RU2129703C1 - Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation - Google Patents

Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2129703C1
RU2129703C1 RU95121308A RU95121308A RU2129703C1 RU 2129703 C1 RU2129703 C1 RU 2129703C1 RU 95121308 A RU95121308 A RU 95121308A RU 95121308 A RU95121308 A RU 95121308A RU 2129703 C1 RU2129703 C1 RU 2129703C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
pulses
interval
counting pulses
digital
Prior art date
Application number
RU95121308A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95121308A (en
Inventor
Н.А. Макаров
В.Н. Чернов
Д.А. Коок
С.И. Калачев
А.Ю. Духняков
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Центр внедрения систем промышленного назначения"
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 Товарищество с ограниченной ответственностью "Центр внедрения систем промышленного назначения" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Центр внедрения систем промышленного назначения"
Priority to RU95121308A priority Critical patent/RU2129703C1/en
Publication of RU95121308A publication Critical patent/RU95121308A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2129703C1 publication Critical patent/RU2129703C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: ultrasonic equipment. SUBSTANCE: process suggests radiation and reception of ultrasonic pulses, formation of reference and measurement time intervals, their digital conversion with the aid of synchronization and counting pulses correspondingly and indication of distance from acoustic transmitter to measured level. Number of counting pulses in reference interval is stabilized to exclude random errors. Correction code is summed up with code of reference interval to avoid systematic errors during digital conversion of reference interval. Summary code is stored and averaged by number of actually received ultrasonic pulses that are in excess of specified threshold. Frequency of counting pulses is set depending on averaged code. Code of measurement interval is averaged independent of number of received reference pulses. Correction matrix of switches is connected in device to loading inputs of digital converter of reference interval. Unit stabilizing number of counting pulses is made in the form of adder- averager of code. Additional adder-averager of code is placed between output of digital converter of measurement interval and input of unit of digital indication. of distance. EFFECT: provision for reduction of errors and for increased stability of measurements. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для измерения и контроля уровня жидкости или сыпучих веществ в емкостях методом ультразвуковой локации без непосредственного контакта акустического датчика с контролируемым веществом. The invention relates to ultrasonic technology and can be used to measure and control the level of liquid or bulk solids in containers by ultrasonic location without direct contact of the acoustic sensor with the controlled substance.

Известны способ компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров и устройство для его осуществления по авт. свид. СССР N 765659. A known method of compensating for errors of acoustic location level gauges and a device for its implementation by ed. testimonial. USSR N 765659.

Способ основан на одновременном синхронизированном излучении ультразвуковых рабочих импульсов и реперных импульсов, проходящих фиксированное расстояние, их приеме, усилении, разделении во времени и формировании реперного прямоугольного импульса, передний фронт которого соответствует моменту излучения ультразвуковых импульсов, а задний - моменту прохода реперного ультразвукового импульса. При этом реперный прямоугольный импульс сравнивают с временным интервалом импульсов, полученных при делении частоты синхронизирующих импульсов, и вырабатывают сигнал ошибки, которым изменяют частоту синхронизирующих импульсов и период следования рабочих и реперных ультразвуковых импульсов, причем отношение этого периода к длительности реперного прямоугольного импульса оставляют постоянным. The method is based on the simultaneous synchronized emission of ultrasonic working pulses and reference pulses passing a fixed distance, their reception, amplification, separation in time and the formation of a rectangular reference pulse, the leading edge of which corresponds to the moment of emission of ultrasonic pulses, and the trailing edge to the moment of passage of a reference ultrasonic pulse. In this case, the rectangular reference pulse is compared with the time interval of pulses obtained by dividing the frequency of the synchronizing pulses, and an error signal is generated that changes the frequency of the synchronizing pulses and the repetition period of the working and reference ultrasonic pulses, and the ratio of this period to the duration of the reference rectangular pulse is kept constant.

Устройство для осуществления этого способа содержит синхронизатор, делитель частоты, генератор зондирующих ультразвуковых импульсов, усилитель, измерительный триггер, индикатор, схему разделения реперного и измерительного сигналов, триггер реперного интервала, схему сравнения временных интервалов, схему сигнала ошибки а также акустический датчик, включающий излучатель, приемник и установленный на датчике реперный отражатель. A device for implementing this method comprises a synchronizer, a frequency divider, a probe ultrasonic pulse generator, an amplifier, a measuring trigger, an indicator, a separation scheme for the reference and measuring signals, a reference interval trigger, a time interval comparison circuit, an error signal circuit, and an acoustic sensor including an emitter, a receiver and a reference reflector mounted on the sensor.

