RU2212631C1 - Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output - Google Patents
Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output Download PDFInfo
- Publication number
- RU2212631C1 RU2212631C1 RU2002107773/28A RU2002107773A RU2212631C1 RU 2212631 C1 RU2212631 C1 RU 2212631C1 RU 2002107773/28 A RU2002107773/28 A RU 2002107773/28A RU 2002107773 A RU2002107773 A RU 2002107773A RU 2212631 C1 RU2212631 C1 RU 2212631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- ultrasonic
- output
- frequency
- liquids
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения углов отклонения от вертикали различных объектов. The invention relates to instrumentation and can be used to measure the angle of deviation from the vertical of various objects.
Известно устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее сосуд, частично заполненной жидкостью, и два стержневых звукопровода, наполовину погруженных в жидкость. На верхних концах звукопроводов закреплены излучатель и приемник ультразвука, включенные в цепь обратной связи операционного усилителя. Измерение угла наклона производится по изменению резонансной частоты [1]. A device for measuring the angle of inclination of an object is known, comprising a vessel partially filled with liquid and two rod sound ducts half immersed in the liquid. At the upper ends of the sound ducts, an emitter and an ultrasound receiver are fixed, which are included in the feedback circuit of the operational amplifier. The measurement of the angle of inclination is made by changing the resonant frequency [1].
Указанное устройство имеет сложную конструкцию и низкую виброустойчивость, что не позволяет его использовать для динамических измерений. The specified device has a complex structure and low vibration resistance, which does not allow it to be used for dynamic measurements.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является датчик, содержащий корпус с цилиндрической камерой, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с различной плотностью. В корпусе под углом 45o к его основанию установлены и сопряжены друг с другом посредством границы раздела жидкостей ультразвуковой излучатель, подключенный к выходу генератора, и ультразвуковой приемник, соединенный с модулем предварительной обработки сигнала, выход которого соединен со входом амплитудного детектора. Измерение углов отклонения от вертикали осуществляется по изменению амплитуды сигнала [2].Closest to the proposed device is a sensor containing a housing with a cylindrical chamber filled with two immiscible liquids with different densities. An ultrasonic emitter connected to the output of the generator and an ultrasonic receiver connected to the signal preprocessing module, the output of which is connected to the input of the amplitude detector, are mounted and mated to each other at an angle of 45 ° to its base through the interface of liquids. The measurement of deviation angles from the vertical is carried out by changing the amplitude of the signal [2].
Недостатками известного устройства являются невысокий порог чувствительности и низкая помехоустойчивость, что ограничивает точность измерений. The disadvantages of the known device are the low sensitivity threshold and low noise immunity, which limits the accuracy of the measurements.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в улучшении метрологических характеристик и в повышении точности обработки измерительных сигналов. The problem to which the claimed technical solution is directed is to improve metrological characteristics and to increase the accuracy of processing of measuring signals.
Указанная цель достигается тем, что датчик, содержащий корпус с цилиндрической камерой, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с различной плотностью, ультразвуковой излучатель и ультразвуковой приемник, установленные в корпусе под одинаковыми углами к его основанию и сопряженные друг с другом посредством границы раздела жидкостей, дополнительно снабжен усилителем и соединенным с его выходом частотомером, причем ультразвуковой излучатель подключен к выходу введенного усилителя, а ультразвуковой приемник - соответственно к входу введенного усилителя. This goal is achieved in that the sensor, comprising a housing with a cylindrical chamber filled with two immiscible liquids with different densities, an ultrasonic emitter and an ultrasonic receiver mounted in the housing at the same angles to its base and conjugated to each other by the interface of the liquids, is additionally equipped with an amplifier and a frequency meter connected to its output, the ultrasonic emitter being connected to the output of the input amplifier, and the ultrasonic receiver, respectively, to ode entered amplifier.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема предлагаемого датчика. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed sensor.
Датчик содержит корпус 1 с цилиндрической камерой, заполненной в равных частях двумя несмешивающимися жидкостями 2 и 3 с различной плотностью. Под одинаковыми углами к плоскости основания корпуса располагаются излучатель 5 и приемник 6 ультразвука. Граница раздела жидкостей 4 используется в качестве отражателя ультразвука. Излучатель 5 соединен с выходом усилителя 7, а приемник 6 подключен к его входу. Выход усилителя 7 также соединен со входом частотомера 8. The sensor comprises a housing 1 with a cylindrical chamber filled in equal parts with two immiscible liquids 2 and 3 with different densities. At equal angles to the plane of the base of the housing are the emitter 5 and the receiver 6 of ultrasound. The liquid interface 4 is used as an ultrasound reflector. The emitter 5 is connected to the output of the amplifier 7, and the receiver 6 is connected to its input. The output of the amplifier 7 is also connected to the input of the frequency counter 8.
Датчик работает следующим образом. The sensor operates as follows.
