RU2690952C1 - Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics - Google Patents

Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics Download PDF

Info

Publication number
RU2690952C1
RU2690952C1 RU2018133066A RU2018133066A RU2690952C1 RU 2690952 C1 RU2690952 C1 RU 2690952C1 RU 2018133066 A RU2018133066 A RU 2018133066A RU 2018133066 A RU2018133066 A RU 2018133066A RU 2690952 C1 RU2690952 C1 RU 2690952C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
water
dielectric
frequency
mixture
Prior art date
Application number
RU2018133066A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Борисович Широков
Игорь Игоревич Марончук
Original Assignee
ООО "Генезис-Таврида"
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 ООО "Генезис-Таврида" filed Critical ООО "Генезис-Таврида"
Priority to RU2018133066A priority Critical patent/RU2690952C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690952C1 publication Critical patent/RU2690952C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/04—Investigating moisture content

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to a method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics, and can be used in measurement systems for continuous monitoring of parameters of a mixture. In the disclosed method, microwave oscillations are passed through a layer of a dielectric-water mixture, a frequency shift of the microwave signal is carried out in the controlled phase changer, wherein frequency-transformed microwave oscillations are supplied to one input of microwave mixer, to another input of which is supplied part of energy of initial microwave signal, then obtained at the output of microwave mixer low-frequency signal with frequency F is limited by amplitude and using a phase detector a signal is obtained, which is proportional to the phase transition of the microwave signal passed through the dielectric-water mixture. Use of low frequencies to measure phase difference enables to obtain high accuracy of measurements. To facilitate the signals homodyne frequency conversion one of the microwave signals is obtained by a monotonous phase shift of initial microwave signal with a certain speed.EFFECT: disclosed method enables to analyse properties of the propagation medium of microwaves based on the results of measurements of the onset of phases of microwave oscillations, which increases accuracy of determining percentage content of water in the mixture with dielectrics.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано для контроля содержания воды в жидких смесях типа диэлектрик-вода, например жидких углеводородах (нефть, масло, мазут и т.п.) или во влажных смесях (цементно-песочная смесь и т.п.).The invention relates to the field of electrical measurements of non-electrical quantities and can be used to control the water content in liquid mixtures such as dielectric-water, for example liquid hydrocarbons (oil, oil, fuel oil, etc.) or in wet mixtures (cement-sand mixture and t .P.).

Известны различные способы контроля содержания воды в диэлектрических материалах, таких как жидкие углеводороды, например: оптические, массово-весовые и ультразвуковые (см., например, Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин / A.M. Туричин, Б.Э. Аршанский, И.А. Зограф и др. / Под общей ред. П.В. Новицкого. - М.- Л.: Энергия, 1966. - 690 с). Но физические свойства диэлектриков могут быть сопоставимы с физическими свойствами воды. По этой причине определить процентное содержание воды в смеси оказывается достаточно проблематично.There are various ways to control the water content of dielectric materials, such as liquid hydrocarbons, for example: optical, mass-weight and ultrasonic (see, for example, Turichin AM Electrical measurements of non-electrical quantities / AM Turichin, BE Arshansky, I.A. Zograf et al. / Under the general editorship of P. Novitsky. - M.-L.: Energiya, 1966. - 690 p. But the physical properties of dielectrics can be comparable with the physical properties of water. For this reason, to determine the percentage of water in the mixture is quite problematic.

Микроволновые методы измерений являются более прогрессивными. При этом различают принципиально два способа определения процентного содержания воды в смеси вода-диэлектрик. Один из них основан на поглощении микроволновых колебаний собственно водными включениями (см., например, Викторов В.А. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов / В.А. Викторов, Б.В. Лункин, А.С. Совлуков. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 208 с). Однако данные методы измерений могут давать неадекватные показания, поскольку сам диэлектрик также может поглощать микроволновые колебания. Кроме того, при таком подходе необходимо предпринимать меры по стабилизации амплитуды исходных микроволновых колебаний и обеспечивать долговременную стабильность измерителя прошедшей мощности микроволновых колебаний. Наличие токопроводящих примесей помимо собственно воды в контролируемом материале, например, золы, солей и т.п., дает дополнительную составляющую погрешности определения процентного содержания воды в смеси.Microwave measurement methods are more progressive. In this case, there are fundamentally two ways to determine the percentage of water in a water-dielectric mixture. One of them is based on the absorption of microwave oscillations by their own water inclusions (see, for example, Viktorov, VA, Radiowave measurements of technological process parameters / V.A. Viktorov, B.V. Lunkin, A.S. Sovlukov. - M .: Energoatomizdat, 1989. - 208 c). However, these measurement methods can give inadequate readings, since the dielectric itself can also absorb microwave oscillations. In addition, with this approach, it is necessary to take measures to stabilize the amplitude of the original microwave oscillations and ensure the long-term stability of the meter of the transmitted microwave oscillations. The presence of conductive impurities in addition to the actual water in the controlled material, such as ash, salts, etc., provides an additional component of the error in determining the percentage of water in the mixture.

В отличие от перечисленных выше, микроволновые фазометрические способы контроля процентного содержания воды в смеси вода-диэлектрик дают более адекватные результаты. В самом деле, относительная диэлектрическая проницаемость большинства диэлектриков лежит в пределах 3...4 (для подавляющего большинства жидких углеводородов - порядка 4). Диэлектрическая проницаемость воды составляет величину порядка 80 (зависит от рабочей частоты анализатора). Поэтому, пропуская микроволновые колебания через смесь вода-диэлектрик, можно судить о процентном содержании воды в смеси, измеряя набег фазы микроволновых колебаний.Unlike those listed above, microwave phase metering methods for controlling the percentage of water in a water-dielectric mixture give more adequate results. In fact, the relative dielectric constant of most dielectrics lies within 3 ... 4 (about 4 for the vast majority of liquid hydrocarbons). The dielectric constant of water is about 80 (depending on the operating frequency of the analyzer). Therefore, by passing microwave oscillations through a water-dielectric mixture, one can judge the percentage of water in the mixture by measuring the phase shift of the microwave oscillations.

