RU150171U1 - Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов - Google Patents
Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов Download PDFInfo
- Publication number
- RU150171U1 RU150171U1 RU2014137332/28U RU2014137332U RU150171U1 RU 150171 U1 RU150171 U1 RU 150171U1 RU 2014137332/28 U RU2014137332/28 U RU 2014137332/28U RU 2014137332 U RU2014137332 U RU 2014137332U RU 150171 U1 RU150171 U1 RU 150171U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- measuring
- transducer
- density
- level
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов, содержащее генератор импульсов возбуждения, акустический измерительный канал, выполненный в виде Г-образной трубы, состоящей из вертикального и горизонтального участка с отверстием в нижней части для удаления отложений, а в горизонтальном участке трубы размещены преобразователь, излучающая поверхность которого расположена вертикально, и отражатель, ориентированный под углом 45° к поверхности преобразователя, отличающееся тем, что в акустическую часть измерительного канала добавлены расположенные на фиксированном расстоянии по длине вертикальной трубы промежуточные акустические отражатели, а схема обработки электрических сигналов состоит из генератора импульсов возбуждения и блока микропроцессорной обработки сигналов, подключенных параллельно к электроакустическому преобразователю измерительного канала.
Description
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня и плотности нефтепродуктов в резервуарах.
Известны электронно-акустические устройства для измерения уровня жидкостей, основанные на фиксации времени распространения зондирующего и отраженного акустических импульсов в направлении границы сред (патент RU 1757304 C G01F 23/28 опубл. 30.08.1994, полезная модель RU 16313 U1 G01F 23/28 опубл. 20.12.2000).
Прототипом заявляемой полезной модели является ультразвуковой уровнемер (полезная модель RU 48629 U1 G01F 23/28, RU опубл. 27.10.2005), содержащий многоканальный генератор, генератор стробирующих импульсов, блок обработки и индикации, измерительный канал, эталонный канал и канал измерения уровня подтоварной воды. Электронная часть всех трех каналов состоит из последовательно соединенных обратимого электроакустического преобразователя, усилителя и триггера. Выходы генератора стробирующих импульсов подключены ко вторым входам триггеров каналов, выход триггера измерительного канала подключен к первому входу блока обработки и индикации, выход триггера эталонного канала подключен к второму входу блока обработки и индикации, выход триггера канала измерения уровня подтоварной воды подключен к третьему входу блока обработки и индикации.
Акустическая часть измерительного канала выполнена в виде Г-образной трубы, состоящей из вертикального, с продольной щелью, и горизонтального участка с отверстием в нижней части для удаления отложений. В горизонтальном участке трубы размещены преобразователь, излучающая поверхность которого расположена вертикально, и отражатель, ориентированный под углом 45° к поверхности преобразователя.
Акустическая часть эталонного канала выполнена в виде трубы с продольной щелью, к верхнему концу которой прикреплен поплавок. Труба установлена с возможностью вращения в вертикальной плоскости. Отражатель и обратимый электроакустический преобразователь эталонного канала закреплены внутри трубы. Канал измерения уровня подтоварной воды представляет собой трубу с установленным в верхней части преобразователем, направленным вниз.
Основным недостатком указанного устройства является сложность измерительного блока датчиков, состоящего из трех отдельных каналов, а также громоздкость схемы обработки информации, выполненной на устаревшей элементной базе с применением триггеров.
Поставлена задача упрощения конструкции ультразвукового уровнемера, а также расширения функциональных возможностей, в частности, добавление возможности измерения плотности нефтепродуктов.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор импульсов возбуждения, акустический измерительный канал, выполненный в виде Г-образной трубы, состоящей из вертикального и горизонтального участка с отверстием в нижней части для удаления отложений, а в горизонтальном участке трубы размещены преобразователь, излучающая поверхность которого расположена вертикально, и отражатель ориентированный под углом 45° к поверхности преобразователя согласно полезной модели отличающееся тем, что в акустическую часть измерительного канала добавлены расположенные на фиксированном расстоянии по длине вертикальной трубы промежуточные акустические отражатели, схема обработки электрических сигналов состоит из генератора импульсов возбуждения и блока микропроцессорной обработки сигналов, подключенных параллельно к электроакустическому преобразователю измерительного канала.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1.), где изображена структурная схема предложенного устройства. Схема содержит горизонтальную 1 и вертикальную 2 трубы-волноводы, электроакустический преобразователь 3, отражатель акустического сигнала 4, расположенные на фиксированном расстоянии по длине вертикальной трубы промежуточные акустические отражатели 5, генератор импульсов возбуждения 6 и блок микропроцессорной обработки сигналов 7.
Устройство работает следующим образом. На вход электроакустического преобразователя поступает зондирующий сигнал, сформированный генератором 6 в диапазоне частот 50-200 кГц. Акустический сигнал проходит через горизонтальный волновод 1, отражается от отражателя 4, затем по волноводу 2 проходит до границ сред, отражение от которых обратным путем проходит до электроакустического преобразователя 3, электрический сигнал с которого поступает в блок микропроцессорной обработки сигналов 7. Помимо отражений от границы сред в блок микропроцессорной обработки поступают отражения от промежуточных акустических отражателей 5. Поскольку площадь акустических отражателей меньше площади сечения волновода, различают отражения от промежуточных отражателей и от границы сред по амплитуде.