Недостатком этого способа и устройства для его осуществления является необходимость изменения частоты синхроимульсов, что сложно выполнить с высокой степенью стабильности частоты. Это приводит к появлению дополнительной погрешности. The disadvantage of this method and device for its implementation is the need to change the frequency of the clock, which is difficult to perform with a high degree of frequency stability. This leads to the appearance of an additional error.

Известен способ компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров по авт. свид. СССР N 1529047, выбранный в качестве прототипа. Этот способ заключается в формировании синхроимульсов, одновременном излучении ультразвуковых рабочих и реперных импульсов, их приеме, усилении и разделении во времени, преобразовании реперного временного интервала в m-разрядный код путем подсчета числа синхроимпульсов с момента начала излучения до момента прихода переднего фронта реперного импульса, запоминании числа, соответствующего скорости ультразвука, формировании последовательности счетных импульсов, в которой фиксированному расстоянию соответствует фиксированное число импульсов, а расстояние определяется путем определения числа счетных импульсов с момента начала излучения до момента прихода переднего фронта измерительного импульса. A known method of compensating for errors of acoustic location level gauges according to ed. testimonial. USSR N 1529047, selected as a prototype. This method consists in the formation of clock pulses, the simultaneous emission of ultrasonic working and reference pulses, their reception, amplification and separation in time, the conversion of the reference time interval into an m-bit code by counting the number of clock pulses from the moment the radiation starts to the moment the leading edge of the reference pulse arrives, memorizing the number corresponding to the speed of ultrasound, the formation of a sequence of counting pulses in which a fixed number corresponds to a fixed number pulses, and the distance is determined by determining the number of counting pulses from the moment the radiation starts until the arrival of the leading edge of the measuring pulse.

Этот способ имеет следующие недостатки. При изменении скорости звука число счетных импульсов на реперном интервале поддерживается постоянным. Неравномерность временных интервалов между реперными импульсами может приводить к существенным погрешностям в определении уровня жидкости. Например, пусть число разрядов m=4, количество импульсов на реперном расстоянии N=10000. Если скорость звука изменилась так, что в регистр цифрового преобразователя реперных интервалов (ЦПРИ) записывается число 19999, то схема пересчета пропустит сначала 9999 импульсов тактовой частоты, а затем выдаст на делитель 10000 импульсов (если в этот период не поступит измерительный импульс). В начале временного интервала, следующего за реперным, ошибка измерения уровня может составлять половину реперного расстояния; минимальная ошибка будет лишь в конце данного временного интервала. Кроме того, изменение кода реперного интервала происходит в момент измерения уровня в данной посылке и подвержено влиянию случайных ошибок. This method has the following disadvantages. When the speed of sound changes, the number of counting pulses on the reference interval is kept constant. The unevenness of the time intervals between the reference pulses can lead to significant errors in determining the liquid level. For example, let the number of digits m = 4, the number of pulses at the reference distance N = 10000. If the speed of sound has changed in such a way that the number 19999 is written in the register of the digital reference interval converter (DPRI), then the conversion circuit will skip first 9999 clock pulses, and then give a divider 10,000 pulses (if a measuring pulse is not received during this period). At the beginning of the time interval following the benchmark, the level measurement error may be half the benchmark distance; minimum error will be only at the end of this time interval. In addition, the change in the code of the reference interval occurs at the time of measuring the level in this premise and is subject to random errors.

Известно устройство компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров по авт.св. СССР N 1529047, избранное в качестве прототипа. Устройство содержит синхронизатор, цифровой преобразователь реперного временного интервала, блок формирования счетных импульсов, делитель частоты, блок цифровой индикации, генератор зондирующих ультразвуковых импульсов, усилитель, разделитель реперного и измерительного сигналов, а также акустический датчик, включающий излучатель, приемник и реперный отражатель, установленный на фиксированном расстоянии от него выше максимального уровня жидкости, находящейся в емкости. A device for compensating errors of acoustic location level gauges according to ed. USSR N 1529047, selected as a prototype. The device contains a synchronizer, a digital converter of the reference time interval, a unit for generating counting pulses, a frequency divider, a digital display unit, a probe ultrasonic pulse generator, an amplifier, a separator for a reference and measuring signals, and an acoustic sensor including a transmitter, receiver, and a reference reflector mounted on a fixed distance from it above the maximum level of liquid in the tank.

