RU2757542C1 - Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container - Google Patents
Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757542C1 RU2757542C1 RU2021104225A RU2021104225A RU2757542C1 RU 2757542 C1 RU2757542 C1 RU 2757542C1 RU 2021104225 A RU2021104225 A RU 2021104225A RU 2021104225 A RU2021104225 A RU 2021104225A RU 2757542 C1 RU2757542 C1 RU 2757542C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- long line
- segment
- liquid
- level
- container
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от диэлектрической проницаемости жидкости.The invention relates to measuring equipment and can be used for high-precision determination of the level of a dielectric liquid in any container, regardless of the dielectric constant of the liquid.
Известны способы и устройства для измерения уровня жидкостей в емкостях, основанные на применении отрезков длинных линий (коаксиальной линии, двухпроводной линии и др.) в качестве чувствительных элементов (Викторов В.А. Резонансный метод измерения уровня. М.: Энергия. 1969. 192 с.). Такой отрезок длинной линии размещают вертикально в емкости с контролируемыми жидкостью. Измеряя какой-либо его информативный параметр, в частности, резонансную частоту электромагнитных колебаний, можно определить уровень жидкости. Недостатком таких способов измерения и реализующих их устройств является невысокая точность измерения, обусловленная зависимостью результатов измерения уровня от электрофизических параметров жидкости.Known methods and devices for measuring the level of liquids in containers, based on the use of segments of long lines (coaxial line, two-wire line, etc.) as sensitive elements (Viktorov VA Resonant level measurement method. M .: Energy. 1969. 192 with.). This length of line is placed vertically in a container of controlled fluid. By measuring any of its informative parameter, in particular, the resonant frequency of electromagnetic oscillations, it is possible to determine the level of the liquid. The disadvantage of such measurement methods and devices implementing them is the low measurement accuracy due to the dependence of the level measurement results on the electrophysical parameters of the liquid.
Известно также техническое решение (SU 460447, 10.04.1973), которое содержит описание способа измерения и двухканального устройства - уровнемера, в котором в двух независимых отрезках длинных линий с разными нагрузками на их на концах, образующих его измерительные каналы, возбуждают электромагнитные колебания типа ТЕМ на основной (1-ой) гармонике. Их другие концы подсоединены к входам соответствующих вторичных преобразователей, выходы которых соединены с входом блока обработки информации, выход которого подключен к индикатору. Вдоль данных отрезков длинной линии имеет место разное распределение энергии электромагнитного поля стоячей волны, требуемое для получения информации об уровне диэлектрической жидкости независимо от ее диэлектрической проницаемости. Измеряя их резонансные частоты f 1 и f 2 электромагнитных колебаний (являющиеся функциями уровня z жидкости и его диэлектрической проницаемости ε), можно найти уровень z из соотношенияThere is also known a technical solution (SU 460447, 04/10/1973), which contains a description of a measurement method and a two-channel device - a level gauge, in which electromagnetic oscillations of the TEM type are excited in two independent sections of long lines with different loads on them at the ends forming its measuring channels at the fundamental (1st) harmonic. Their other ends are connected to the inputs of the corresponding secondary converters, the outputs of which are connected to the input of the information processing unit, the output of which is connected to the indicator. Along these segments of the long line, there is a different distribution of the energy of the electromagnetic field of a standing wave, required to obtain information about the level of a dielectric liquid, regardless of its dielectric constant. By measuring their resonance frequencies f 1 and f 2 of electromagnetic oscillations (which are functions of the level z of the liquid and its dielectric constant ε), one can find the level z from the relation
где и - начальные (при z=0) значения f 1 и f 2 соответственно. Данное соотношение обладает свойством инвариантности к величине £ и ее возможным изменениям. Недостатком этих способа и устройства является невысокая точность измерения, главным образом, в области малых значений уровня, близких к нулевому значению. В этом случае при нулевом значении уровня (z=0) имеется неопределенность типа "0/0", а вблизи значения z=0 погрешность измерения резко возрастает, поскольку результат совместного преобразования резонансных частот может принимать разные значения из-за возможных, даже малых, девиаций значений резонансных частот (вышеприведенное преобразование неустойчиво относительно возможных флуктуаций значений и ).where and - initial (at z = 0) values f 1 and f 2, respectively. This relationship has the property of invariance to the value of £ and its possible changes. The disadvantage of this method and device is the low measurement accuracy, mainly in the region of low level values close to zero. In this case, at a zero value of the level (z = 0), there is an uncertainty of the type "0/0", and near the value z = 0, the measurement error sharply increases, since the result of the joint transformation of resonant frequencies can take different values due to possible, even small, deviations of the values of the resonant frequencies (the above transformation is unstable with respect to possible fluctuations of the values and ).