Наиболее близкими по технической сути к предполагаемому изобретению является Способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при изменении содержания воды в смеси в широких пределах (Патент РФ №2594338, оп. в Бюл. №22 от 10.08.2016, G01N 22/00, G01F 13/00). По этому способу генерируют непрерывные микроволновые колебания с некоторой частотой /|, излучают эти колебания с помощью первой микроволновой антенны в направлении второй микроволновой антенны через контролируемый слой смеси диэлектрик-вода, процентное содержание воды в которой контролируют, принимают микроволновые колебания, содержащих информацию о диэлектрических свойствах контролируемого вещества в виде набега фазы микроволновых колебаний kd (где к=2π/λD The closest in technical essence to the proposed invention is a method for determining the percentage of water in a dielectric-water mixture when the water content in the mixture varies widely (Patent RF №2594338, ref. In Bull. No. 22 of August 10, 2016, G01N 22/00 , G01F 13/00). In this method, continuous microwave oscillations are generated with a certain frequency / |, these oscillations are emitted with the first microwave antenna in the direction of the second microwave antenna through a controlled layer of a dielectric-water mixture, the percentage of water in which is controlled, receive microwave oscillations containing information about the dielectric properties controlled substance in the form of the phase shift of the microwave oscillations kd (where k = 2π / λ D

- волновое число,

Figure 00000001
- длина волны микроволновых колебаний в среде распространения, λ0 - длина волны в вакууме, εmix - интегральная диэлектрическая проницаемость смеси диэлектрик-вода, d - толщина контролируемого слоя), при этом принятые второй микроволновой антенной микроволновые колебания подают на сигнальный вход управляемого микроволнового фазовращателя, на вход управления которого подают сигнал с частотой F с выхода генератора низкочастотных колебаний, при этом в управляемом фазовращателе осуществляют сдвиг частоты микроволнового сигнала с частотой ƒ1 на величину F, при этом трансформированные по частоте микроволновые колебания с частотой ƒ2=ƒ1+F подают на один вход микроволнового смесителя, на другой вход которого подают часть энергии исходного микроволнового сигнала, в результате чего эти микроволновые колебания перемножают и осуществляют гомодинное преобразование частоты, при этом полученный на выходе микроволнового смесителя низкочастотный сигнал с частотой F ограничивают по амплитуде и подают на первый вход фазового детектора, на второй вход которого подают низкочастотный опорный сигнал с частотой F с выхода того же генератора низкочастотных колебаний, и на выходе фазового детектора получают сигнал, пропорциональный набегу фазы микроволнового сигнала, прошедшего через смесь диэлектрик-вода, при этом низкочастотный сигнал с выхода микроволнового смесителя дополнительно выпрямляют, причем этот выпрямленный сигнал оцифровывают с получением малого числа разрядов двоичного кода, определяющим грубо уровень процентного содержания воды в смеси, после чего полученный двоичный код с малым числом разрядов подают на первый вход решающего устройства, например, микроконтроллера, при этом сигнал с выхода фазового детектора оцифровывают с получением большого числа разрядов двоичного кода, определяющим точно набег фазы микроволновых колебаний в пределах одного фазового цикла, после чего полученный двоичный код с большим числом разрядов подают на второй вход решающего устройства, после чего в решающем устройстве по полученному ранее цифровому коду с малым числом разрядов определяют число фазовых циклов набега фазы, который получил микроволновый сигнал, проходя через смесь диэлектрик-вода, после чего полученное число фазовых циклов, представленное в виде двоичного кода, добавляют в качестве старших дополнительных разрядов к полученному ранее двоичному коду с большим числом разрядов и получают двоичный код с увеличенным числом разрядов, определяющий точно набег фазы микроволнового сигнала в пределах нескольких фазовых циклов, после чего по полученному цифровому коду с увеличенным числом разрядов определяют точное и однозначное значение процентного содержание воды в смеси диэлектрик-вода при изменении содержания воды в смеси в широких пределах.- wave number
Figure 00000001
- wavelength of microwave oscillations in the propagation medium, λ 0 - wavelength in vacuum, ε mix - integral dielectric constant of the dielectric-water mixture, d - thickness of the controlled layer), while microwave oscillations received by the second microwave antenna are fed to the signal input of the controlled microwave phase shifter whose control input is fed a signal with frequency F from the output of the low-frequency oscillator, while in the controlled phase shifter the frequency of the microwave signal is shifted with frequency ƒ 1 by the F value, while the frequency-transformed microwave oscillations with the frequency ƒ 2 = 1 + F are fed to one input of the microwave mixer, to the other input of which a part of the energy of the original microwave signal is fed, resulting in these microwave oscillations multiply and perform homodyne frequency conversion , at the same time the low-frequency signal with a frequency F obtained at the output of the microwave mixer is limited in amplitude and fed to the first input of the phase detector, to the second input of which a low-frequency op A rational signal with frequency F from the output of the same low-frequency oscillator, and the output of the phase detector receive a signal proportional to the phase of the microwave signal passing through the dielectric-water mixture, while the low-frequency signal from the output of the microwave mixer is additionally rectified, and this rectified signal is digitized with obtaining a small number of bits of the binary code, determining roughly the level of the percentage of water in the mixture, after which the resulting binary code with a small number of bits serves n and the first input of a solver, for example, a microcontroller, while the signal from the output of the phase detector is digitized to produce a large number of binary code bits, which determine exactly the phase of the microwave oscillations within one phase cycle, after which the resulting binary code with a large number of bits serves the second the input of the solver, after which, in the solver, using the previously received digital code with a small number of digits, determine the number of phase cycles of the phase shift that the microwave signal received passing through a dielectric-water mixture, after which the resulting number of phase cycles, represented as a binary code, is added to the previously obtained binary code with a large number of digits as a higher additional bits, and a binary code with an increased number of digits is obtained that determines exactly the phase shift microwave signal within several phase cycles, after which the received and digital code with an increased number of digits determines the exact and unique value of the percentage of water in the dielect mixture IR water when changing the water content of the mixture within wide limits.