Цифровой преобразователь реперного временного выполнен в виде m-разрядного декадного счетчика, информационные выходы каждой декады которого соединены со входом соответствующих разрядов m-разрядного регистра памяти. The digital reference time converter is made in the form of an m-bit decade counter, the information outputs of each decade of which are connected to the input of the corresponding bits of the m-bit memory register.

Недостатком этого устройства является недостаточная точность измерения уровня. The disadvantage of this device is the lack of accuracy of level measurement.

Целью изобретения является снижение погрешности и повышение стабильности измерений в турбулентной диспергирующей газовой среде. The aim of the invention is to reduce the error and increase the stability of measurements in a turbulent dispersive gas environment.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе при цифровом преобразовании реперного с его кодом суммируют корректирующий код, для стабилизации количества счетных импульсов на реперном интервале полученный суммарный код запоминают и усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов, в процессе формирования счетчик импульсов частоту их следования устанавливают в зависимости от усредненного кода реперного интервала, а код измерительного интервала усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов независимо от числа принятых реперных импульсов. This goal is achieved by the fact that in the present method, when digitally converting the reference with its code, the correction code is summed, to stabilize the number of counting pulses on the reference interval, the resulting total code is stored and averaged over the number of ultrasonic pulses actually received and exceeding the specified threshold, during the formation of the pulse counter their repetition rate is set depending on the average code of the reference interval, and the code of the measuring interval is averaged over the number of actually received and exceeded a predetermined threshold of ultrasonic pulses, regardless of the number of received reference pulses.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройство введены корректирующая матрица переключателей, подключенная ко входам загрузки цифрового преобразователя реперного интервала, блок стабилизации количества счетных импульсов, включенный между выходом цифрового преобразователя реперного интервала и выходом блока формирования счетных импульсов, выполненный в виде сумматора - усреднителя кода, подлежащего преобразованию в частоту в блоке формирования счетных импульсов, сумматор - усреднитель кода, включенный между выходом цифрового преобразователя измерительного интервала и входом блока цифровой индикации расстояния от акустического датчика до измеряемого уровня, при этом тактирующие входы обоих сумматоров - усреднителей кода соединены с соответствующими выходами синхронизатора. This goal is also achieved by the fact that a corrective matrix of switches is inserted into the device, connected to the boot inputs of the digital converter of the reference interval, a block for stabilizing the number of counting pulses, connected between the output of the digital converter of the reference interval and the output of the block of forming counting pulses, made in the form of an adder - code averager to be converted to frequency in the unit for generating counting pulses, the adder is a code averager connected between the output of digits Vågå interval measuring transducer and the input of digital block indicating the distance from the acoustic sensor to the measured level, the timing inputs of both adders - code averager coupled to respective outputs of the synchronizer.

Суть заявляемого способа заключается в усреднении отсчетов реперного и измеряемого расстояний, т. е. результат оценивается как среднее арифметическое по N независимым отсчетом. Кроме того, производится коррекция систематической ошибки измерения. Усреднение результатов и коррекция ошибок способствуют повышению точности измерений, когда условия эксплуатации уровнемера не позволяют выполнять одиночные измерения с высокой точностью. Такие условия имеют место в парогазовой среде со 100%-ой влажностью при постоянной турбулентности газа и больших градиентах его температуры. The essence of the proposed method is to average the readings of the reference and measured distances, i.e., the result is estimated as the arithmetic average of N independent readings. In addition, a correction of the systematic measurement error is performed. Averaging the results and error correction contribute to increasing the accuracy of measurements when the operating conditions of the level gauge do not allow single measurements with high accuracy. Such conditions occur in a gas-vapor medium with 100% humidity with constant gas turbulence and large temperature gradients.

