий прямолинейный магнитострикционный звукопровод, сигнальный электроакустический преобразователь, поплавковый элемент с поляризатором, волновой отражатель, усилитель записи, усилитель считывания, блок кодирования и вычислений. Блок кодирования и вычислений подключен к звукопроводу через усилитель записи. Другой выход блока кодирования и вычислений подключен через усилитель считывания к выводам сигнального электроакустического преобразователя. Сигнальный электроакустический преобразователь закреплен на опорном расстоянии от конца звукопровода и подсоединен к выводам усилителя считывания. На другом конце звукопровода жестко закреплен волновой отражатель. Между сигнальным электроакустическим преобразователем и волновым отражателем помещен поплавковый элемент с поляризатором [Патент РФ №2213940, кл. G01F 23/28, G01F 23/30, опубл. 2002].A known ultrasonic level gauge containing a rectilinear magnetostrictive sound pipe, signal electro-acoustic transducer, a float element with a polarizer, a wave reflector, a recording amplifier, a reading amplifier, a coding and computing unit. The coding and computing unit is connected to the sound pipe through a recording amplifier. The other output of the coding and computing unit is connected through a read amplifier to the terminals of the signal electro-acoustic transducer. The signal electro-acoustic transducer is fixed at a reference distance from the end of the sound duct and is connected to the terminals of the reading amplifier. At the other end of the sound duct, a wave reflector is rigidly fixed. A float element with a polarizer is placed between the signal electro-acoustic transducer and the wave reflector [RF Patent No. 2213940, cl. G01F 23/28, G01F 23/30, publ. 2002].

Недостатками данного устройства являются большие питающие напряжения (необходимые для формирования ультразвуковой волны электроакустическим преобразователем, особенно при большой длине звукопровода, что затрудняет обеспечение искробезопасности), появление дополнительной погрешности при изменении в широких пределах температуры внешней среды, невозможность измерения нескольких уровней, что характерно для жидкостей, состоящих из фракций.The disadvantages of this device are the large supply voltages (necessary for the formation of an ultrasonic wave by an electro-acoustic transducer, especially with a large length of the sound duct, which makes it difficult to ensure intrinsic safety), the appearance of an additional error when the ambient temperature changes over a wide range, and the inability to measure several levels, which is typical for liquids, consisting of fractions.

Известен поплавковый уровнемер, содержащий электропроводный звукопровод, блок обработки, поплавок, установленный на звукопроводе с возможностью перемещения вдоль него, и проводящий элемент.Кроме того, уровнемер содержит генератор переменного тока, акустический преобразователь, соединенный с верхним концом звукопровода, дискриминатор-формирователь, промежуточный трансформатор, а поплавок содержит генератор электрических импульсов, выпрямитель, расположенные концентрично с отверстием поплавка, тороидальный трансформатор и катушку возбуждения, подключенную к генератору электрических импульсов [патент РФ №2463566, кл. G01F 23/28, опубл. 2006].Known float level gauge containing an electrically conductive sound pipe, a processing unit, a float mounted on the sound pipe with the ability to move along it, and a conductive element. In addition, the level gauge contains an alternating current generator, an acoustic transducer connected to the upper end of the sound pipe, a discriminator-shaper, an intermediate transformer and the float contains an electric pulse generator, a rectifier located concentrically with the hole of the float, a toroidal transformer and a coil excitation connected to an electric pulse generator [RF patent No. 2463566, class. G01F 23/28, publ. 2006].