Однако, описанный способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при изменении содержания воды в смеси в широких пределах, имеет один существенный недостаток. Величина 2kd зависит от интегральной диэлектрической проницаемости контролируемой смеси εmix и от толщины слоя d этой смеси при фиксированной частоте микроволновых колебаний. При этом, при фиксированном и неизменяемом значении толщины слоя d набег фазы 2kd может изменяться в определенных пределах в двух случаях: либо при изменении процентного содержания воды (с известной диэлектрической проницаемостью εwal=80) в смеси, либо при изменении электрофизических свойств самого диэлектрика, продукта (изменении его диэлектрической проницаемости εdiel), например при смене типа контролируемого диэлектрика (сырая нефть, мазут, масло и т.д.). Значение диэлектрической проницаемости контролируемого продукта при изменении его типа может изменяться в неко-торых пределах (εdiel=3…4). При этом, изменения типа контролируемого продукта приводитк изменению интегральной диэлектрической проницаемости смеси εmix, что может быть интерпретировано измерителем как изменение процентного содержания воды в смеси. При этом возникает неоднозначность определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода.However, the described method for determining the percentage of water in a dielectric-water mixture when the water content in the mixture varies widely, has one major drawback. The value of 2kd depends on the integral dielectric constant of the controlled mixture ε mix and on the layer thickness d of this mixture at a fixed frequency of microwave oscillations. At the same time, at a fixed and unchangeable value of the layer thickness d, the phase incursion 2kd can vary within certain limits in two cases: either when the percentage of water changes (with a known dielectric constant ε wal = 80) in the mixture, or when the dielectric itself changes, product (change its dielectric constant ε diel ), for example when changing the type of controlled dielectric (crude oil, fuel oil, oil, etc.). The value of the dielectric constant of the controlled product with a change in its type may vary within certain limits (ε diel = 3 ... 4). At the same time, changes in the type of the controlled product result in a change in the integral dielectric constant of the mixture ε mix , which can be interpreted by the meter as a change in the percentage of water in the mixture. When this occurs, the ambiguity of determining the percentage of water in a mixture of dielectric-water.

В основу изобретения поставлена задача повышения точности проводимых измерений и устранения неоднозначности определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков.The basis of the invention is the task of improving the accuracy of measurements and eliminating the ambiguity of determining the percentage of water in a dielectric-water mixture when using different dielectrics.

Данная задача решается следующим образом. Способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков, характеризующийся тем, что первоначально генерируют непрерывные микроволновые колебания с частотой ƒ1, которые через первую микроволновую антенну излучают в направлении второй микроволновой антенны, при этом микроволновые колебания пропускают через слой смеси диэлектрик-вода, процентное содержание воды в которой контролируют, при этом принятые второй микроволновой антенной микроволновые колебания подают на сигнальный вход управляемого микроволнового фазовращателя, на вход управления которого подают сигнал с частотой F с выхода генератора низкочастотных колебаний, при этом в управляемом фазовращателе осуществляют сдвиг частоты микроволнового сигнала с частотой ƒ1, на величину F, при этом трансформированные по частоте микроволновые колебания с частотой ƒ2=ƒ1+F подают на один вход микроволнового смесителя, на другой вход которого подают часть энергии исходного микроволнового сигнала, в результате чего эти микроволновые колебания перемножают и осуществляют гомодинное преобразование частоты, при этом полученный на выходе микроволнового смесителя низкочастотный сигнал с частотой F ограничивают по амплитуде и подают на первый вход фазового детектора, на второй вход которого подают низкочастотный опорный сигнал с частотой F с выхода того же генератора низко-частотных колебаний, и на выходе фазового детектора получают сигнал, пропорциональный набегу фазы микроволнового сигнала, прошедшего через смесь диэлектрик-вода, при этом по этому сигналу определяют процентное содержание воды в смеси диэлектрик-вода с высокой точностью, определяемой фазовым методом получения измерительной информации, при этом низкочастотный сигнал с выхода микроволнового смесителя дополнительно выпрямляют и оценивают грубо его уровень, при этом полагают, что уровень выпрямленного сигнала зависит исключительно от процентного содержания воды в смеси, которая определяет степень поглощения микроволнового сигнала, и не зависит от электрофизических свойств контролируемого диэлектрика, который микроволновый сигнал не поглощает, при этом по этому выпрямленному сигналу определяют процентное содержание воды в смеси диэлектрик-вода с низкой точностью, определяемой амплитудным методом получения измерительной информации, при этом сравнивают данные о процентном содержании воды в смеси диэлектрик-вода, полученные фазовым и амплитудным методами на уровне точности амплитудного метода и при расхождении результатов определения содержания воды этими методами, выбирают из памяти вычислительного устройства одну из серии калибровочных кривых фазового метода, которая дает наименьшее расхождение результатов определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода амплитудным и фазовым методами, при этом серию калибровочных кривых фазового метода определяют и запоминают в памяти вычислительного устройства заранее для различных электрофизических свойств диэлектриков, для контроля содержания воды в смеси с которыми предполагается использовать данный способ, при этом автоматически, помимо определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода, дополнительно получают данные об электрофизических свойствах диэлектрика, который присутствует в смеси, при условии, что эти электрофизические свойства диэлектрика заранее неизвестны.This problem is solved as follows. The method of determining the percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics, characterized in that they initially generate continuous microwave oscillations with a frequency of ~ 1 , which are emitted through the first microwave antenna in the direction of the second microwave antenna, while the microwave oscillations pass through the layer of the mixture a dielectric - water, the percentage of water in which is controlled, while microwave oscillations received by the second microwave antenna are supplied to the signal the input of the controlled microwave phase shifter, to the control input of which a signal is fed with frequency F from the output of the low-frequency oscillator; in this case, the frequency of the microwave signal with frequency ƒ 1 is shifted by F in the controlled phase shifter and frequency-transformed microwave oscillations with frequency ƒ 2 = ƒ 1 + F is fed to one input of the microwave mixer, the other input of which serves a part of the source of microwave signal energy, whereby the microwave oscillation and multiplied impl homodyne frequency conversion is performed, the low-frequency signal with a frequency F obtained at the output of the microwave mixer is limited in amplitude and fed to the first input of the phase detector, to the second input of which a low-frequency reference signal is fed with frequency F from the output of the same generator of low-frequency oscillations, and the output of the phase detector receives a signal proportional to the phase shift of the microwave signal passing through the dielectric-water mixture, while the percentage of water in the signal is determined by this signal The dielectric-water mixes with high accuracy, determined by the phase method of obtaining measurement information, while the low-frequency signal from the microwave mixer is additionally straightened and roughly evaluated, its level, it is believed that the level of the rectified signal depends solely on the percentage of water in the mixture, which determines the degree of absorption of the microwave signal, and does not depend on the electrophysical properties of the controlled dielectric, which the microwave signal does not absorb, while the rectified signal is determined by the percentage of water in a dielectric-water mixture with low accuracy determined by the amplitude method of obtaining measurement information, while comparing the data on the percentage of water in the dielectric-water mixture obtained by phase and amplitude methods at the accuracy level of the amplitude method and when the results differ determination of water content by these methods, choose from the memory of the computing device one of a series of calibration curves of the phase method, which gives the smallest The results of determining the water content in a dielectric-water mixture by the amplitude and phase methods are used, while a series of calibration curves of the phase method are determined and stored in the memory of the computing device in advance for various electrical properties of dielectrics, to control the water content in the mixture with which this method is supposed to be used, with This automatically, in addition to determining the water content in the dielectric-water mixture, additionally obtain data on the electrical properties of the dielectric, which present in the mixture, provided that the electrical properties of the dielectric are not known beforehand.