Введение в заявляемое устройство новых блоков с соответствующими связями позволяет по сравнению с аналогичными устройствами и прототипом получить новое качество, а именно, более высокую стабильность и достаточно низкую погрешность измерений уровня жидкости в турбулентной диспергирующей газовой среде за счет усреднения кода реперного интервала и независимо от него кода измеряемого расстояния по N циклам излучения ультразвукового импульса. Предлагаемое устройство позволяет стабилизовать интервалы между счетными импульсами, что обеспечивает равномерность их поступления на вход счетчика и снижение аппаратурной ошибки. Независимое усреднение отсчетов импульсов, соответствующих реперному и измеряемому интервалам, по N циклам излучения и приема обеспечивает уменьшение влияния случайных погрешностей и стабилизацию измерений. Введение неоперативной коррекции цифрового кода позволяет компенсировать систематические ошибки измерений. Introduction to the inventive device of new units with appropriate connections allows, in comparison with similar devices and a prototype, to obtain a new quality, namely, higher stability and a sufficiently low error in measuring liquid level in a turbulent dispersing gas medium by averaging the code of the reference interval and independently of the code the measured distance in N cycles of ultrasonic pulse radiation. The proposed device allows you to stabilize the intervals between the counting pulses, which ensures the uniformity of their receipt at the input of the counter and reduce hardware errors. Independent averaging of the samples of pulses corresponding to the reference and measured intervals over N cycles of radiation and reception reduces the influence of random errors and stabilizes the measurements. The introduction of non-operational correction of the digital code allows you to compensate for systematic measurement errors.

Способ компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров, в котором осуществляют излучение и прием ультразвуковых импульсов, включает формирование реперного и измерительного временных интервалов, усиление принятых импульсов и их разделение, цифровое преобразование реперного интервала с помощью синхроимпульсов, формирование счетных импульсов, цифровое преобразование измерительного интервала с помощью счетных импульсов и цифровую индикацию расстояния от акустического датчика до измеряемого уровня, заключающийся в том, что для исключения случайных ошибок измерения стабилизируют количество счетных импульсов на реперном интервале, а для исключения систематических ошибок измерения при цифровом преобразовании реперного интервала с его кодом суммируют корректирующий код, для стабилизации количества счетных импульсов на реперном интервале полученный суммарный код запоминают и усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов, в процессе формирования счетных импульсов частоту их следования устанавливают в зависимости от усредненного кода реперного интервала, а код измерительного интервала усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов независимо от числа принятых реперных импульсов. The method of compensating for errors of acoustic location level gauges, in which the radiation and reception of ultrasonic pulses are carried out, includes the formation of the reference and measuring time intervals, amplification of the received pulses and their separation, digital conversion of the reference interval using clock pulses, the formation of counting pulses, digital conversion of the measuring interval using counting pulses and digital indication of the distance from the acoustic sensor to the measured level, which consists in that to exclude random measurement errors, the number of counting pulses is stabilized on the reference interval, and to eliminate systematic measurement errors when digitally converting the reference interval, the correction code is summed with its code, to stabilize the number of counting pulses on the reference interval, the resulting total code is stored and averaged over the number received and exceeding a predetermined threshold of ultrasonic pulses, in the process of forming counting pulses, their frequency is set to The dependence of the averaged code reference interval and the measuring interval is averaged by the number of code actually received exceeds a predetermined threshold and the ultrasonic pulses received regardless of the number of reference pulses.

На фиг. 1 представлена схема устройства компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров;
на фиг. 2 - схема сумматора-усреднителя;
на фиг. 3 - схема цифрового преобразователя реперного временного интервала.
In FIG. 1 is a diagram of a device for compensating for errors of acoustic location level gauges;
in FIG. 2 is a diagram of an averaging adder;
in FIG. 3 is a diagram of a digital converter of a reference time interval.

Устройство компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров содержит синхронизатор 1, цифровой преобразователь реперного временного интервала (ЦПРИ) 2, первый сумматор-усреднитель 3, преобразователь код-чаcтота 4, цифровой преобразователь измерительных временных интервалов (ЦПРИ) 5, второй сумматор-усреднитель 6, индикатор 7, генератор зондирующих импульсов (ГЗИ) 8, излучатель 9 и приемник ультразвуковых импульсов, образующие акустический датчик 11, реперный отражатель 12, расположенный на фиксированном расстоянии от акустического датчика 11, поверхность жидкости 13, расстояние до которой измеряется в резервуаре 14, усилитель с пороговым устройством 15 и разделитель 16 по времени прихода реперного и измерительного импульсов. The device for compensating errors of acoustic location level gauges contains a synchronizer 1, a digital reference time interval converter (DPR) 2, a first adder 3, a code-frequency converter 4, a digital converter of measuring time intervals (DPR) 5, a second adder-averager 6, indicator 7 , a probe pulse generator (GZI) 8, an emitter 9 and an ultrasonic pulse receiver forming an acoustic sensor 11, a reference reflector 12 located at a fixed distance from the acoustic th sensor 11, the liquid surface 13, which distance is measured in the reservoir 14, an amplifier with a threshold device 15 and separator 16 to the arrival time of the reference and measurement pulses.