Скорость распространения звука меняется по высоте емкости, так как на практике имеет место градиент температур и расслоение нефтепродуктов. Установка промежуточных акустических отражателей решает данную проблему, поскольку при известных их координатах вычисляется реальная скорость звука на любом участке между отражателями и затем полученная скорость звука используется для более точного вычисления уровня жидкости. В устройстве промежуточные отражатели располагаются с шагом через 0,5 м и представляют собой диафрагму, имеющую площадь отражающей поверхности в 10-20 раз меньшую, чем сечение волновода.
Горизонтальный участок трубы имеет длину 0,2 м и служит для уменьшения мертвой зоны устройства, что также решает проблему засорения электроакустического преобразователя тяжелыми фракциями.
В отраженном сигнале фиксируется отражение от границы сред подтоварная вода/нефтепродукт, что дает возможность определения уровня подтоварной воды. Отражение от данной границы сред выделяется по амплитуде, которая меньше отражения нефтепродукт/воздух, но превосходит амплитуды от промежуточных отражателей.
Использование блока микропроцессорной обработки сигналов позволяет производить измерения плотности контролируемых сред по спектральным характеристикам зондирующего и отраженного сигналов. Плотность отражающей среды определится выражением:
где ρI, ρII - плотности контактирующих сред,
cI, cII - скорости звука в контактирующих средах,
A(2H, ω), A(0, ω)) - модули спектральных плотностей зондирующего и отраженного сигналов.
Формула (1) связывает плотности подтоварной воды (I среда) и нефтепродукта (II среда). Для вычисления плотности нефтепродукта достаточно знать плотность подтоварной воды, которая близка к единице и может быть вычислена более точно эмпирическим путем. Скорости звука в контактирующих средах вычисляются как отношение расстояния до конкретного промежуточного отражателя к времени распространения зондирующего сигнала до этого отражателя.
По сравнению с аналогами, данное устройство обеспечивает высокую точность измерений уровня жидкостей в резервуарах при значительно более простой конструкции датчика, а также расширяет функциональные возможности метода, позволяя измерять плотность нефтепродуктов.
Claims (1)
- Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов, содержащее генератор импульсов возбуждения, акустический измерительный канал, выполненный в виде Г-образной трубы, состоящей из вертикального и горизонтального участка с отверстием в нижней части для удаления отложений, а в горизонтальном участке трубы размещены преобразователь, излучающая поверхность которого расположена вертикально, и отражатель, ориентированный под углом 45° к поверхности преобразователя, отличающееся тем, что в акустическую часть измерительного канала добавлены расположенные на фиксированном расстоянии по длине вертикальной трубы промежуточные акустические отражатели, а схема обработки электрических сигналов состоит из генератора импульсов возбуждения и блока микропроцессорной обработки сигналов, подключенных параллельно к электроакустическому преобразователю измерительного канала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014137332/28U RU150171U1 (ru) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014137332/28U RU150171U1 (ru) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU150171U1 true RU150171U1 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53292664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014137332/28U RU150171U1 (ru) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU150171U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614343C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-03-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Способ дистанционного контроля уровня и плотности жидкости в резервуаре |
RU2655746C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-29 | ООО предприятие "КОНТАКТ-1" | Способ измерения уровня и радиодальномер с частотной модуляцией |
-
2014
- 2014-09-16 RU RU2014137332/28U patent/RU150171U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614343C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-03-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Способ дистанционного контроля уровня и плотности жидкости в резервуаре |
RU2655746C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-29 | ООО предприятие "КОНТАКТ-1" | Способ измерения уровня и радиодальномер с частотной модуляцией |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BR102013013084A2 (pt) | Métodos e sistemas para imagear formações subterrâneas com reflexões primárias e múltiplas | |
RU2006146964A (ru) | Способ и устройство акустического мониторинга свойств пены и аэрированных жидкостей в реальном времени | |
BRPI0811933B1 (pt) | método para caracterizar uma proporção de gás-líquido dissolvido de um fluido | |
US9343055B2 (en) | Fluid density stratification location system, device and method | |
RU2007106983A (ru) | Способ и система определения положения наблюдаемого объекта по глубине в водной среде | |
RU150171U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов | |
Guney et al. | Use of UVP to investigate the evolution of bed configuration | |
RU2580907C1 (ru) | Ультразвуковой волноводный уровнемер жидкости | |
KR20140089806A (ko) | 초음파 수위계 | |
CN206563754U (zh) | 一种旋浆式流速仪和声学多普勒流速仪移动装置 | |
RU2541435C1 (ru) | Способ определения осадки айсберга | |
CN105486381A (zh) | 一种声波水位计 | |
RU178615U1 (ru) | Устройство измерения уровня и плотности нефтепродуктов | |
RU2485449C1 (ru) | Устройство для измерения расхода жидкости в открытых каналах | |
Horoshenkov et al. | Finite difference time domain modelling of sound scattering by the dynamically rough surface of a turbulent open channel flow | |
RU135117U1 (ru) | Система измерения высот внутренних волн в море на ходу судна | |
RU66029U1 (ru) | Комплексное устройство измерения расхода, плотности и вязкости нефтепродуктов | |
RU48629U1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
CN106893607A (zh) | 一种用于汽柴油加氢装置油水界面检测的装置 | |
RU192716U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня, плотности и вязкости жидких сред | |
RU53001U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
RU2419074C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU132886U1 (ru) | Система измерения глубины залегания слоя скачка в море на ходу судна | |
RU112770U1 (ru) | Система для определения профиля скорости течения | |
RU2303243C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150315 |