Сравнение предполагаемого способа с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ выявляет новые технические свойства, которые заключаются в возможности определить точное и однозначное значение процентного содержание воды в смеси диэлектрик-вода при изменении электрофизических свойств используемого диэлектрика, притом, что электрофизические свойства используемого диэлектрика могут быть заранее неизвестны. Эти свойства предполагаемого изобретения особенно важны, если учесть тот факт, что достаточно часто приходится контролировать содержание воды в смеси с диэлектриком, электрофизические свойства которого априори неизвестны.Comparison of the proposed method with the already known methods and prototype shows that the inventive method reveals new technical properties, which consist in the ability to determine the exact and unambiguous value of the percentage of water in a dielectric-water mixture while changing the electrophysical properties of the used dielectric, while the electrophysical properties of the used dielectric may not be known in advance. These properties of the proposed invention are particularly important, given the fact that quite often it is necessary to control the water content in a mixture with a dielectric, the electrophysical properties of which are not known a priori.

Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, потому что в способе-прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся определении процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода только для одного предопределенного типа диэлектрика с определенными электрофизическими свойствами, определить однозначно процентное содержание воды в смеси с диэлектриком с произвольными электрофизическими свойствами не представляется возможным, поскольку эти свойства могут быть заранее неизвестными. При этом изменения электрофизических свойств диэлектрика будут интерпретированы измерителем как изменение содержания воды в смеси диэлектрик-вода, что в ряде случаев является недопустимым.These properties of the proposed invention are new, because in the prototype method, due to its inherent drawbacks in determining the percentage of water in a dielectric-water mixture for only one predetermined type of dielectric with certain electrophysical properties, determine uniquely the percentage of water in a mixture with a dielectric with arbitrary electrophysical properties are not possible, since these properties may not be known in advance. In this case, changes in the electrical properties of the dielectric will be interpreted by the gauge as a change in the water content in the dielectric-water mixture, which in some cases is unacceptable.

По предлагаемому способу определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при изменении электрофизических свойств диэлектрика определенно возникают расхождения в результатах определения содержания воды амплитудным и фазовым метода-ми. При этом данные расхождения сводят к минимуму выбором из памяти вычислительного устройства соответствующей калибровочной кривой, характеризующей электрофизические свойства того или иного диэлектрика. При этом, определение процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода определяют фазовым методом с высокой точностью, а амплитудный метод определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода используют исключительно для сопоставления результатов определения содержания воды в смеси амплитудным и фазовым методами, и результаты этого сопоставления используют исключительно для выбора требуемой калибровочной кривой, хранящейся в памяти вычислительного устройства и отражающей электрофизические свойства того или иного диэлектрика.According to the proposed method of determining the percentage of water content in a dielectric-water mixture, when electro-physical properties of the dielectric change, there are definitely discrepancies in the results of determining the water content by the amplitude and phase methods. At the same time, these discrepancies are minimized by choosing from the memory of the computing device an appropriate calibration curve characterizing the electrophysical properties of a particular dielectric. At the same time, determining the percentage of water content in a dielectric-water mixture is determined by the phase method with high accuracy, and the amplitude method for determining the water content in a dielectric-water mixture is used exclusively to compare the results of determining the water content in the mixture by the amplitude and phase methods, and the results of this comparison are used solely to select the required calibration curve stored in the memory of the computing device and reflecting the electrical properties of a particular dielectric.

Указанный Способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков можно реализовать с помощью устройства, показанного на Фиг. 1.This method of determining the percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics can be implemented using the device shown in FIG. one.

Устройство для определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков содержит генератор микроволновых колебаний 1, микроволновый направленный ответвитель 2, генератор низкочастотных колебаний 3, излучающую микроволновую антенну 4, микроволновый смеситель 5, усилитель-ограничитель 6, линейный детектор 7, фазовый детектор 8, первый аналого-цифровой преобразователь 9, второй аналого-цифровой преобразователь 10, вычислительное устройство 11, приемную микроволновую антенну 12, управляемый микроволновый фазовращатель 13.A device for determining the percentage of water in a dielectric-water mixture when using different dielectrics contains a microwave oscillator 1, a microwave directional coupler 2, a low frequency oscillator 3, a radiating microwave antenna 4, a microwave mixer 5, a limiting amplifier 6, a linear detector 7, a phase detector 8, first analog-to-digital converter 9, second analog-to-digital converter 10, computing device 11, receiving microwave antenna 12, controlled mic Wave Phaser 13.