Выход синхронизатора 1 соединен с частотами входами ЦПРИ 2, сумматоров-усреднителей 3 и 6, преобразователя код-частота 4, ЦПИИ 5, индикатора 7, генератора зондирующих импульсов 8 и разделителя 16. Цифровой преобразователь реперного временного интервала 2 последовательно соединен с сумматором-усреднителем 3, преобразователем код-частота 4, цифровым преобразователем измерительных временных интервалов 5, сумматором-усреднителем 6 и индикатором 7. Выход усилителя 15 соединен со входом разделителя 16, первый выход которого соединен со вторым входом ЦПРИ 2, а второй выход - с третьим входом ЦПИИ 5. Выход генератора зондирующих импульсов 8 соединен со входом излучателя 9 акустического датчика 11, выход приемника 10 которого соединен со входом усилителя 15. The output of the synchronizer 1 is connected to the frequencies by the inputs of DSPI 2, adders-averagers 3 and 6, a code-frequency converter 4, DPCI 5, indicator 7, a probe pulse generator 8 and a separator 16. The digital converter of the reference time interval 2 is connected in series with the adder-averager 3 , a code-frequency converter 4, a digital converter of measuring time intervals 5, an averaging adder 6 and an indicator 7. The output of the amplifier 15 is connected to the input of the splitter 16, the first output of which is connected to the second input RI 2, and the second output - to the third input TSPII sounding pulse generator 5. The output 8 is connected to the inlet of the radiator 9, the acoustic sensor 11, which is connected to the input of amplifier 15 the output of receiver 10.

Сумматоры-усреднители 3 и 6 (фиг. 2) выполнены по идентичной схеме и содержат последовательно соединенные арифметико-логическое устройство (АЛУ) 17 и два регистра 18 и 19, информационный выход регистра 18 соединен со вторым входом АЛУ 17, а информационный выход регистра 19 является выходом сумматора-усреднителя. The averaging adders 3 and 6 (Fig. 2) are made in the same way and contain arithmetic logic unit (ALU) 17 and two registers 18 and 19 connected in series, the information output of register 18 is connected to the second input of ALU 17, and the information output of register 19 is the output of the averaging adder.

Цифровой преобразователь реперного временного интервала 2 (фиг. 3) выполнен в виде m-разрядного счетчика, информационные выходы которого соединены с входами соответствующих разрядов m-разрядного регистра памяти. Для коррекции систематических ошибок измерений преобразователь содержит матрицу переключателей, соединенную со входами загрузки счетчиков, что позволяет записывать в счетчик заданное двоичное число, которое суммируется с кодом реперного интервала. The digital converter of the reference time interval 2 (Fig. 3) is made in the form of an m-bit counter, the information outputs of which are connected to the inputs of the corresponding bits of the m-bit memory register. To correct systematic measurement errors, the transducer contains a matrix of switches connected to the inputs of the load counters, which allows you to write to the counter a given binary number, which is summed with the code of the reference interval.

Цифровой преобразователь измерительных временных интервалов 5 выполнен аналогично преобразователю 2. The digital Converter measuring time intervals 5 is made similar to the Converter 2.