При вертикальном положении датчика выполняется условие самовозбуждения усилителя 7 на резонансной частоте, определяемой геометрическими параметрами резонатора, роль которого выполняет жидкость 2. В результате возникает стоячая волна, энергия которой передается приемнику ультразвука 6. При этом на выходе усилителя возникает напряжение резонансной частоты fp. При возбуждении стоячей волны на расстоянии, пройденном ультразвуковой волной от излучателя 5 до приемника 6, укладывается целое число длин полуволн.When the sensor is in the vertical position, the condition of self-excitation of the amplifier 7 is satisfied at the resonant frequency determined by the geometric parameters of the resonator, the role of which is liquid 2. As a result, a standing wave arises, the energy of which is transmitted to the ultrasound receiver 6. At the same time, the resonant frequency voltage f p arises at the amplifier output. When a standing wave is excited at a distance traveled by an ultrasonic wave from the emitter 5 to the receiver 6, an integer number of half-wavelengths is stacked.
При отклонении от вертикали появляются угловые рассогласования между камерой и поверхностью раздела жидкостей, вследствие чего изменяются геометрические параметры резонатора. В результате изменяются и условия самовозбуждения усилителя 7, и на его выходе возникает напряжение частотой fр+Δf, где Δf - абсолютное изменение частоты при отклонении от вертикали. Частота выходного сигнала усилителя 7 измеряется с помощью частотомера 8.When deviating from the vertical, angular mismatches appear between the camera and the interface between the liquids, as a result of which the geometric parameters of the resonator change. As a result, the self-excitation conditions of the amplifier 7 also change, and a voltage of frequency f p + Δf arises at its output, where Δf is the absolute frequency change when deviating from the vertical. The frequency of the output signal of the amplifier 7 is measured using a frequency meter 8.
Применение частотного преобразователя позволяет улучшить метрологические характеристики датчика, повысить помехозащищенность и точность обработки измерительных сигналов. The use of a frequency converter makes it possible to improve the metrological characteristics of the sensor, to increase the noise immunity and the accuracy of processing of measuring signals.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авт.свид. СССР 1673831, МКИ G 01 С 9/06.SOURCES OF INFORMATION
1. Autosvid. USSR 1673831, MKI G 01 C 9/06.
2. Патент РФ 2093791, опубл. 14.01.1998. 2. RF patent 2093791, publ. 01/14/1998.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107773/28A RU2212631C1 (en) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107773/28A RU2212631C1 (en) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2212631C1 true RU2212631C1 (en) | 2003-09-20 |
| RU2002107773A RU2002107773A (en) | 2004-03-20 |
Family
ID=29777583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002107773/28A RU2212631C1 (en) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2212631C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517785C1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Sensor of inclination angle |
-
2002
- 2002-03-26 RU RU2002107773/28A patent/RU2212631C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517785C1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Sensor of inclination angle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002107773A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7852091B2 (en) | Microwave determination of location and speed of an object inside a pipe | |
| RU2212631C1 (en) | Ultrasonic transmitter of deviation angle from vertical with frequency output | |
| JPH0569192B2 (en) | ||
| JP2003507727A (en) | Method and apparatus for remotely measuring vibration and properties of an object | |
| Nakagawa et al. | Contactless liquid-level measurement through opaque container using millimeter-wave sensor | |
| JPS60218086A (en) | Distance measuring instrument | |
| RU2392585C1 (en) | Sensor of angle of deviation from vertical | |
| RU2093791C1 (en) | Transducer of angle of deviation from vertical line | |
| RU2517785C1 (en) | Sensor of inclination angle | |
| RU2175755C2 (en) | Two-coordinate vertical deviation angle sensor | |
| SU537253A1 (en) | Ultrasonic Liquid Level Meter | |
| JPS5810691B2 (en) | Ultrasonic measuring device | |
| RU2247943C1 (en) | Pickup for measuring deviation from vertical | |
| RU2703481C1 (en) | Sensor for recording seismic vibrations | |
| SU1352671A1 (en) | Method of calibrating hydrophones | |
| SU493643A1 (en) | The method of registration of surface waves of liquids | |
| RU2139503C1 (en) | Gear measuring volumetric flow rate of fluid in nonramming conduit | |
| RU2020477C1 (en) | Method of measurement of acoustic signal reflection factor | |
| SU1527493A1 (en) | Ultrasonic device for measuring vibratory movement of object | |
| JPH0714936Y2 (en) | Ultrasonic transducer | |
| JPH0635963B2 (en) | Method and apparatus for measuring atmospheric temperature and humidity using wave propagation | |
| SU1762285A1 (en) | Vibrating bench for testing and standardizing instruments for seismic prospecting | |
| RU2141742C1 (en) | Method for calibration of hydrophones | |
| RU2008664C1 (en) | Device for detecting free gas concentration in fluid | |
| SU1180708A1 (en) | Method of measuring ultrasound phase velocity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040327 |