Выход генератора микроволновых колебаний 1 соединен с входом микроволнового направленного ответвителя 2, первый выход которого соединен с входом излучающей микроволновой антенны 4, а второй выход микроволнового направленного ответвителя 2 соединен с первым входом микроволнового смесителя 5, при этом выход микроволновый смесителя 5 соединен с входом усилителя-ограничителя бис входом линейного детектора 7, при этом выход усилителя-ограничителя 6 соединен с первым входом фазового детектора 8, второй вход которого соединен с выходом генератора низкочастотных колебаний 3, при этом выход линейного детектора 7 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 9, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства 11, а выход фазового детектора 8 соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 10, выход которого соединен со вторым входом вычислительного устройства 11, при этом выход приемной микроволновой антенны 12 соединен с сигнальным входом управляемого микроволнового фазовращателя 13, при этом выход генератора низкочастотных колебаний 3 соединен с управ-ляющим входом управляемого микроволнового фазовращателя 13, выход которого соединен со вторым входом микроволнового смесителя 5.The output of the microwave oscillator 1 is connected to the input of the microwave directional coupler 2, the first output of which is connected to the input of the radiating microwave antenna 4, and the second output of the microwave directional coupler 2 is connected to the first input of the microwave mixer 5, while the output of the microwave mixer 5 is connected to the input of the amplifier- limiter bis input of the linear detector 7, while the output of the amplifier-limiter 6 is connected to the first input of the phase detector 8, the second input of which is connected to the output of the generator Pa low-frequency oscillations 3, while the output of the linear detector 7 is connected to the input of the first analog-digital converter 9, the output of which is connected to the first input of the computing device 11, and the output of the phase detector 8 is connected to the input of the second analog-digital converter 10, the output of which is connected to the second input of the computing device 11, while the output of the receiving microwave antenna 12 is connected to the signal input of the controlled microwave phase shifter 13, while the output of the generator of low-frequency oscillations 3 s SINGLE-to-governing councils input managed microwave phase shifter 13, whose output is connected to the second input of the microwave mixer 5.

Работает устройство, реализующее способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков, следующим образом.There is a device that implements a method for determining the percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics, as follows.

Микроволновые колебания с амплитудой U1, частотой ƒ1 и начальной фазой ϕ1, описываемые следующим выражениемMicrowave oscillations with amplitude U 1 , frequency ƒ 1 and initial phase ϕ 1 are described by the following expression

u1 (t)=U1 cos (2πƒ1t+ϕ1),u 1 (t) = U 1 cos (2πƒ 1 t + ϕ 1 ),

с выхода генератора микроволновых колебаний 1 подают на вход микроволнового направленного ответвителя 2. Ослабленный микроволновый сигнал с первого выхода направленного ответвителя 2 подают на вход излучающей микроволновой антенны 4, которая первично излучает эти микроволновые колебания через слой контролируемой смеси в направлении приемной микроволновой антенны 12. При этом микроволновый сигнал приобретает набег фазы равный

Figure 00000002
from the output of the microwave oscillation generator 1 is fed to the input of the microwave directional coupler 2. The attenuated microwave signal from the first output of the directional coupler 2 is fed to the input of the radiating microwave antenna 4, which primarily emits these microwave oscillations through the layer of the controlled mixture in the direction of the receiving microwave antenna 12. In this case the microwave signal acquires a phase advance equal to
Figure 00000002

Таким образом, принятые микроволновые колебания имеют следующий вид:Thus, the adopted microwave oscillations are as follows:

u2(t)=U1K cos (2πƒ1+ϕ1,+Δϕ).u 2 (t) = U 1 K cos (2πƒ 1 + ϕ 1 , + Δϕ).

где K=K1K2 - обобщенный амплитудный фактор, K1 - коэффициент ослабления направленного ответвителя по первому выходу, K2 - коэффициент ослабления микроволновых ко-where K = K 1 K 2 is the generalized amplitude factor, K 1 is the attenuation coefficient of the directional coupler on the first output, K 2 is the microwave attenuation coefficient

лебаний в толщине слоя контролируемой смеси с учетом коэффициента усиления микровол-новых антенн.oscillations in the thickness of the layer of the controlled mixture taking into account the gain of microwave antennas.

Далее принятые микроволновые колебания подают на сигнальный вход управляемого микроволнового фазовращателя 13, на управляющий вход которого подают сигнал генератора низкочастотных колебаний 3. В управляемом микроволновом фазовращателе 13 в микроволновые колебания с частотой ƒ1, вносится периодический монотонно нарастающий от 0 до 2π фазовый сдвиг, с периодом равным Т=1/F. При этом можно говорить о сдвиге спектра микроволновых колебаний на так называемую частоту Доплера F=1/Т.Next, the accepted microwave oscillations are fed to the signal input of the controlled microwave phase shifter 13, to the control input of which a low-frequency oscillator signal 3 is fed. In the controlled microwave phase shifter 13, microwave oscillations with frequency ƒ 1 are introduced, which periodically increases from 0 to 2π, with a period equal to t = 1 / f. In this case, we can speak about the shift of the spectrum of microwave oscillations by the so-called Doppler frequency F = 1 / T.

Таким образом, осуществляется сдвиг частоты микроволнового сигнала с частотой ƒ1, на величину равную частоте F. Трансформированный по частоте микроволновый сигнал, с частотой ƒ2=ƒ1+F имеет следующий видThus, the frequency of the microwave signal is shifted with a frequency of ƒ 1 , an amount equal to the frequency F. The frequency-transformed microwave signal with a frequency of ƒ 2 = ƒ 1 + F has the following form

u3(t)=U1Kcos [2π(ƒ1+F)t+ϕ1+Δϕ+ϕ2],u 3 (t) = U 1 Kcos [2π (ƒ 1 + F) t + ϕ 1 + Δϕ + ϕ 2 ],

где ϕ2 - начальная фаза низкочастотных колебаний.where ϕ 2 - the initial phase of the low-frequency oscillations.