Синхронизатор 1 представляет собой тактовый кварцевый генератор с набором делителей частоты. От вырабатывает тактовые прямоугольные импульсы с постоянным стабилизированным периодом следования t = 1/f, который выбирается таким образом, чтобы при максимальной заданной скорости звука в газовой среде расстояние между тактовыми импульсами h=Cmax•t/2 было бы равно требуемой дискретности измерений реперного расстояния и измеряемого уровня жидкости. Кроме того, синхронизатор 1 содержит делители частоты для формирования необходимых служебных импульсов с частотами следования f1,...f7.The synchronizer 1 is a clock crystal oscillator with a set of frequency dividers. It generates clock rectangular pulses with a constant stabilized repetition period t = 1 / f, which is chosen so that at the maximum specified speed of sound in a gaseous medium, the distance between the clock pulses h = C max • t / 2 would be equal to the required discreteness of measurements of the reference distance and measured liquid level. In addition, the synchronizer 1 contains frequency dividers for generating the necessary service pulses with repetition frequencies f1, ... f7.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Генератор зондирующих импульсов 8 по сигналу синхронизатора 1 вырабатывает сигнал, поступающий на излучатель 9, который возбуждает в газовой среде ультразвуковые колебания. Ультразвуковой импульс, распространяясь со скоростью, зависящей от состояния газовой среды (состав, температура, давление, однородность), отражается от реперного отражателя 12 и от границы раздела газовой среды и жидкости или сыпучего вещества (от измеряемого уровня) 13. Отраженные от реперного отражателя и от границы раздела сред соответственно реперный и измерительный сигналы принимаются приемником 10 акустического датчика 11 и поступает на вход усилителя с пороговым устройством 15. На время воздействия реверберации усилитель 15 бланкируется служебным импульсом с частотой следования 12, поступающим от синхронизатора. The probe pulse generator 8 by the signal of the synchronizer 1 generates a signal supplied to the emitter 9, which excites ultrasonic vibrations in the gas medium. An ultrasonic pulse propagating at a speed depending on the state of the gaseous medium (composition, temperature, pressure, uniformity) is reflected from the reference reflector 12 and from the interface between the gaseous medium and liquid or granular matter (from the measured level) 13. Reflected from the reference reflector and from the interface, respectively, the reference and measuring signals are received by the receiver 10 of the acoustic sensor 11 and fed to the input of the amplifier with a threshold device 15. For the duration of the reverb, the amplifier 15 is blank Xia office with pulse repetition frequency 12 coming from the synchronizer.

После усиления сигналы поступают на разделитель 16 реперного и измерительного сигналов. В разделителе 16 сигналы преобразуются из радиоимпульсов в видеоимпульсы, усиливаются, нормируются и стробируются с использованием стробов реперного и измерительного импульсов, которые формируются синхронизатором 1 (частота f3). В результате с первого выхода разделителя 16 снимается реперный импульс, а со второго - измерительный. After amplification, the signals are fed to the separator 16 of the reference and measuring signals. In the separator 16, the signals are converted from radio pulses into video pulses, amplified, normalized and gated using the gates of the reference and measuring pulses, which are generated by the synchronizer 1 (frequency f3). As a result, the reference pulse is removed from the first output of the separator 16, and the measuring pulse from the second.

Цифровой преобразователь реперного измерительного интервала 2 осуществляют преобразование реперного временного интервала tp =21p/C, где 1p - расстояние до реперного отражателя, C - скорость звука в среде, в m-разрядный цифровой код Np. The digital converter of the reference measuring interval 2 converts the reference time interval tp = 21p / C, where 1p is the distance to the reference reflector, C is the speed of sound in the medium, into an m-bit digital code Np.

На выходе сумматора-усреднителя 3 формируется усредненный m-разрядный код реперного интервала. Число усреднений в сумматоре равно N и определяется по фактическому количеству принятых приемником 10 и превысивших заданный порог реперный сигналов. At the output of the adder-averager 3, an averaged m-bit code of the reference interval is generated. The number of averagings in the adder is N and is determined by the actual number of received signals by the receiver 10 and exceeding a given threshold of reference signals.

На выходе преобразователя код-частота 4 генерируются импульсы с частотой F2, пропорциональной усредненному коду реперного интервала. Эти импульсы являются счетными для цифрового преобразователя измерительных временных интервалов 5. Код измерительного интервала с выхода ЦПИИ 5 поступает на вход второго сумматора-усреднителя 6, который работает аналогично первому сумматору-усреднителю 3. Число циклов усреднения в сумматоре-усреднителе 6 также равно N, но это число равно фактическому количеству принятых приемников 10 и превысивших порог измерительных сигналов. At the output of the code-frequency converter 4, pulses are generated with a frequency F2 proportional to the averaged code of the reference interval. These pulses are countable for the digital converter of the measuring time intervals 5. The code of the measuring interval from the output of the DSCC 5 is fed to the input of the second adder-averager 6, which works similarly to the first adder-averager 3. The number of averaging cycles in the adder-averager 6 is also equal to N, but this number is equal to the actual number of received receivers 10 and exceeding the threshold of the measuring signals.

