RU52635U1 - ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH - Google Patents
ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH Download PDFInfo
- Publication number
- RU52635U1 RU52635U1 RU2005130221/22U RU2005130221U RU52635U1 RU 52635 U1 RU52635 U1 RU 52635U1 RU 2005130221/22 U RU2005130221/22 U RU 2005130221/22U RU 2005130221 U RU2005130221 U RU 2005130221U RU 52635 U1 RU52635 U1 RU 52635U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receivers
- level
- electronic
- comparator
- output
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкостей в баках, водоемах, ненапорных трубах. Устройство содержит излучатель 2, вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов 1, два приемника акустического сигнала 4, 5, разнесенных на фиксированное расстояние, выходы которых подсоединены к устройству вычисления скорости звука 6 и к электронному устройству обработки 7, индикатор 8 и клавиатуру 9 отличающееся тем, что в структурную схему прибора дополнительно введен блок управления чувствительностью приемников 14, вход которого подключен к генератору импульсов 1, а выход - к приемникам 4,5. Изменяя уровень срабатывания компаратора в течение измерения можно увеличить диапазон измеряемых уровней, так как при постоянном уровне срабатывания компаратора возникает ситуация, когда сигнал, отраженный от близкорасположенной от измерителя окалины, грязи или шероховатости трубы 15, может быть с большим уровнем, нежели сигнал, отраженный от удаленной границы сред.The device relates to instrumentation and can be used to measure the level of liquids in tanks, ponds, non-pressure pipes. The device comprises a radiator 2, the input of which is connected to the output of the pulse generator 1, two receivers of the acoustic signal 4, 5 spaced at a fixed distance, the outputs of which are connected to the device for calculating the speed of sound 6 and to the electronic processing device 7, an indicator 8 and a keyboard 9 characterized in that in the block diagram of the device an additional sensitivity control unit for receivers 14 is introduced, the input of which is connected to a pulse generator 1, and the output to receivers 4,5. By changing the response level of the comparator during the measurement, it is possible to increase the range of measured levels, since with a constant response level of the comparator, a situation arises when the signal reflected from the mill scale, dirt or roughness of the pipe 15 can be at a higher level than the signal reflected from remote border environments
Description
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкостей в баках, водоемах, ненапорных трубах.The device relates to instrumentation and can be used to measure the level of liquids in tanks, ponds, non-pressure pipes.
Известны электронно-акустические устройства для измерения расстояний, основанные на фиксации времени распространения посланного и отраженного акустических импульсов в направлении контролируемого расстояния [Горбатов А.А., Рудашевский Г.Е. Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде, М., Энергия, 1973 г.; патент RU №2052768б G 01 В 17/00, 1996; полезная модель RU №7492, G 01 B 17/00, 1998; полезная модель RU 24550 G 01 В 17/00; G 01 F 23/28, 2002]. Известны также уровнемеры, принцип которых основан на отражении акустического сигнала от контролируемой жидкости [патенты SU №1530927, G 01 F 23/28, 1989, SU №1813203, G 01 F 23/28, б.и. №16, 1993]Known electronic-acoustic devices for measuring distances based on fixing the propagation time of the sent and reflected acoustic pulses in the direction of the controlled distance [Gorbatov AA, Rudashevsky G.E. Acoustic methods and means of measuring distances in the air, M., Energy, 1973; RU patent No. 2052768b G 01 B 17/00, 1996; Utility model RU No. 7492, G 01 B 17/00, 1998; Utility model RU 24550 G 01 B 17/00; G 01 F 23/28, 2002]. Level gauges are also known, the principle of which is based on the reflection of an acoustic signal from a controlled fluid [patents SU No. 1530927, G 01 F 23/28, 1989, SU No. 1813203, G 01 F 23/28, b.i. No. 16, 1993]
Прототипом заявляемой полезной модели является электронно-акустическое устройство [полезная модель RU 24550 G 01 В 17/00; G 01 F 23/28, 2002]. Недостатком указанного устройства является небольшой диапазон измеряемых длин. Действительно способ регистрации отраженного сигнала с помощью компаратора не позволяет достичь высокой чувствительности: отраженный сигнал от окалины, грязи или шероховатости трубы, расположенной близко к измерительному прибору может оказаться значительно сильнее, чем отражение от более удаленной границы сред измеряемого уровня жидкости и может вызвать ложное срабатывание компаратора.The prototype of the claimed utility model is an electronic acoustic device [utility model RU 24550 G 01 17/00; G 01 F 23/28, 2002]. The disadvantage of this device is the small range of measured lengths. Indeed, the method of recording the reflected signal using the comparator does not allow high sensitivity: the reflected signal from the scale, dirt or roughness of the pipe located close to the measuring device can be much stronger than the reflection from the more distant boundary of the media of the measured liquid level and can cause a false response of the comparator .
Поставлена задача увеличения диапазона измерения уровня жидкости путем учета реальных условий распространения акустического сигнала.The task is to increase the range of measurement of the liquid level by taking into account the actual propagation conditions of the acoustic signal.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее излучатель, вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов и два приемника, разнесенных на фиксированное расстояние, выходы которых подсоединены к электронному устройству обработки, согласно полезной модели, дополнительно введен блок управления чувствительностью приемников.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known device containing an emitter, the input of which is connected to the output of the pulse generator and two receivers spaced at a fixed distance, the outputs of which are connected to the electronic processing device, according to the utility model, an additional receiver sensitivity control unit is introduced.
Сущность полезной модели поясняется на рисунке 1, где изображена структурная схема предложенного устройства. На рисунке 2 - зависимость мощности принимаемого сигнала, отраженного от границы сред от времени t, на рисунке 3 - диаграмма принимаемых импульсов.The essence of the utility model is illustrated in Figure 1, which shows the structural diagram of the proposed device. Figure 2 shows the dependence of the received signal power reflected from the media boundary on time t, and Figure 3 shows the diagram of received pulses.
Схема содержит генератор 1, соединенный с акустическим излучателем 2, подведенным к торцу измерительной трубы (волновода) 3, к которому подведен также The circuit contains a generator 1 connected to an acoustic emitter 2, connected to the end of the measuring tube (waveguide) 3, which is also connected
приемник отраженного сигнала 4 и отнесенный от него на фиксированное расстояние «d» дополнительный приемник акустического сигнала 5. Выходы приемников акустического сигнала 4 и 5 подключены к устройству вычисления скорости звука в среде 6 и электронному устройству обработки 7, выход которого подключен к индикатору 8. Управляется прибор с помощью клавиатуры 9, которая подключена к устройству обработки 7. В устройство согласно полезной модели добавлен блок управления чувствительностью приемников 14, выход которого подключен к входам управления чувствительностью приемников. Сигнал с генератора 1 также поступает в блоки 6, 7, 14 для задания начала времени распространения звука в волноводе. Устройства 1, 2, 4-9, 14 конструктивно размещены в одном корпусе и образуют измерительный модуль 10. Волновод установлен в баке или водоеме 11.the receiver of the reflected signal 4 and the additional receiver of the acoustic signal 5 separated from it by a fixed distance “d”. The outputs of the receivers of the acoustic signal 4 and 5 are connected to a device for calculating the speed of sound in medium 6 and an electronic processing device 7, the output of which is connected to indicator 8. Is controlled the device using the keyboard 9, which is connected to the processing device 7. In the device according to the utility model, a sensitivity control unit for receivers 14 is added, the output of which is connected to the inputs ia sensitivity of receivers. The signal from the generator 1 also enters the blocks 6, 7, 14 to specify the beginning of the propagation time of sound in the waveguide. Devices 1, 2, 4-9, 14 are structurally placed in one housing and form a measuring module 10. The waveguide is installed in the tank or reservoir 11.
Проходя по волноводу, акустический сигнал 12 отражается от границы сред 13 и возвращается к приемникам 4,5. Одновременно часть сигнала отражается от окалины, грязи или шероховатости трубы 15 и также возвращается к приемникам. При близком расположении к измерителю препятствия 15 мощность отражения от последнего может быть больше, чем от границы сред 13, находящейся на значительном удалении. Таким образом, рассматривая с помощью компаратора только амплитуду принимаемого сигнала при большом диапазоне измерений невозможно однозначно определить границу сред.Passing along the waveguide, the acoustic signal 12 is reflected from the boundary of the media 13 and returns to receivers 4,5. At the same time, part of the signal is reflected from the scale, dirt or roughness of the pipe 15 and also returns to the receivers. With a close proximity to the obstacle meter 15, the reflection power from the latter can be greater than from the boundary of the media 13, which is located at a considerable distance. Thus, considering with the help of a comparator only the amplitude of the received signal with a wide measurement range, it is impossible to unambiguously determine the boundary of the media.
Для определения границы сред в большом диапазоне измеряемых уровней предлагается использовать блок управления чувствительностью 14. Зависимость мощности принимаемого сигнала Р, отраженного от границы сред 13 от времени прохождения t, которое непосредственно связано с уровнем измеряемой жидкости Н имеет следующий вид:To determine the boundary of the media in a wide range of measured levels, it is proposed to use a sensitivity control unit 14. The dependence of the power of the received signal P reflected from the boundary of the media 13 on the travel time t, which is directly related to the level of the measured liquid H, has the following form:
где k - коэффициент отражения мощности от границы средwhere k is the reflection coefficient of power from the boundary of the media
P0 - излучаемая излучателем 2 мощностьP 0 - power emitted by the emitter 2
ε- коэффициент поглощения среды, зависящий от температуры, влажности, давления и состава воздуха.ε is the absorption coefficient of the medium, depending on temperature, humidity, pressure and air composition.
Зависимость мощности принимаемого сигнала от времени t, зависящего от уровня Н, показана на рисунке 2 жирной линией. Если изменять уровень срабатывания компаратора, как показано на рисунке 2 пунктирной линией, можно избежать срабатываний при отражении от ложных препятствий 15. Блок управления чувствительностью 14 формирует опорный сигнал для компараторов приемников по закону (1), с уровнем меньше около 20%, необходимым для четкой регистрации отраженного от границы сред импульса. Таким образом, отражение от препятствия 15 (Uпр The dependence of the received signal power on time t, which depends on the level H, is shown in Fig. 2 by a bold line. If you change the response level of the comparator, as shown by a dashed line in Figure 2, you can avoid triggering when reflected from false obstacles 15. The sensitivity control unit 14 generates a reference signal for receiver comparators according to the law (1), with a level of less than about 20%, necessary for a clear registration of the pulse reflected from the boundary of the media. Thus, the reflection from the obstacle 15 (U pr
на рисунке 3) не вызывает срабатывания компаратора, так как в момент прихода импульса уровень срабатывания компаратора слишком высок, однако чуть позже меньший по уровню полезный сигнал Uотр будет принят.in Fig. 3) does not cause the comparator to operate, since at the moment of arrival of the pulse, the comparator response level is too high, however, a little later in level the useful signal U neg will be received.
Процесс измерения выглядит следующим образом. Генератором 1 и излучателем 2 формируется излучающий импульс, одновременно с ним блок управления чувствительностью начинает формировать опорное напряжение (уровень) для срабатывания компараторов приемников 4, 5, как было сказано выше. Учитывая, что коэффициенты в (1) зависят от условий среды не более чем на 10%, можно внести их в устройство управления чувствительностью как постоянные коэффициенты. Также для значительного упрощения устройства можно использовать несколько дискретных значений опорного напряжения компаратора, последовательно уменьшая их со временем. В момент работы излучателя 2 срабатывания компаратора приемника игнорируются, иначе сигнал, сразу принимаемый прибором, вызовет срабатывание. Сам процесс измерения проходит согласно полезной модели RU 24550 G 01 В 17/00; G 01 F 23/28, 2002 или более ранних.The measurement process is as follows. A radiating pulse is generated by a generator 1 and a radiator 2, at the same time a sensitivity control unit begins to form a reference voltage (level) for triggering the comparators of the receivers 4, 5, as mentioned above. Given that the coefficients in (1) depend on the environmental conditions by no more than 10%, we can add them to the sensitivity control device as constant coefficients. Also, to significantly simplify the device, you can use several discrete values of the reference voltage of the comparator, sequentially decreasing them over time. At the moment of operation of the emitter, the 2 responses of the receiver comparator are ignored, otherwise the signal immediately received by the device will trigger. The measurement process itself is carried out according to the utility model RU 24550 G 01 17/00; G 01 F 23/28, 2002 or earlier.
Устройство позволяет расширить диапазон измерения уровня жидкости Применение устройства также эффективно для измерения длины труб.The device allows you to expand the range of measurement of liquid level. The use of the device is also effective for measuring pipe lengths.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130221/22U RU52635U1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130221/22U RU52635U1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU52635U1 true RU52635U1 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=36459454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005130221/22U RU52635U1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU52635U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181215U1 (en) * | 2018-04-05 | 2018-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Electronic-acoustic device for measuring the geometric parameters of open waveguides |
-
2005
- 2005-09-27 RU RU2005130221/22U patent/RU52635U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181215U1 (en) * | 2018-04-05 | 2018-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Electronic-acoustic device for measuring the geometric parameters of open waveguides |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2016079870A1 (en) | Water volume measuring device and water volume monitoring system | |
EP2153182B1 (en) | Distance measurement apparatus and related methods | |
CN105510918A (en) | Actual measurement sound velocity-based ultrasonic distance measuring method and ultrasonic sensor | |
Jeswin et al. | Ultrasonic water level indicator and controller using AVR microcontroller | |
CN106153173B (en) | Method and device for measuring sound velocity in water | |
CN109084864B (en) | Slender straight pipe type ultrasonic liquid level measuring device and measuring method | |
CN201622097U (en) | Ultrasonic gasoline tank oil level sensor | |
CN109540266B (en) | Magnetostrictive liquid level meter and liquid level measurement method | |
CN202230200U (en) | Tethered underwater vehicle supersonic wave positioning and track monitoring system | |
RU52635U1 (en) | ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH | |
KR20140089806A (en) | Ultrasonic level measurement device | |
CN207499824U (en) | A kind of slurry tank liquid level detection device | |
CN205193278U (en) | Automatic range unit based on ultrasonic sensor | |
CN105467395B (en) | A kind of overlength distance ultrasonic meter | |
RU53001U1 (en) | ELECTRONIC-ACOUSTIC LIQUID MEASUREMENT DEVICE | |
RU58694U1 (en) | ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING PIPE LENGTH AND LIQUID LEVEL | |
CN113340380A (en) | Method for detecting liquid level position based on surface wave mode conversion | |
JPH06249697A (en) | Ultrasonic liquid-level indicator | |
JP4266117B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
RU53002U1 (en) | ELECTRONIC-ACOUSTIC LIQUID MEASUREMENT DEVICE | |
CN203489926U (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP2756647B2 (en) | Significant water level measurement method and device | |
CN205506170U (en) | Radar detection of water level system | |
JP2001201377A (en) | Flow meter and monitoring system of flow rate measurement | |
RU86759U1 (en) | ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20060928 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20071220 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080928 |