Этот микроволновый сигнал подают на второй вход микроволнового смесителя 5, на первый вход которого подают ослабленные исходные микроволновые колебания с частотой ƒ1. В микроволновом смесителе осуществляют перемножение микроволновых колебаний или гомодинное преобразование частоты. Преобразованный по частоте низкочастотный сиг-нал описывается следующим выражениемThis microwave signal is fed to the second input of the microwave mixer 5, to the first input of which serves weakened original microwave oscillations with a frequency of 1 . In a microwave mixer, multiply the microwave oscillations or homodyne frequency conversion. The low-frequency signal converted by frequency is described by the following expression

u4(t)=U1KΣ cos(2πFt+Δϕ+ϕ2),u 4 (t) = U 1 K Σ cos (2πFt + Δϕ + ϕ 2 ),

где KΣ=KK3 - суммарный амплитудный фактор, K3 - коэффициент преобразования смесителя с учетом ослабления микроволнового сигнала по второму выходу направленного ответвителя 2.where K Σ = KK 3 is the total amplitude factor, K 3 is the conversion coefficient of the mixer, taking into account the attenuation of the microwave signal at the second output of directional coupler 2.

Этот сигнал ограничивают по амплитуде в усилителе-ограничителе 6 и подают на первый вход фазового детектора 8, на второй вход которого подают сигнал с выхода генератора низкочастотных колебаний видаThis signal is limited in amplitude in the amplifier-limiter 6 and fed to the first input of the phase detector 8, to the second input of which a signal is output from the generator of low-frequency oscillations of the form

u5(t)=U2cos(2πFt+ϕ2).u 5 (t) = U 2 cos (2πFt + ϕ 2 ).

Таким образом, на выходе фазового детектора 8 получают напряжение постоянного тока, пропорциональное с коэффициентом KPD набегу фазы микроволнового сигнала, при его прохождении через слой контролируемой смесиThus, at the output of the phase detector 8, a DC voltage is obtained, which is proportional with the coefficient K PD to the phase shift of the microwave signal as it passes through the layer of the controlled mixture

u=KPDΔϕ.u = K PD Δϕ.

Это напряжение, пропорциональное разности фаз, подают на второй аналого-цифровой преобразователь 10 и получают цифровой код, отображающий точное значение разности фаз в пределах одного фазового цикла. Число разрядов двоичного кода выбирают максимально возможным. Этот код вводят в вычислительное устройство 11 через его второй вход и по калибровочной кривой, полученной ранее по результатам калибровки измерителя, определяют точное значение содержания воды в нефтепродукте. Причем для различных диэлектриков, с различными электрофизическими свойствами строят различные калибровочные кривые, каждую из которых запоминают в памяти вычислительного устройства в процессе калибровки измерителя. Причем калибровочную кривую выбирают ту, которая использовалась в измерениях ранее и, если измерения проводятся впервые, используют, например, первую запомненную в памяти вычислительного устройства кривую.This voltage is proportional to the phase difference, served on the second analog-to-digital Converter 10 and get a digital code that displays the exact value of the phase difference within one phase cycle. The number of binary digits is chosen as high as possible. This code is entered into the computing device 11 through its second input and the exact value of the water content in the oil product is determined from the calibration curve obtained earlier from the calibration results of the meter. Moreover, for different dielectrics, with different electrophysical properties, different calibration curves are constructed, each of which is stored in the memory of the computing device during the calibration of the meter. Moreover, the calibration curve is chosen that used in the measurements previously and, if the measurements are carried out for the first time, use, for example, the first memorized in the memory of the computing device.

Параллельно низкочастотный сигнал с выхода микроволнового смесителя 5 выпрямляют линейным детектором 7 и на его выходе получают напряжение постоянного тока, пропорциональное коэффициенту ослабления микроволновых колебаний в толщине слоя контролируемой смеси K2. Это напряжение подают на вход первого аналого-цифрового преобразова-In parallel, the low-frequency signal from the output of the microwave mixer 5 is rectified by a linear detector 7 and a DC voltage is obtained at its output, which is proportional to the attenuation coefficient of microwave oscillations in the thickness of the layer of the controlled mixture K 2 . This voltage is fed to the input of the first analog-digital converter.

теля 9, где его оцифровывают и вводят также в вычислительное устройство 11 через его пер-вый вход. Процесс преобразования служит не для точного измерения величины ослабления микроволнового сигнала в толще контролируемой смеси (не для точного определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода), а для грубой оценки процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода. Чем больше воды в смеси, тем больше затухание микроволнового сигнала. Число получаемых разрядов невелико. Результаты этого преобразования сравнивают в вычислительном устройстве в пределах такого же количества разрядов двоичного кода с результатами точного определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода, полученного фазовым методом. Если эти результаты не совпадают, то это означает, что выбран диэлектрик не с теми электрофизическими свойствами, который реально присутствует в смеси. При этом отклонение диэлектрической проницаемости диэлектрика, выбранного по калибровочной кривой, от ее реального значения, присутствующего в смеси диэлектрика, интерпретируется измерителем как изменение уровня содержания воды в смеси, что не соответствует в первом приближении уровню содержания воды, полученному амплитудным методом. По результатам сопоставления для данного уровня содержания воды в смеси, полученного амплитудным методом в первом приближении, достаточно грубо, выбирают из памяти вычислительного устройства кривую, для которой наблюдается наиболее близкое соответствие текущих показаний второго аналого-цифрового преобразователя 10 текущему уровню содержания воды в смеси диэлектрик-вода, полученному амплитудным методом, и отражающему состояние цифрового кода, полученного на выходе первого аналого-цифрового преобразователя. Надо понимать, что расхождения в показаниях амплитудного и фазового метода определения содержания во-ды в смеси будут наблюдаться только для малых уровней содержания воды, когда вклад воды с большой величиной диэлектрической проницаемостью (εwat=80) в интегральную диэлек-трическую проницаемость смеси с диэлектриком с диэлектрической проницаемостью εdiel=3-4 достаточно мал. По мере повышения уровня содержания воды в смеси разница в электрофизических свойствах диэлектриков будет нивелироваться.Tel 9, where it is digitized and injected also into the computing device 11 through its first input. The conversion process is not used to accurately measure the amount of attenuation of the microwave signal in the thickness of the monitored mixture (not to accurately determine the water content in a dielectric-water mixture), but to roughly estimate the percentage of water in a dielectric-water mixture. The more water in the mixture, the greater the attenuation of the microwave signal. The number of received discharges is small. The results of this transformation are compared in a computing device within the same number of bits of a binary code with the results of an accurate determination of the water content in a dielectric-water mixture obtained by the phase method. If these results do not coincide, then this means that the dielectric selected is not with the electrophysical properties that is actually present in the mixture. In this case, the deviation of the dielectric constant of the dielectric selected from the calibration curve from its actual value present in the dielectric mixture is interpreted by the meter as a change in the water content of the mixture, which does not correspond in the first approximation to the water content obtained by the amplitude method. According to the results of the comparison for a given level of water content in the mixture, obtained by the amplitude method in the first approximation, rather roughly, choose from the memory of the computing device a curve for which the closest match between the current readings of the second analog-to-digital converter 10 and the current level of water content in the dielectric mixture is observed water obtained by the amplitude method, and reflecting the state of the digital code obtained at the output of the first analog-to-digital converter. It should be understood that discrepancies in the indications of the amplitude and phase methods for determining the water content in the mixture will be observed only for low water levels, when the contribution of water with a large dielectric constant (ε wat = 80) to the integral dielectric constant of the mixture with a dielectric with a dielectric constant ε diel = 3-4 is quite small. As the level of water content in the mixture increases, the difference in the electrical properties of dielectrics will be leveled.

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с созданием измерительного устройства, которая дает возможность анализировать свойства среды распространения микроволн по результатам измерений набега фазы микроволновых колебаний, обладающей повышенной точностью и однозначностью определения процентного го содержания воды в смеси диэлектрик-вода. Преимущество данного способа измерения, по сравнению с прототипом, заключается в достижении повышенной точности измерения процентного содержания воды в смеси. Дополнительное преимущество данного способа измерения заключается в том, что измерение производится однозначно при использовании раз-личных диэлектриков с различными электрофизическими свойствами.The economic effect from the use of the proposed invention is associated with the creation of a measuring device, which makes it possible to analyze the properties of the propagation medium of microwaves according to the results of measurements of the phase shift of microwave oscillations, which has increased accuracy and unambiguity in determining the percentage of water in a dielectric-water mixture. The advantage of this method of measurement, compared with the prototype, is to achieve increased accuracy in measuring the percentage of water in the mixture. An additional advantage of this method of measurement is that the measurement is performed unambiguously when using different dielectrics with different electrophysical properties.

Другой аспект повышения эффективности применения предполагаемого изобретения связан с возможностью его использования в составе аналитическо-измерительных комплексов непрерывного контроля параметров смеси диэлектрик-вода при автоматизации технологических процессов.Another aspect of improving the effectiveness of the proposed invention is associated with the possibility of its use as part of analytical-measuring complexes for continuous monitoring of the parameters of a dielectric-water mixture in the automation of technological processes.

Claims (1)

Способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при использовании различных диэлектриков, характеризующийся тем, что первоначально генерируют непрерывные микроволновые колебания с частотой f1, которые через первую микроволновую антенну излучают в направлении второй микроволновой антенны, при этом микроволновые колебания пропускают через слой смеси диэлектрик-вода, процентное содержание воды в которой контролируют, при этом принятые второй микроволновой антенной микроволновые колебания подают на сигнальный вход управляемого микроволнового фазовращателя, на вход управления которого подают сигнал с частотой F с выхода генератора низкочастотных колебаний, при этом в управляемом фазовращателе осуществляют сдвиг частоты микроволнового сигнала с частотой f1 на величину F, при этом трансформированные по частоте микроволновые колебания с частотой f2=f1+F подают на один вход микроволнового смесителя, на другой вход которого подают часть энергии исходного микроволнового сигнала, в результате чего эти микроволновые колебания перемножают и осуществляют гомодинное преобразование частоты, при этом полученный на выходе микроволнового смесителя низкочастотный сигнал с частотой F ограничивают по амплитуде и подают на первый вход фазового детектора, на второй вход которого подают низкочастотный опорный сигнал с частотой F с выхода того же генератора низкочастотных колебаний, и на выходе фазового детектора получают сигнал, пропорциональный набегу фазы микроволнового сигнала, прошедшего через смесь диэлектрик-вода, при этом по этому сигналу определяют процентное содержание воды в смеси диэлектрик-вода с высокой точностью, определяемой фазовым методом получения измерительной информации, при этом низкочастотный сигнал с выхода микроволнового смесителя дополнительно выпрямляют и оценивают грубо его уровень, при этом полагают, что уровень выпрямленного сигнала зависит исключительно от процентного содержания воды в смеси, которая определяет степень поглощения микроволнового сигнала, и не зависит от электрофизических свойств контролируемого диэлектрика, который микроволновый сигнал не поглощает, при этом по этому выпрямленному сигналу определяют процентное содержание воды в смеси диэлектрик-вода с низкой точностью, определяемой амплитудным методом получения измерительной информации, при этом сравнивают данные о процентном содержании воды в смеси диэлектрик-вода, полученные фазовым и амплитудным методами на уровне точности амплитудного метода и при расхождении результатов определения содержания воды этими методами, выбирают из памяти вычислительного устройства одну из серий калибровочных кривых фазового метода, которая дает наименьшее расхождение результатов определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода амплитудным и фазовым методами, при этом серию калибровочных кривых фазового метода определяют и запоминают в памяти вычислительного устройства заранее для различных электрофизических свойств диэлектриков, для контроля содержания воды в смеси с которыми предполагается использовать данный способ, при этом автоматически, помимо определения содержания воды в смеси диэлектрик-вода, дополнительно получают данные об электрофизических свойствах диэлектрика, который присутствует в смеси, при условии, что эти электрофизические свойства диэлектрика заранее неизвестны.The method of determining the percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics, characterized in that they initially generate continuous microwave oscillations with a frequency f 1 , which radiate through the first microwave antenna in the direction of the second microwave antenna, while the microwave oscillations pass a dielectric mixture through the layer - water, the percentage of water in which is controlled, while microwave oscillations received by the second microwave antenna are supplied to the signal the input of the controlled microwave phase shifter, to the control input of which a signal is fed with frequency F from the output of the low-frequency oscillator; in the controlled phase shifter, the frequency of the microwave signal with frequency f 1 is shifted by F, while the frequency-transformed microwave oscillations with frequency f 2 = f 1 + F is fed to one input of the microwave mixer, the other input of which serves a part of the source of microwave signal energy, whereby the microwave oscillation and multiplied osuschest homodyne frequency conversion is performed, the low-frequency signal with a frequency F obtained at the output of the microwave mixer is limited in amplitude and fed to the first input of the phase detector, to the second input of which a low-frequency reference signal is fed with frequency F from the output of the same low-frequency oscillator and at the output the phase detector receives a signal proportional to the phase shift of the microwave signal passing through the dielectric-water mixture, while the percentage of water in the mixture is determined from this signal and dielectric-water with high accuracy, determined by the phase method of obtaining measurement information, while the low-frequency signal from the output of the microwave mixer is additionally rectified and roughly evaluated its level, while it is believed that the level of the rectified signal depends solely on the percentage of water in the mixture, which determines the degree of absorption of the microwave signal, and does not depend on the electrophysical properties of the controlled dielectric, which the microwave signal does not absorb, while The percentage of water in a dielectric-water mixture is determined with a low accuracy determined by the amplitude method of obtaining measurement information, while comparing the data on the percentage of water in the dielectric-water mixture obtained by phase and amplitude methods at the accuracy level of the amplitude method and when the results differ determination of water content by these methods, choose from the memory of the computing device one of the series of calibration curves of the phase method, which gives the least divergence The results of determining the water content in the dielectric-water mixture by the amplitude and phase methods, while a series of calibration curves of the phase method are determined and stored in the memory of the computing device in advance for various electrical properties of dielectrics, to control the water content in the mixture with which this method is supposed to be used, with This automatically, in addition to determining the water content in the dielectric-water mixture, additionally obtain data on the electrical properties of the dielectric, which absent in a mixture, provided that the electrical properties of the dielectric are not known beforehand.
RU2018133066A 2018-09-17 2018-09-17 Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics RU2690952C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133066A RU2690952C1 (en) 2018-09-17 2018-09-17 Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133066A RU2690952C1 (en) 2018-09-17 2018-09-17 Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690952C1 true RU2690952C1 (en) 2019-06-07

Family

ID=67037896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133066A RU2690952C1 (en) 2018-09-17 2018-09-17 Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690952C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6260406B1 (en) * 1998-10-02 2001-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Densitometer using microwaves
JP2005121428A (en) * 2003-10-15 2005-05-12 Alps Electric Co Ltd Liquid concentration sensor
RU2298197C2 (en) * 2001-05-31 2007-04-27 Интелскан Орбилгютэкни Ехф. Device and method of measuring of at least one physical parameter of material by means of microwaves
RU2332658C1 (en) * 2007-04-02 2008-08-27 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device to measure dielectric covering thickness
UA100816C2 (en) * 2011-11-28 2013-01-25 Игорь Борисович Широков Method for determination of percent content of water in mix dielectric-water at change of water content in mix in broad region
RU2594338C1 (en) * 2016-04-13 2016-08-10 Игорь Борисович Широков Method of determining percentage content of water in dielectric-water mixture at changing water content in mixture in a wide range

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6260406B1 (en) * 1998-10-02 2001-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Densitometer using microwaves
RU2298197C2 (en) * 2001-05-31 2007-04-27 Интелскан Орбилгютэкни Ехф. Device and method of measuring of at least one physical parameter of material by means of microwaves
JP2005121428A (en) * 2003-10-15 2005-05-12 Alps Electric Co Ltd Liquid concentration sensor
RU2332658C1 (en) * 2007-04-02 2008-08-27 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device to measure dielectric covering thickness
UA100816C2 (en) * 2011-11-28 2013-01-25 Игорь Борисович Широков Method for determination of percent content of water in mix dielectric-water at change of water content in mix in broad region
RU2594338C1 (en) * 2016-04-13 2016-08-10 Игорь Борисович Широков Method of determining percentage content of water in dielectric-water mixture at changing water content in mixture in a wide range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2431809C2 (en) Method and device for accurate fluid level determination by radar signals emitted toward fluid surface and those reflected therefrom
FI102014B (en) Composition monitor and control method using impedance measurements
US7823446B2 (en) Pulsed radar level gauging with relative phase detection
CN109099993A (en) Filler fill level radar device with controlled emissions power
CN102016524A (en) Radar level gauge system using a waveguiding structure with periodically arranged reference impedance transitions
US5625293A (en) Determination of the watercut of a multiphase flow directly from measured microwave frequency dielectric properties
RU2665692C1 (en) Method and device for measuring physical parameters of material
CN104457910B (en) The position measuring system of dielectric boundaries
RU2594338C1 (en) Method of determining percentage content of water in dielectric-water mixture at changing water content in mixture in a wide range
RU2690952C1 (en) Method of determining percentage of water in a dielectric-water mixture using different dielectrics
CN110109089A (en) A kind of improved method of linear frequency modulation continuous wave detection system range measurement accuracy
RU2504739C1 (en) Device for determining fluid level in container
RU2008143623A (en) METHOD FOR MEASURING THE MATERIAL LEVEL IN THE RESERVOIR
Pylypenko et al. Рhase ambiguity resolution in relative displacement measurement by microwave interferome-try
RU2504740C1 (en) Method of measurement of fluid level in container
RU2551260C1 (en) Non-contact radio-wave measurement method of liquid level in reservoir
RU2423723C1 (en) Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)
RU2431155C1 (en) Method of measuring distance by range finder with frequency modulation of sounding radio waves
RU2399888C1 (en) Method of measuring level of material in reservoir
RU2152595C1 (en) Contact-free pulse-phase method of measurement of level of separation of heterogeneous liquids and of relative change of level with increased accuracy
Shirokov et al. Microwave water content in oil products meter
Kaminski et al. K-band FMCW radar module with interferometic capability for industrial applications
UA100816C2 (en) Method for determination of percent content of water in mix dielectric-water at change of water content in mix in broad region
RU2655746C1 (en) Method of level measurement and radio range station with frequency modulation
RU2706453C1 (en) Automatic tuning method for measuring a low level of a substance