С выхода сумматора-усреднителя 6 информация в виде двоичного кода поступает на вход индикатора 7, который преобразует двоичный код сумматора 6 в код, например, семисегментного элемента индикации. На световом табло индикатора по желанию оператора высвечивается десятичное число, равное расстоянию от акустического датчика до поверхности жидкости (сыпучего вещества) или глубина слоя жидкости (сыпучего вещества) при известном расстоянии от датчика 11 до дна резервуара 14. From the output of the adder-averager 6, the information in the form of a binary code is fed to the input of the indicator 7, which converts the binary code of the adder 6 into a code, for example, of a seven-segment indication element. On the indicator light panel, at the request of the operator, a decimal number is displayed equal to the distance from the acoustic sensor to the surface of the liquid (granular substance) or the depth of the liquid layer (granular substance) at a known distance from the sensor 11 to the bottom of the tank 14.

Claims (2)

1. Способ компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров, в которых осуществляют излучение и прием ультразвуковых импульсов, формирование реперного и измерительного временных интервалов, усиление принятых импульсов, из разделение, цифровое преобразование реперного интервала с помощью синхроимпульсов, формирование счетных импульсов, цифровое преобразование измерительного интервала с помощью счетных импульсов и цифровую индикацию расстояния от акустического датчика до измеряемого уровня, заключающийся в том, что для исключения случайных ошибок измерения стабилизируют количество счетных импульсов на реперном интервале, отличающийся тем, что для исключения систематических ошибок измерения при цифровом преобразовании реперного интервала с его кодом суммируют корректирующий код, для стабилизации количества счетных импульсов на реперном интервале полученный код запоминают и усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов, в процессе формирования счетных импульсов частоту их следования устанавливают в зависимости от усредненного кода реперного интервала, а код измерительного интервала усредняют по числу фактически принятых и превысивших заданный порог ультразвуковых импульсов независимо от числа принятых реперных импульсов. 1. A method of compensating for errors of acoustic location level gauges in which the radiation and reception of ultrasonic pulses are carried out, the formation of the reference and measuring time intervals, the amplification of received pulses, from separation, the digital conversion of the reference interval using clock pulses, the formation of counting pulses, the digital conversion of the measuring interval using counting pulses and digital indication of the distance from the acoustic sensor to the measured level, which consists in the fact that for elimination of random measurement errors stabilizes the number of counting pulses on the reference interval, characterized in that to correct systematic measurement errors when digitally converting the reference interval, a correction code is summed with its code, to stabilize the number of counting pulses on the reference interval, the resulting code is stored and averaged over the number of actually received and exceeding a predetermined threshold of ultrasonic pulses, in the process of forming counting pulses, their repetition rate is set to depending on the averaged code of the reference interval, and the code of the measuring interval is averaged over the number of ultrasonic pulses actually received and exceeding a given threshold, regardless of the number of received reference pulses. 2. Устройство для компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров, включающих в себя акустический датчик с излучателем, подключенным входом к выходу генератора зондирующих импульсов, и приемником, соединенным выходом через усилитель со входом разделителя реперного и измерительного сигналов, рнперный отражатель, расположенный на фиксированном расстоянии от акустического датчика, цифровые преобразователи реперного и измерительного временных интервалов, тактирующие входы которых подключены к соответствующим выходам синхронизатора, а информационные входы - к соответствующим выходам разделителя реперных и измерительных сигналов, блок формирования счетных импульсов, тактирующий вход которого соединен с соответствующим выходом синхронизатора, а выход - со счетным входом цифрового преобразователя измерительного интервала, и блок цифровой индикации расстояния от акустического датчика до измеряемого уровня, содержащее блок стабилизации количества счетных импульсов, включенный между выходом цифрового преобразователя реперного интервала и входом блока формирования счетных импульсов, отличающееся тем, что к входам загрузки цифрового преобразователя реперного интервала подключена корректирующая матрица переключателей, блок стабилизации количества счетных импульсов выполнен в виде сумматора-усреднителя кода, подлежащего преобразованию в частоту в блоке формирования счетных импульсов, между выходом цифрового преобразователя измерительного интервала и входом блока цифровой индикации расстояния от акустического датчика до измеряемого уровня включен дополнительный сумматор-усреднитель кода, при этом тактирующие входы обоих сумматоров-усреднителей кода соединены с соответствующими выходами синхронизатора. 2. A device for compensating for errors of acoustic location level gauges, including an acoustic sensor with an emitter connected to the output of the probe pulse generator and a receiver connected to the output through the amplifier with an input of the separator of the reference and measuring signals, a reflector located at a fixed distance from the acoustic sensors, digital converters of reference and measuring time intervals, the clock inputs of which are connected to the corresponding outputs of the synchronizer, and information inputs - to the corresponding outputs of the separator of reference and measuring signals, the unit for generating counting pulses, the clock input of which is connected to the corresponding output of the synchronizer, and the output - with the counting input of the digital transducer of the measuring interval, and a digital indication unit of the distance from the acoustic sensor to the measured the level containing the block stabilization of the number of counting pulses included between the output of the digital Converter reference interval and the input of the block the formation of counting pulses, characterized in that the correction matrix of the switches is connected to the load inputs of the digital converter of the reference interval, the stabilization unit for the number of counting pulses is made in the form of an adder-averager of the code to be converted into a frequency in the block of forming counting pulses, between the output of the digital converter of the measuring interval and the input of the digital indication unit of the distance from the acoustic sensor to the measured level includes an additional totalizer a code amplifier, while the clock inputs of both adders-averagers of the code are connected to the corresponding outputs of the synchronizer.
RU95121308A 1995-12-07 1995-12-07 Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation RU2129703C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121308A RU2129703C1 (en) 1995-12-07 1995-12-07 Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121308A RU2129703C1 (en) 1995-12-07 1995-12-07 Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95121308A RU95121308A (en) 1997-12-27
RU2129703C1 true RU2129703C1 (en) 1999-04-27