Недостатками данного уровнемера являются невозможность измерения нескольких уровней, что характерно для жидкостей, состоящих из фракций, появление дополнительной погрешности при изменении в широких пределах температуры внешней среды.The disadvantages of this level gauge are the inability to measure several levels, which is typical for liquids consisting of fractions, the appearance of an additional error when the temperature of the environment changes over a wide range.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому является магнитострикционный уровнемер, содержащий чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули, измеряющие температуру и давление жидкости в точке расположения, с измерительными схемами под управлением микропроцессоров, катушками возбуждения звукопровода и магнитными блоками из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенными вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее, а также дополнительно содержит «якорь Радомского», представляющий собой стойку с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и герметичным объемом в верхней части для размещения автономного модуля. Кроме этого уровнемер содержит автономный источник питания, цифровую схема хранения результатов измерения, радиомодем и антенну [Патент РФ на полезную модель №134317, кл. G01F 23/28, дата приоритета 24.04.2013, опубл. 10.11.2013, Бюл.№ 31].Of the known technical solutions, the closest in purpose and technical essence to the claimed one is a magnetostrictive level gauge containing a sensitive element with a sound duct made of magnetostrictive material placed in a magnetically permeable tube, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and an ultrasonic transit time interval calculation unit fluctuations from the surface (interface of fractions) of the liquid to the bottom of the tank, at least one float ok, and in the floats there are active autonomous modules that measure the temperature and pressure of the liquid at the location, with measuring circuits under the control of microprocessors, sound field excitation coils and magnetic blocks of n permanent magnets (ring magnets with a radially oriented magnetic field), where n = 1 , 2 ... i, placed around the tube with the possibility of moving along it, and also additionally contains a "Radomsky anchor", which is a rack with a heavier base, three pointed cones E and sealed volume at the top for placing a standalone module. In addition, the level gauge contains an autonomous power source, a digital circuit for storing measurement results, a radio modem and an antenna [RF Patent for Utility Model No. 134317, cl. G01F 23/28, priority date 04.24.2013, publ. November 10, 2013, Bull. No. 31].

Недостатком этого магнитострикционного уровнемера являются появление дополнительной погрешности при изменении в широких пределах температуры внешней среды.The disadvantage of this magnetostrictive level gauge is the appearance of an additional error when the ambient temperature changes over a wide range.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании магнитострикционного уровнемера, имеющего расширенный рабочий диапазон температуры внешней среды за счет размещения электроники в объеме с меньшим диапазоном температурных изменений.The problem to which the claimed technical solution is directed is to create a magnetostrictive level gauge having an expanded operating range of the ambient temperature by placing the electronics in a volume with a smaller range of temperature changes.

Поставленная задача достигается за счет того, что магнитострикционный уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный источник питания, цифровую схема хранения результатов измерения, радиомодем и антенну, активный автономный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули, измеряющие температуру и давление жидкости в точке расположения, с измерительными схемами под управлением микропроцессоров, катушками возбуждения звукопровода и кольцевыми магнитами с радиально ориентированным магнитным полем, а также содержит «якорь Радомского», представляющий собой стойку с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и герметичным объемом в верхней части для размещения автономного модуля. Причем антенна, размещенная в цилиндрическом кожухе с радиопрозрачным куполом в верхней части и верхняя часть цилиндрического кожуха, отделены от основной части корпуса уровнемера температурным барьером.The task is achieved due to the fact that the magnetostrictive level gauge contains a sensitive element with a sound guide made of magnetostrictive material placed in a magnetically permeable tube, an autonomous power supply, a digital circuit for storing the measurement results, a radio modem and an antenna, an active autonomous module located at a known distance from the bottom of the tank, a piezo receiver , unit for calculating the time interval for the passage of ultrasonic vibrations from the surface (interface of fractions) of the liquid to the bottom of the tank at least one float, and active autonomous modules are placed in the floats that measure the temperature and pressure of the liquid at the point of location, with measuring circuits controlled by microprocessors, sound field excitation coils and ring magnets with a radially oriented magnetic field, and also contains a Radomsky anchor ", Which is a rack with a heavier base, three pointed conical supports and a sealed volume in the upper part to accommodate an autonomous module. Moreover, the antenna, located in a cylindrical casing with a radiolucent dome in the upper part and the upper part of the cylindrical casing, is separated from the main part of the body of the level gauge by a temperature barrier.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение диапазона рабочих температур внешней среды за счет размещения электроники в объеме с меньшим диапазоном температурных изменений внешней среды, и установки температурного барьера.The technical result provided by the given set of features is to expand the range of operating temperatures of the environment due to the placement of electronics in a volume with a smaller range of temperature changes in the environment, and the installation of a temperature barrier.

Сущность заявляемого технического решения поясняется графическими материалами:The essence of the proposed technical solution is illustrated by graphic materials:

- на фиг. 1 представлена схема реализации магнитострикционного уровнемера;- in FIG. 1 shows a diagram of the implementation of a magnetostrictive level gauge;

- на фиг. 2 представлена функциональная схема активного автономного модуля с измерительными схемами, микропроцессором и катушкой возбуждения звукопровода;- in FIG. 2 shows a functional diagram of an active autonomous module with measuring circuits, a microprocessor, and a sound duct excitation coil;

Магнитострикционный уровнемер (фиг. 1) состоит из пьезоприемника 2, чувствительного элемента, состоящего из звукопровода 3 в виде проволоки из магнитострикционного материала, помещенной в магнитопроницаемую оболочку 4 и не зафиксированной в нижней части. На магнитопроницаемой оболочке 4 размещен (размещены) поплавок (поплавки) 6 с возможностью перемещения вдоль нее (а таким образом и вдоль чувствительного элемента), внутри поплавка установлены катушка возбуждения звукопровода, автономный модуль под управлением микропроцессора 5 и кольцевые магниты 7 с радиально ориентированным магнитным полем.Magnetostrictive level gauge (Fig. 1) consists of a piezoelectric receiver 2, a sensitive element consisting of a sound pipe 3 in the form of a wire of magnetostrictive material, placed in a magnetically permeable sheath 4 and not fixed in the lower part. A float (s) 6 is placed (placed) on the magnetically permeable shell 4 and can be moved along it (and thus along the sensing element), a sound duct excitation coil, an autonomous module under the control of microprocessor 5, and ring magnets 7 with a radially oriented magnetic field are installed inside the float .

Нижняя часть магнитопроницаемой оболочки 4 заканчивается герметизирующим концевым устройством 12, к которому прикреплен груз 13 с помощью шпильки 14.The lower part of the magnetically permeable shell 4 ends with a sealing end device 12, to which the load 13 is attached using a stud 14.

Нижняя часть магнитопроницаемой оболочки 4 с концевым устройством 12 и грузом 13 входит в конструкцию «Якорь Радомского» (стойка 11 с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и зафиксированнымThe lower part of the magnetically permeable shell 4 with the end device 12 and the load 13 is included in the design of the "Radomsky anchor" (rack 11 with a weighted base, three pointed conical supports and fixed

в верхней части стойки герметичным объемом 9 с автономным модулем 8 и магнитным блоком 10). in the upper part of the rack a sealed volume 9 with an autonomous module 8 and a magnetic unit 10).

К выходу пьезоприемника 2 присоединен блок определения интервала времени 15, к которому, в свою очередь, присоединен блок определения уровня с радиомодемом 17. Блок определения интервала времени 15 и блок определения уровня с радиомодемом 17 присоединены к автономному источнику питания 16.A block for determining the time interval 15 is connected to the output of the piezoelectric receiver 2, to which, in turn, a block for determining the level with a radio modem is connected 17. A block for determining the time interval 15 and a block for determining the level with a radio modem 17 are connected to an autonomous power source 16.

Пьезоприемник 2, блок определения интервала времени 15, блок определения уровня с радиомодемом 17 и автономный источник питания 16 находятся в нижней части цилиндрического корпуса 1. К верхней части цилиндрического корпуса 1 присоединена переходная втулка из материала с невысоким значением теплопроводности (температурным барьером) 18, сверху к которой присоединен цилиндрический кожух 19, который при помощи цангового зажима 22, позволяющего первоначально выставить прибор в нужном положении относительно якоря, фиксируется на крышке 21, которая в свою очередь прикреплена к верхней части емкости 26. В верхней части цилиндрического кожуха 19 под радиопрозрачным колпаком 25 расположена антенна 24, присоединенная с помощью разъема 23 и коаксиального кабеля 20 к блоку определения уровня с радиомодемом 17.A piezoelectric receiver 2, a time interval determination unit 15, a level determination unit with a radio modem 17 and an autonomous power source 16 are located in the lower part of the cylindrical body 1. To the upper part of the cylindrical body 1 is connected an adapter sleeve made of a material with a low thermal conductivity (temperature barrier) 18, from above to which is attached a cylindrical casing 19, which, with the help of a collet clamp 22, which allows you to initially put the device in the desired position relative to the armature, is fixed on the cover 21, which turn attached to the top of the container 26. The upper part of the cylindrical housing 19 under the hood 25, radio waves the antenna 24 is attached via the connector 23 and coaxial cable 20 to the power level determination to a wireless modem 17.

Поплавок (поплавки) 6 плавает на поверхности жидкости 27 (на границе раздела фракций жидкости).The float (floats) 6 floats on the surface of the liquid 27 (at the interface of the liquid fractions).

Автономный модуль 5 (или 8) состоит (фиг. 2) из датчиков параметров жидкости 28 (например, датчика температуры) и 29 (например, датчика давления), автономного источника питания 30, микропроцессора 31, накопителя энергии 32, схемы формирования импульсов 33 и катушки возбуждения звукопровода 34, намотанной на гильзе, в которую пропущена магнитопроницаемая оболочка 4 и звукопровод 3.Stand-alone module 5 (or 8) consists (Fig. 2) of fluid parameters sensors 28 (e.g., temperature sensors) and 29 (e.g., pressure sensors), stand-alone power supply 30, microprocessor 31, energy storage 32, pulse generating circuit 33, and the excitation coil of the sound duct 34 wound on a sleeve into which a magnetically permeable sheath 4 and a sound duct 3 are passed.

Заявляемое техническое решение поясняется во взаимодействии между отдельными элементами в процессе работы.The claimed technical solution is illustrated in the interaction between the individual elements in the process.

Автономный модуль 5 (или 8) (фиг. 1) для обеспечения высокой энергетической экономичности большую часть времени находится в режиме пониженного энергопотребления (спящем режиме) и только изредка активизируется, формирует кодированную последовательности импульсов, которая посредством катушки возбуждения звукопровода, окружающей чувствительный элемент, создает магнитное поле, которое, взаимодействуя с радиальным магнитным полем кольцевого магнита, вызывает в звукопроводе ультразвуковые колебания, распространяющиеся по звукопроводу вверх и вниз, причем внизу они отражаются от конца звукопровода и возвращаются вверх. Таким образом, на выходе пьезоприемника от каждого автономного модуля появляются по два сигнала, задержанные друг от друга на удвоенное время прохождения ультразвуковых колебаний от данного автономного модуля до нижнего конца звукопровода. Однако, поскольку звукопровод закреплен сверху к крышке емкости, то расстояние от нижнего конца звукопровода до днища емкости может изменяться при изменении температуры, вызывающей изменение длины звукопровода, и других факторов, вызывающих деформацию крыши емкости, поэтому глубина погруженной части звукопровода также будет изменяться, а значит и удвоенное время прохождения ультразвуковых колебаний от данного автономного модуля до нижнего конца звукопровода будет изменяться. Для того, чтобы скомпенсировать эту ошибку, используется еще один автономный модуль 8, жестко зафиксированный относительно дна емкости.Stand-alone module 5 (or 8) (Fig. 1), in order to ensure high energy efficiency, most of the time is in the low power consumption mode (sleep mode) and only occasionally activates, forms an encoded pulse train, which, through the excitation coil of the sound duct surrounding the sensor, creates a magnetic field, which, interacting with the radial magnetic field of a ring magnet, causes ultrasonic vibrations in the sound duct propagating through the sound duct x and down, and they are reflected from the bottom end of the acoustic line and return upwards. Thus, at the output of the piezoelectric receiver from each autonomous module, two signals appear, delayed from each other by twice the transit time of ultrasonic vibrations from this autonomous module to the lower end of the sound duct. However, since the sound duct is fixed from above to the container lid, the distance from the lower end of the sound duct to the bottom of the container can change with a change in temperature, which causes a change in the length of the sound pipe, and other factors causing deformation of the roof of the container, so the depth of the immersed part of the sound pipe will also change, which means and the doubled time of passage of ultrasonic vibrations from this autonomous module to the lower end of the sound duct will change. In order to compensate for this error, another stand-alone module 8 is used, rigidly fixed relative to the bottom of the tank.

Вычисление уровня жидкости производится в соответствии с соотношениями:The calculation of the liquid level is carried out in accordance with the ratios:

h=hn+h1-h2+h3,h = h n + h 1 -h 2 + h 3 ,

где h - расстояние от поверхности жидкости (границы уровней раздела фракций жидкости) до днища емкости;where h is the distance from the surface of the liquid (the boundary level of the liquid fractions) to the bottom of the tank;

hn - расстояние от поверхности жидкости до отсчетной точки измерительного поплавка;h n is the distance from the surface of the liquid to the reference point of the measuring float;

h1 - расстояние от отсчетной точки измерительного поплавка до нижнего конца звукопровода;h 1 - the distance from the reference point of the measuring float to the lower end of the sound duct;

h2 - расстояние от отсчетной точки измерительной системы якоря до нижнего конца звукопровода;h 2 is the distance from the reference point of the measuring system of the armature to the lower end of the sound duct;

h3 - расстояние от отсчетной точки измерительной системы якоря до днища емкости.h 3 - the distance from the reference point of the measuring system of the armature to the bottom of the tank.

Величины hn и h3 вводятся в память измерителя при его размещении в резервуаре и калибровке, а h1 и h2 вычисляются, исходя из измеренных значений временных интервалов th1 и th2 The values of h n and h 3 are entered into the memory of the meter when it is placed in the tank and calibrated, and h 1 and h 2 are calculated based on the measured values of the time intervals t h1 and t h2

, ,

где th1 - время прохождения ультразвука от отсчетной точки измерительного поплавка до нижнего конца звукопровода;where t h1 is the ultrasound transit time from the reference point of the measuring float to the lower end of the sound duct;

th2 - время прохождения ультразвука от отсчетной точки измерительной системы якоря до нижнего конца звукопровода;t h2 is the ultrasound transit time from the reference point of the measuring system of the armature to the lower end of the sound duct;

Vзв - скорость распространения ультразвука в звукопроводе.V Sv - the speed of propagation of ultrasound in the sound duct.

Расстояние h3 от отсчетной точки измерительной системы якоря до днища емкости может быть измерено с высокой точностью при первоначальном монтаже измерителя в емкости с жидкостью в результате привязки конкретного уровнемера к емкости путем замеров уровня контрольной рулеткой относительно высотного трафарета по паспорту и градуировочной таблице. Значение этой величины вводится в блок определения уровня и используется для вычислений.The distance h 3 from the reference point of the measuring system of the armature to the bottom of the tank can be measured with high accuracy during the initial installation of the meter in a tank with liquid as a result of linking a specific level gauge to the tank by measuring the level of the control tape measure relative to the high-altitude stencil according to the passport and calibration table. The value of this quantity is entered into the level determination unit and is used for calculations.

Положение нижнего конца звукопровода в процессе эксплуатации может изменяться из-за изменения длины звукопровода при изменении температуры, деформации крыши емкости при изменении температуры, избыточного или недостаточного давления, механических воздействий, однако это не будет вносить ошибку в измерения, так как данная погрешность компенсируется при вычитании задержек и . С учетом кодирования излучаемых импульсов, на выходе пьезоприемника производится разделение информации от каждого из автономных модулей, поэтому имеется возможность измерения нескольких уровней (границ раздела фаз жидкости) одновременно, причем в кодированной информации от каждого из них содержатся дополнительные параметры жидкости в точке расположения каждого из автономных модулей (например, температура, давление).The position of the lower end of the sound duct during operation can change due to changes in the length of the sound duct when the temperature changes, deformation of the roof of the container when the temperature changes, excessive or insufficient pressure, mechanical stresses, however this will not introduce a measurement error, since this error is compensated for by subtraction delays and . Taking into account the coding of the emitted pulses, the output of the piezoelectric receiver is used to separate information from each of the autonomous modules, therefore it is possible to measure several levels (liquid phase boundaries) at the same time, and the encoded information from each of them contains additional liquid parameters at the location of each of the autonomous modules modules (e.g. temperature, pressure).

Подробнее работу магнитострикционного уровнемера можно уяснить, рассмотрев взаимодействие между его отдельными элементами (фиг. 2).The operation of the magnetostrictive level gauge can be understood in more detail by considering the interaction between its individual elements (Fig. 2).

Микропроцессор 31 автономного модуля большую часть времени находится в режиме пониженного энергопотребления (спящем режиме) и только изредка активизируется, считывает измеренные датчиками 28 и 29 параметры (допустим температуру и давление), выдает команду на накопление энергии накопителю 32 от автономного источника питания 30 и в необходимые моменты запускает схему формирования импульсов 33, которая подключает на-The microprocessor 31 of the autonomous module most of the time is in low power mode (sleep mode) and only occasionally activated, reads the parameters measured by sensors 28 and 29 (let's say temperature and pressure), issues a command to store energy to drive 32 from autonomous power source 30 and to the necessary moments starts the pulse shaping circuit 33, which connects

копитель энергии к катушке возбуждения звукопровода 34, формирующей импульсное магнитное поле, в результате взаимодействия которого с радиальным магнитным полем кольцевого магнита (например, 7) и магнитострикционного эффекта возникают ультразвуковые колебания в звукопроводе 3. Ультразвуковые колебания, достигающие пьезоприемника 2, за счет пьезоэлектрического эффекта преобразуются в импульсы напряжения, которые поступают на вход блока 15 вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости. Значение интервала времени с блока 15 поступает на блок определения уровня с радиомодемом 17, который сохраняет полученную информацию, либо излучает ее антенной 24, присоединенной разъемом 23 к коаксиальному кабелю 20. Переданные от датчиков дополнительные параметры жидкости могут использоваться в алгоритме вычисления блока определения уровня для уменьшения погрешности измерений, либо передаваться потребителю.energy accumulator to the excitation coil of the sound guide 34, which generates a pulsed magnetic field, as a result of the interaction of which with the radial magnetic field of the ring magnet (for example, 7) and the magnetostrictive effect, ultrasonic vibrations in the sound guide 3 arise. Ultrasonic vibrations reaching the piezoelectric receiver 2 are transformed due to the piezoelectric effect into voltage pulses that are fed to the input of block 15 for calculating the time interval for the passage of ultrasonic vibrations from the surface (boundary section fractions) liquid to the tank bottom. The value of the time interval from block 15 is supplied to the level determination unit with a radio modem 17, which stores the received information or emits it by antenna 24 connected by connector 23 to coaxial cable 20. Additional liquid parameters transmitted from the sensors can be used in the algorithm for calculating the level determination unit to reduce measurement errors, or transmitted to the consumer.

Закрытая радиопрозрачным куполом 25 антенна 24 и верхняя часть цилиндрического кожуха 19 расположены снаружи резервуара 26, поэтому их температура соответствует температуре окружающей среды. Нижняя часть цилиндрического кожуха 19 расположена внутри резервуара и отделена от основной части корпуса уровнемера 1 переходной втулкой из материала с невысоким значением теплопроводности (температурным барьером) 18. Температура внутри резервуара связана с температурой жидкости 27, более стабильна и в меньшей степени зависит от температуры окружающей среды. Поскольку электронная часть уровнемера (блоки 15, 16 и 17) находятся при более стабильной температуре, рабочий диапазон внешних температур уровнемера расширяется, особенно в сторону низких температур.Closed by the radio-transparent dome 25, the antenna 24 and the upper part of the cylindrical casing 19 are located outside the tank 26, so their temperature corresponds to the ambient temperature. The lower part of the cylindrical casing 19 is located inside the tank and is separated from the main body of the level gauge 1 by a transition sleeve made of a material with a low thermal conductivity (temperature barrier) 18. The temperature inside the tank is associated with the temperature of the liquid 27, is more stable and less dependent on the ambient temperature . Since the electronic part of the level gauge (blocks 15, 16 and 17) is at a more stable temperature, the working range of the external temperature of the level gauge expands, especially towards low temperatures.

Claims (1)

Магнитострикционный уровнемер, характеризующийся тем, что он включает антенну, цифровую схему хранения результатов измерения с радиомодемом, автономный источник питания, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности - границы раздела фракций жидкости до днища ёмкости, пьезоприемник, чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища ёмкости, по крайней мере, один поплавок, размещенный вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее, причем в поплавках размещены активные автономные модули с измерительными схемами, катушками возбуждения звукопровода и кольцевыми магнитами с радиально ориентированным магнитным полем, причем расположенные снаружи резервуара закрытая радиопрозрачным куполом антенна и верхняя часть цилиндрического кожуха отделены температурным барьером от основной части корпуса уровнемера с расположенной внутри неё электронной частью.
Figure 00000001
A magnetostrictive level gauge, characterized in that it includes an antenna, a digital circuit for storing measurement results with a radio modem, an autonomous power supply, a unit for calculating the interval of time that ultrasonic vibrations travel from the surface — the interface between the liquid fractions and the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and a sensitive element placed in a magnetically permeable tube sound duct made of magnetostrictive material, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, at least at least one float placed around the tube with the possibility of moving along it, moreover, active autonomous modules with measuring circuits, sound coil excitation coils and ring magnets with a radially oriented magnetic field are placed in the floats, the antenna located on the outside of the tank and the upper part of the cylindrical casing separated by a temperature barrier from the main part of the body of the level gauge with the electronic part located inside it.
Figure 00000001
RU2013150409/28U 2013-11-12 2013-11-12 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER RU142932U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150409/28U RU142932U1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150409/28U RU142932U1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU142932U1 true RU142932U1 (en) 2014-07-10

Family

ID=51219832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013150409/28U RU142932U1 (en) 2013-11-12 2013-11-12 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU142932U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195795U1 (en) * 2019-07-23 2020-02-05 Валерий Александрович Кабатчиков LEVEL

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195795U1 (en) * 2019-07-23 2020-02-05 Валерий Александрович Кабатчиков LEVEL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3161047A (en) Omnidirectional electromagnetic flowmeter
CN206311174U (en) Deep-sea liquid level detecting sensor
JPH0915278A (en) Electric conductivity measuring circuit and probe therefor
RU142932U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
CN105783885A (en) Acoustic Doppler current meter
CN203037314U (en) Ultrasonic wave liquid level measurement device
CN205449228U (en) Liquid level on -line monitoring device
RU2518470C1 (en) Method to define level and other parameters of fractionated fluid and magnetostriction level gauge for its implementation
CN113324623B (en) Capacitance guided wave magnetic composite liquid level meter and measuring device
RU134317U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
RU150031U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER WITH TEMPERATURE CIRCUIT
RU142930U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
RU147592U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
RU2222786C1 (en) Procedure measuring level of liquid with use of magnetostrictive level gauge and magnetostrictive level gauge
RU52477U1 (en) ULTRASONIC LEVEL METER
RU2310174C1 (en) Ultrasonic level meter
RU2710007C1 (en) Bypass level gauge
RU2351903C1 (en) Level indicator
CN208012712U (en) A kind of mangneto water-level gauge
JPH0763595A (en) Tank liquid level measuring device
RU2513635C1 (en) Thermal probe for measurement of vertical distribution of water temperature
CN205506170U (en) Radar detection of water level system
RU2517919C2 (en) Magnetostriction level gauge
RU155410U1 (en) ADAPTIVE MAGNETOSTRICTION CONVERTER OF VEHICLE LEVEL AND DENSITY OF FUEL FUEL (ITS OPTIONS)
RU195795U1 (en) LEVEL

Legal Events

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

Effective date: 20140917

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20160827

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20171113