Также известно техническое решение (RU 2473056 С1, 20.01.2013), в котором применяют отрезок длинной линии с оконечным горизонтальным участком, располагаемый вертикально отрезок длинной линии, и заполняемый жидкостью в соответствии с ее уровнем в емкости. Горизонтальный участок отрезка длинной линии скачкообразно заполняется жидкостью и опорожняется при соответственно поступлении жидкости в емкость и ее удалении из нее. Возбуждая в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на двух разных резонансных частотах, которым соответствуют разные распределения энергии электромагнитного поля вдоль данного отрезка длинной линии, измеряя эти резонансные частоты и производя их совместную функциональную обработку согласно соотношению, соответствующему именно этому способу измерения, можно определить значения уровня жидкости независимо от диэлектрической проницаемости жидкости. Недостатком этого способа является наличие определенных трудностей при возбуждении и выделении гармоники отрезка длинной линии более высокого порядка, чем основная гармоника, что усложняет его реализацию.A technical solution is also known (RU 2473056 C1, 01/20/2013), in which a segment of a long line with a terminal horizontal section is used, a vertically positioned segment of a long line, and filled with liquid in accordance with its level in the container. The horizontal section of a segment of a long line is abruptly filled with liquid and emptied when the liquid enters and is removed from it, respectively. Exciting electromagnetic oscillations in a segment of a long line at two different resonant frequencies, which correspond to different distributions of the energy of the electromagnetic field along a given segment of a long line, measuring these resonant frequencies and performing their joint functional processing according to the relationship corresponding to this particular measurement method, it is possible to determine the values of the liquid level regardless of the dielectric constant of the liquid. The disadvantage of this method is the presence of certain difficulties in the excitation and isolation of the harmonic of a segment of a long line of a higher order than the fundamental harmonic, which complicates its implementation.
Известно также техническое решение, по технической сущности наиболее близкое к предлагаемому способу и принятое в качестве прототипа (RU 2125245 С1, 20.01.1999). Согласно данному способу, возбуждают электромагнитные колебания в располагаемом вертикально отрезке длинной линии и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем в емкости, измеряют собственную (резонансную) частоту f отрезка длинной линии и производят обработку результатов измерений. При этом дополнительно возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные импульсные сигналы, принимают сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, измеряют суммарное время t прямого и обратного распространения импульсных сигналов и учитывают его при обработке результатов измерений. Недостатком этого способа является невысокая точность измерения в области малых значений уровня, близких к нулевому значению. В этом случае при нулевом значении уровня (z=0) имеется неопределенность типа "0/0", а вблизи значения z=0 погрешность измерения резко возрастает, поскольку при этом результат совместного преобразования f и t может принимать разные значения из-за возможных, даже малых, девиаций значений f и t.Also known is a technical solution, in terms of the technical nature of the closest to the proposed method and adopted as a prototype (RU 2125245 C1, 20.01.1999). According to this method, electromagnetic oscillations are excited in a vertically positioned segment of a long line and filled with liquid in accordance with its level in a container, the natural (resonant) frequency f of a segment of a long line is measured and the measurement results are processed. In this case, electromagnetic pulse signals are additionally excited in a segment of a long line, signals reflected from the lower end of a segment of a long line are received, the total time t of forward and backward propagation of pulse signals is measured and taken into account when processing the measurement results. The disadvantage of this method is the low measurement accuracy in the region of low level values close to zero. In this case, at a zero value of the level (z = 0), there is an uncertainty of the type "0/0", and near the value z = 0, the measurement error sharply increases, since in this case the result of the combined transformation of f and t can take different values due to possible, even small deviations of f and t values.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерений.The technical result of the present invention is to improve the measurement accuracy.
Технический результат достигается тем, что в способе измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости, при котором, в первом измерении, в располагаемом вертикально в емкости с контролируемой жидкостью первом отрезке длинной линии и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем z в емкости возбуждают электромагнитные импульсные сигналы, принимают сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, измеряют суммарное время t1 прямого и обратного распространения электромагнитных импульсных сигналов, дополнительно, во втором измерении, в располагаемом вертикально в емкости с контролируемой жидкостью втором отрезке длинной линии и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем в емкости, возбуждают электромагнитные импульсные сигналы, распространяющиеся со скоростью, отличной от скорости распространения электромагнитных импульсных сигналов в первом отрезке длинной линии, принимают электромагнитные импульсные сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, измеряют суммарное время t2 прямого и обратного распространения электромагнитных импульсных сигналов, и производят совместное функциональное преобразование измеренных значений t1 и t2, по результату которого судят об уровне жидкости в емкости.The technical result is achieved by the fact that in the method for measuring the level of a dielectric liquid in a container, in which, in the first measurement, in the first segment of a long line placed vertically in a container with a controlled liquid and filled with liquid in accordance with its level z in the container, electromagnetic pulse signals are excited, receive signals reflected from the lower end of a segment of a long line, measure the total time t 1 of forward and backward propagation of electromagnetic pulse signals, additionally, in the second dimension, in a second segment of a long line placed vertically in a container with a controlled liquid and filled with liquid in accordance with its level in the container, excite electromagnetic pulse signals that propagate at a speed different from the propagation speed of electromagnetic pulse signals in the first segment of a long line, receive electromagnetic pulse signals reflected from the lower end of a segment of a long line, measure The total time t 2 of the forward and backward propagation of electromagnetic pulse signals is taken, and a joint functional transformation of the measured values of t 1 and t 2 is performed, the result of which is used to judge the level of the liquid in the container.
Предлагаемый способ поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема измерительного устройства для реализации данного способа. На фиг. 2. показано поперечное сечение двух отрезков коаксиальной длинной линии.The proposed method is illustrated by drawings. FIG. 1 shows a functional diagram of a measuring device for implementing this method. FIG. 2. shows a cross-section of two lengths of a coaxial long line.
Здесь показаны жидкость 1, отрезок длинной линии 2, электронный блок 3 отрезок длинной линии 4, электронный блок 5, функциональный преобразователь 6, регистратор 7, диэлектрические оболочки 8 и 9.Shown here are liquid 1, a segment of a
Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Согласно данному способу, в первом измерении, в располагаемом вертикально в емкости с контролируемой диэлектрической жидкостью первом отрезке длинной линии длиной и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем z в емкости возбуждают электромагнитные импульсные сигналы, принимают сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, измеряют суммарное время t1 прямого и обратного распространения импульсных сигналов. Дополнительно, во втором измерении, в располагаемом вертикально в емкости с контролируемой жидкостью втором отрезке длинной линии длиной и заполняемом жидкостью в соответствии с ее уровнем z в емкости, возбуждают электромагнитные импульсные сигналы, распространяющиеся со скоростью, отличной от скорости распространения электромагнитных импульсных сигналов в первом отрезке длинной линии, принимают электромагнитные импульсные сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, измеряют суммарное время t2 прямого и обратного распространения электромагнитных импульсных сигналов, и производят совместное функциональное преобразование суммарное время t2 прямого и обратного распространения электромагнитных импульсных сигналов. Производят совместное функциональное преобразование измеренных значений t1 и t2, по результату которого судят об уровне жидкости в емкости.According to this method, in the first dimension, in the first segment of a long line with a length of and filled with liquid in accordance with its level z in the container excite electromagnetic pulse signals, receive signals reflected from the lower end of the long line segment, measure the total time t 1 of forward and backward propagation of pulse signals. Additionally, in the second dimension, in a second segment of a long line of length vertically placed in a container with a controlled liquid and filled with liquid in accordance with its level z in the container, excite electromagnetic pulse signals propagating at a speed different from the propagation speed of electromagnetic pulse signals in the first segment of a long line, receive electromagnetic pulse signals reflected from the lower end of a segment of a long line, measure the total time t 2 forward and backward propagation of electromagnetic pulse signals, and produce a joint functional transformation of the total time t 2 forward and backward propagation of electromagnetic pulse signals. A joint functional transformation of the measured values of t 1 and t 2 is carried out, according to the result of which the level of the liquid in the container is judged.
Поскольку информативные параметры t1 и t2 являются функциями как уровня z жидкости, так и ее диэлектрической проницаемости ε, то, осуществляя совместные преобразования t1 и t2, можно исключить влияние е на результаты определения уровня z.Since the informative parameters t 1 and t 2 are functions of both the level z of the liquid and its dielectric constant ε, then by carrying out joint transformations of t 1 and t 2 , it is possible to exclude the influence of e on the results of determining the level z.
Для осуществления способа измерения здесь используют два отрезка длинной линии, в частности коаксиальной линии, в качестве измерительных каналов. В качестве информативных параметров используют суммарное время t2 прямого и обратного распространения электромагнитных импульсных сигналов, t1 и t2 соответственно, в первом и втором отрезках длинной линии. Рассмотрение зависимостей t1 и t2 от уровня z, каждая из которых выражается соответствующим уравнением, как системы уравнений относительно уровня z и диэлектрической проницаемости ε жидкости в емкости, позволяет получить после ее решения требуемую информацию об уровне z независимо от значения е.To implement the measurement method, two lengths of a long line, in particular a coaxial line, are used here as measuring channels. As informative parameters, the total time t 2 of forward and backward propagation of electromagnetic pulse signals, t 1 and t 2, respectively, in the first and second segments of the long line is used. Consideration of the dependences of t 1 and t 2 on the level z, each of which is expressed by the corresponding equation, as a system of equations for the level z and the dielectric constant ε of the liquid in the container, makes it possible to obtain, after its solution, the required information about the level z, regardless of the value of e.
Рассмотрим измерительное устройство, реализующее данный способ измерения уровня жидкости. На фиг. 1 изображены располагаемые вертикально в емкости с контролируемой диэлектрической жидкостью два отрезка однородной коаксиальной длинной линии одинаковой длины и отмечен уровень z диэлектрической жидкости; считается, что нижние концы отрезков длинной линии совмещены с дном емкости. У каждого отрезка коаксиальной длинной линии внутренний проводник покрыт по всей длине диэлектрической оболочкой определенной толщины. В первом измерении в емкости с контролируемой диэлектрической жидкостью 1 располагают вертикально первый отрезок длинной линии 2, пространство между проводниками которого заполняется жидкостью 1 в соответствии с ее уровнем в емкости. В отрезке длинной линии 2 возбуждают электромагнитные импульсные сигналы (видеоимпульсы), принимают сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии 2, измеряют, в электронном блоке 3, суммарное время t1 прямого и обратного распространения импульсных сигналов. При этом сигналы, отраженные от поверхности жидкости, являются неинформативными (паразитными). Они могут быть достаточно легко отселектированы или за счет разной полярности сигналов, отраженных от поверхности жидкости и от нижнего конца отрезка длинной линии, который может быть выполнен, в частности, разомкнутым на этом конце, или за счет существенно разной амплитуды рассматриваемых сигналов (сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии, имеют значительно большую амплитуду). Дополнительно, во втором измерении, в емкости с контролируемой жидкостью 1 располагают вертикально второй отрезок длинной линии 4, пространство между проводниками которого заполняется жидкостью 1 в соответствии с ее уровнем в емкости. В отрезке длинной линии 4 возбуждают электромагнитные импульсные сигналы (видеоимпульсы), распространяющиеся со скоростью, отличной от скорости распространения электромагнитных импульсных сигналов в первом отрезке длинной линии 2. Принимают сигналы, отраженные от нижнего конца отрезка длинной линии 4, измеряют, в электронном блоке 5, суммарное время 2 прямого и обратного распространения импульсных сигналов во втором отрезке длинной линии 4. Для возбуждения электромагнитных импульсных сигналов, распространяющихся с разной скоростью в первом и втором отрезках длинной линии используют для проведения измерений отрезки длинной линии 2 и 4, проводники каждого из которых покрыты по всей длине диэлектрическими оболочками разной толщины. Значения t1 и t2, измеряемые с помощью, соответственно, электронных блоков 3 и 5, поступают в функциональный преобразователь 6. В нем осуществляют совместное преобразование t1 и t2, результат которого, несущий информацию об уровне z жидкости 1 в емкости независимо от диэлектрической проницаемости ε жидкости, поступает на индикатор 7, подсоединенный к выходу функционального преобразователя 6.Consider a measuring device that implements this method of measuring the liquid level. FIG. 1 shows two segments of a uniform coaxial long line of the same length placed vertically in a container with a controlled dielectric liquid and the level z of the dielectric fluid is marked; it is believed that the lower ends of the long line segments are aligned with the bottom of the container. For each segment of the coaxial long line, the inner conductor is covered along its entire length with a dielectric sheath of a certain thickness. In the first measurement, in a container with a controlled dielectric liquid 1, the first segment of a
В коаксиальной длинной линии диэлектрической оболочкой может быть покрыт ее внутренний проводник. На фиг. 2 показано поперечное сечение двух отрезков коаксиальной длинной линии 2 и 4, на основе которых реализуют данный способ измерения. Эти отрезки длинной линии 2 и 4 имеют одинаковые диаметры внутреннего и внешнего проводников, но их внутренние проводники покрыты по всей длине диэлектрическими оболочками 8 и 9, соответственно, разной толщины. Поскольку данный способ измерения предназначен для измерения уровня диэлектрической жидкости, то в одном из двух отрезков коаксиальной длинной линии диэлектрическая оболочка на его внутреннем проводнике может отсутствовать (ее толщина равна нулю).In a coaxial long line, its inner conductor can be covered with a dielectric sheath. FIG. 2 shows a cross-section of two segments of a coaxial
Рассмотрим, как следует совместно преобразовать в функциональном преобразователе 6 устройства, реализующего данный способ измерения уровня диэлектрической жидкости, временные характеристики импульсных сигналов (видеосигналов), характеризуемые, в конечном счете, значениями t1 и t2 суммарного времени их прямого (до нижнего конца отрезка длинной линии) и обратного (ко входу отрезка длинной линии) распространении в первом и втором отрезках длинной линии, соответственно.Let us consider how the time characteristics of impulse signals (video signals), characterized, ultimately, by the values of t 1 and t 2 of the total time of their direct (to the lower end of a segment of a long lines) and backward (to the input of a segment of a long line) propagation in the first and second segments of a long line, respectively.
Скорость распространения электромагнитных сигналов в каждом отрезке коаксиальной длинной линии в его верхней части, незаполненной контролируемой жидкостью, естьSpeed propagation of electromagnetic signals in each segment of the coaxial long line in its upper part, not filled with the controlled liquid, is
где с - скорость света, - относительная эффективная диэлектрическая проницаемость двухслойной диэлектрической среды, образованной воздухом и диэлектрической оболочкой; а 1, r, а 2 - диаметры, соответственно, внутреннего проводника, оболочки и внешнего проводника отрезка длинной линии; εn - относительная диэлектрическая проницаемость материала оболочки.where c is the speed of light, - the relative effective dielectric constant of a two-layer dielectric medium formed by air and a dielectric shell; a 1 , r, and 2 are the diameters, respectively, of the inner conductor, the shell and the outer conductor of a segment of a long line; ε n is the relative dielectric constant of the shell material.
В нижней части отрезка коаксиальной длинной линии, заполненной контролируемой жидкостью с диэлектрической проницаемостью ε, скорость распространения электромагнитных сигналов естьIn the lower part of a segment of a coaxial long line filled with a controlled liquid with a dielectric constant ε, the propagation velocity of electromagnetic signals is
где where
Поскольку временные характеристики распространения электромагнитных сигналов характеризуются, в конечном счете, временем t их распространения, то рассмотрим, чему равно это время при прохождении электромагнитных сигналов вдоль отрезка длинной линии, частично, до уровня z, заполненного контролируемой жидкостью, до нижнего конца этого отрезка длинной линии и его приеме на верхнем конце после прохождения удвоенного (при прямом и обратном распространении) вдоль отрезка длинной линии. Это время t, очевидно, естьSince the temporal characteristics of the propagation of electromagnetic signals are ultimately characterized by the time t of their propagation, let us consider what this time is equal to when electromagnetic signals travel along a segment of a long line, partially, to the level z, filled with a controlled liquid, to the lower end of this segment of a long line and its reception at the upper end after passing twice (with forward and backward propagation) along a segment of a long line. This time t is obviously
Отсюда получаемFrom this we get
Применив два отрезка длинной линии, у которых значения (и, следовательно, также и εэфф) отличны друг от друга, можно, путем совместного функционального преобразования значений времени распространения электромагнитных сигналов в каждом из этих отрезков длинной линии, получить информацию об уровне z при обеспечении инвариантности результата такого совместного преобразования к величине s контролируемой среды.Applying two long line segments with values (and, therefore, also ε eff ) differ from each other, it is possible, by joint functional transformation of the values of the propagation time of electromagnetic signals in each of these segments of a long line, to obtain information about the level z while ensuring the invariance of the result of such a joint transformation to the value s controlled Wednesday.
Обозначив значения и εэфф, относящиеся к первому отрезку длинной линии, символами и , соответственно, а ко второму отрезку длинной линии - символами и , соответственно. В первом и втором измерениях, суммарное время t1 и t2, соответственно, прямого и обратного распространения импульсных сигналов вдоль первого и второго отрезков длинной линии выражается следующими формулами:By designating the values and ε eff , related to the first segment of a long line, by symbols and , respectively, and to the second segment of the long line - by symbols and , respectively. In the first and second dimensions, the total time t 1 and t 2 , respectively, of forward and backward propagation of pulse signals along the first and second segments of a long line is expressed by the following formulas:
где - длина каждого отрезка длинной линии, с - скорость света.where is the length of each segment of a long line, c is the speed of light.
Из соотношения следует, чтоFrom the ratio follows that
Подставив в (7) значение εэфф из (4), будем иметьSubstituting into (7) the value of ε eff from (4), we will have
Обозначив величины, относящиеся к первому отрезку длинной линии, символами t1, а ко второму отрезку длинной линии - символами t2, и приравняв правые части соотношения (8), записанного для обоих отрезков длинной линии, получимDenoting the quantities related to the first segment of a long line by symbols t 1 , and to the second segment of the long line - symbols t 2 , and equating the right-hand sides of relation (8) written for both segments of the long line, we obtain
Данное соотношение является инвариантным к величине ε контролируемой среды.This ratio is invariant to the value of ε of the controlled environment.
Сделаем следующие обозначения: С учетом этого выражения для и можно записать так:Let's make the following notation: Given this expression for and can be written like this:
Тогда, учитывая (10) и (11), соотношение (9) для определения z, в котором значение z содержится в неявном виде, можно записать так:Then, taking into account (10) and (11), relation (9) for determining z, in which the value of z is contained in an implicit form, can be written as follows:
В соотношении (12) отсутствует величина ε, т.е. данное соотношение является инвариантным к значению ε и его изменениям. Таким образом, осуществляя в содержащем вычислительное устройство функциональном преобразователе 6 измерительного устройства, реализующего данный способ измерения, совместное функциональное преобразование величин t1 и t2, определяемых при первом и втором измерениях, соответственно, согласно соотношению (12), можно определить значение уровня z контролируемой жидкости независимо от значения ε. Нахождение значения z из (12) в вычислительном устройстве возможно при решении конкретных задач при известных численных значениях величин, входящих в соотношение (3). Соотношение (12) позволяет определять уровень z при любом его значении, включая нулевое значение. Данный способ измерения обеспечивает высокую точность измерения при любых значениях координаты z, включая его малые, вблизи нуля, значения.In relation (12), the quantity ε is absent, i.e. this ratio is invariant to the value of ε and its changes. Thus, carrying out in the
Таким образом, данный способ позволяет измерять уровень диэлектрической жидкости в емкости независимо от значения ее диэлектрической проницаемости. Этот способ достаточно прост в реализации, которая осуществима на основе двух отрезков длинной линии, располагаемых в емкости с контролируемой жидкостью.Thus, this method makes it possible to measure the level of a dielectric liquid in a container, regardless of the value of its dielectric constant. This method is quite simple to implement, which is feasible on the basis of two segments of a long line located in a container with a controlled liquid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104225A RU2757542C1 (en) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104225A RU2757542C1 (en) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2757542C1 true RU2757542C1 (en) | 2021-10-18 |
Family
ID=78286355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021104225A RU2757542C1 (en) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757542C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776192C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for measurement of level of dielectric liquid in container |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1377596A1 (en) * | 1986-09-04 | 1988-02-28 | Всесоюзный Институт По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Level gauge |
EA005706B1 (en) * | 2000-08-02 | 2005-04-28 | Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг | Device for measuring the level of a material in a container |
UA20804U (en) * | 2006-08-07 | 2007-02-15 | Science Production Ltd Liabili | Method for determining properties of liquid or free-flowing material |
RU129222U1 (en) * | 2012-09-18 | 2013-06-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS |
US8813559B2 (en) * | 2010-12-16 | 2014-08-26 | Vega Grieshaber Kg | Determination of media characteristics in fill-level measuring |
US20150268084A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Messier-Dowty Limited | Shock absorber and a method of determining the level of liquid in a shock absorber |
-
2021
- 2021-02-19 RU RU2021104225A patent/RU2757542C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1377596A1 (en) * | 1986-09-04 | 1988-02-28 | Всесоюзный Институт По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Level gauge |
EA005706B1 (en) * | 2000-08-02 | 2005-04-28 | Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг | Device for measuring the level of a material in a container |
UA20804U (en) * | 2006-08-07 | 2007-02-15 | Science Production Ltd Liabili | Method for determining properties of liquid or free-flowing material |
US8813559B2 (en) * | 2010-12-16 | 2014-08-26 | Vega Grieshaber Kg | Determination of media characteristics in fill-level measuring |
RU129222U1 (en) * | 2012-09-18 | 2013-06-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING MEDIA PARAMETERS IN TANKS |
US20150268084A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Messier-Dowty Limited | Shock absorber and a method of determining the level of liquid in a shock absorber |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776192C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for measurement of level of dielectric liquid in container |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9404890B2 (en) | Method for noninvasive determination of acoustic properties of fluids inside pipes | |
Lynnworth | Ultrasonic measurements for process control: theory, techniques, applications | |
RU2626409C1 (en) | Method of measuring physical properties of liquid | |
RU2647182C1 (en) | Method of measuring the position of the border of the section of the two environments in the tank | |
RU2702698C1 (en) | Method of measuring the interface position between components of a three-component medium in a container | |
Liu et al. | Application of microwaves for nondestructive and high-efficiency detection of wall thinning locations in a long-distance metal pipe | |
RU2365903C1 (en) | Method for measurement of moisture content and salt content in oil | |
RU2698575C1 (en) | Method of measuring interface position of two substances in a reservoir | |
Suchkov et al. | A non-contact multifunctional ultrasonic transducer for measurements and non-destructive testing | |
RU2578749C1 (en) | Method of determining position of interface of two substances in container | |
CN104457910A (en) | Position measuring system for medium boundary | |
RU2757542C1 (en) | Method for measuring the level of a dielectric liquid in a container | |
RU2776192C1 (en) | Method for measurement of level of dielectric liquid in container | |
RU2752555C1 (en) | Method for determining position of interface between two liquids in tank | |
RU2757472C1 (en) | Method for determining liquid level in container | |
US8473246B1 (en) | Cable measurement device | |
RU2650605C1 (en) | Method for measuring internal diameter of metal pipe | |
RU2645836C1 (en) | Method of determining the level of liquid in a reservoir | |
RU2753830C1 (en) | Method for measuring position of interface between two liquids in container | |
RU2647186C1 (en) | Method for measuring a position of interfaces between components of three-component medium in a tank | |
RU2661349C1 (en) | Dielectric fluid moisture content determination method | |
Semenov et al. | Device for measurement and control of humidity in crude oil and petroleum products | |
RU2125245C1 (en) | Method of determination of substance level in reservoir | |
RU2691288C1 (en) | Method for measuring inner diameter of metal pipe | |
RU2536184C1 (en) | Concentration meter |