Family

ID=20174789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95121308A RU2129703C1 (en) 1995-12-07 1995-12-07 Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129703C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470267C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate for error in measurement by ultrasonic level metre
RU2471158C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of compensating for ultrasonic level gauge measurement errors
RU2544311C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate error of measurement of ultrasonic well depth gauge
RU2544310C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method to compensate for error of measurement of ultrasonic locator
RU2754716C1 (en) * 2021-02-01 2021-09-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic locator measurement error compensation device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470267C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate for error in measurement by ultrasonic level metre
RU2471158C1 (en) * 2011-07-29 2012-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of compensating for ultrasonic level gauge measurement errors
RU2544311C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device to compensate error of measurement of ultrasonic well depth gauge
RU2544310C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method to compensate for error of measurement of ultrasonic locator
RU2754716C1 (en) * 2021-02-01 2021-09-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic locator measurement error compensation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06148003A (en) Ultrasonic temperature measuring equipment
CA2233974A1 (en) Digital speed determination in ultrasonic flow measurements
KR20080039494A (en) Low power ultrasonic flow measurement
US4307611A (en) Pulse-echo ultrasonic apparatus
RU2129703C1 (en) Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation
EP0145170A1 (en) Dual frequency acoustic fluid flow method and apparatus
US3008332A (en) Supersonic pressure gauge
JP2000346695A (en) Method for measuring fill level of container and device for executing measurement method
US4078427A (en) Ultrasonic flow or current meter
WO2014112398A1 (en) Electronic weighing device having flow calculation function
JP3427762B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP3117372B2 (en) Ultrasonic distance measuring device
SU587339A1 (en) Digital ultrasonic level indicator
JPH10239123A (en) Ultrasonic flowmeter
Lee et al. Two-frequency ultrasonic system with direct digital frequency synthesizers and vernier caliper phase meter for measuring air temperature
RU2062998C1 (en) Level gauge
JPH088417Y2 (en) Ultrasonic flowmeter calibration device
SU1075086A1 (en) Digital temperature meter
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
SU1620924A1 (en) Device for automatic determination of moisture content
SU640128A1 (en) Digital depth level meter
SU1649301A1 (en) Device for measuring ultrasound speed
SU838551A1 (en) Ultrasonic instrument for monitoring chemical technological processes
JPH07318397A (en) Ultrasonic liquid gage
SU896544A2 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid