RU53001U1 - Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости - Google Patents
Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU53001U1 RU53001U1 RU2005117954/22U RU2005117954U RU53001U1 RU 53001 U1 RU53001 U1 RU 53001U1 RU 2005117954/22 U RU2005117954/22 U RU 2005117954/22U RU 2005117954 U RU2005117954 U RU 2005117954U RU 53001 U1 RU53001 U1 RU 53001U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- acoustic
- acoustic signal
- electronic
- sound
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкостей в баках, водоемах, ненапорных трубах. Устройство содержит блок управления 9, излучатель 2, вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов 1, два приемника акустического сигнала 4, 5, разнесенных на фиксированное расстояние, выходы которых подсоединены к электронному устройству обработки 7, устройство вычисления скорости звука 6, отличающееся тем, что в акустический волновод дополнительно введены промежуточные отражатели, расположенные по длине волновода на фиксированном расстоянии друг от друга. Проходя по волноводу, акустический сигнал 12 отражается от промежуточных отражателей и возвращается к приемникам акустического сигнала 4,5. Таким образом, с высокой точностью можно вычислить реальную скорость звука как на всем протяжении волновода, так и на отрезках между отражателями, что значительно повышает точность измерения уровня, в том числе агрессивных сред.
Description
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкостей в баках, водоемах, ненапорных трубах.
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 №20527686 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]
Прототипом заявляемой полезной модели является электронно-акустическое устройство [полезная модель RU 24550 G 01 В 17/00; G 01 F 23/28, 2002]. Основным недостатком указанного устройства является относительно небольшое расстояние между приемниками акустического сигнала, вследствие чего невозможно с высокой точностью измерить скорость распространения звуковой волны в среде. Действительно, расстояние от измерительного устройства до жидкости гораздо больше, чем расстояние между приемниками акустического сигнала, что многократно умножает погрешность прибора.
Поставлена задача повышения точности измерения уровня жидкости путем учета реальных условий распространения акустического сигнала.
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 в акустический волновод введены промежуточные отражатели, расположенные по длине волновода через фиксированные расстояния.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на рис.1 изображена структурная схема предложенного устройства, на рис.2 диаграмма принимаемых импульсов.
Схема содержит генератор 1, соединенный с акустическим излучателем 2, подведенным к торцу измерительной трубы (волновода) 3, к которому подведен также 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 и блоку управления 9. Устройства 1, 2, 4-9 конструктивно размещены в одном корпусе и образуют измерительный модуль 10. Волновод установлен в баке или водоеме 11. В волновод введены промежуточные отражатели О, расположенные по длине волновода через фиксированные расстояния ΔL. Проходя по волноводу, акустический сигнал 12 отражается от промежуточных отражателей О, возвращаясь обратно к приемникам 4,5. Основная часть сигнала отражается от поверхности контролируемой жидкости 13 и также возвращается к приемникам 4, 5.
Начало и конец трубы могут находиться в разных условиях, а, следовательно, газовая среда внизу и вверху значительно различаются. Устройство вычисления скорости звука 6 вычисляет реальную скорость звука С на отрезке между On-1 и On, которая мало отличается от скорости звука в отрезке между жидкостью и ближайшим незатопленным отражателем On:
где ΔL - фиксированное расстояние между отражателями
T(Ln) - время прохождения звуковой волны от излучателя 2 до отражателя On и обратно до приемника 5.
T(Ln-1) - время прохождения звуковой волны от излучателя 2 до отражателя On-1 и обратно до приемника 5. Уровень жидкости Н определяется как:
где Ln - расстояние от ближайшего к уровню жидкости отражателя до излучателя;
Т(Н) - время прохождения звуковой волны от излучателя 2 до отражателя On-1 и обратно до приемника 5.
Подставляя (1) в (2) получаем:
На рисунке 2 приведена диаграмма принимаемых импульсов, где Uизл - излучаемый сигнал. O1...On - отраженный от отражателей O1...On сигнал, UH - отраженный от уровня жидкости сигнал. Электронно-акустическое устройство посылает акустический импульс и переходит в режим приема, запоминая время трех последних отражений T(Ln-1), T(Ln),
Т(Н), далее вычисляется Н по формуле (3). Импульс UH от импульсов U1...Un устройство обработки отличает по амплитуде. Разница амплитуд UH и U1...Un обусловлена большей отражающей площадью жидкости, нежели отражателями O1...On. В случае, когда уровень жидкости выше отражателя O1, реальная скорость звука может быть определена с помощью двух микрофонов, разнесенных на расстояние d, по принципу, изложенному в полезной модели RU 24550 G 01 В 17/00; G 01 F 23/28, 2002.
Устройство позволяет повысить точность измерения уровня жидкости в условиях неравномерности физических свойств среды, в частности при разных давлениях, температурах и влажности. Применение устройства эффективно при измерении уровня агрессивных сред.
Claims (1)
- Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к излучателю, два приемника акустического сигнала, разнесенных на фиксированное расстояние, выходы которых подсоединены к электронному устройству обработки и устройству вычисления скорости звука, индикатор и клавиатуру, подключенные к устройству обработки, отличающееся тем, что в акустический волновод введены промежуточные отражатели, расположенные по длине волновода через фиксированные расстояния.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117954/22U RU53001U1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117954/22U RU53001U1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU53001U1 true RU53001U1 (ru) | 2006-04-27 |
Family
ID=36656182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005117954/22U RU53001U1 (ru) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU53001U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181215U1 (ru) * | 2018-04-05 | 2018-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Электронно-акустическое устройство измерения геометрических параметров открытых волноводов |
-
2005
- 2005-06-09 RU RU2005117954/22U patent/RU53001U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181215U1 (ru) * | 2018-04-05 | 2018-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Электронно-акустическое устройство измерения геометрических параметров открытых волноводов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10928414B2 (en) | Signal travel time flow meter | |
CN1725019B (zh) | 钳式多普勒超声波流速分布仪 | |
JP6727308B2 (ja) | 改良型ビーム整形音響信号伝搬時間差式流量計 | |
JPH05508913A (ja) | 液体の入ったタンク内の物理的状態を測定するための多段階プローブ及びシステム | |
KR20070004723A (ko) | 변환기 어레이 및 반사면을 갖는 초음파 유동 센서 | |
WO2013013395A1 (en) | Device and method for measuring liquid level | |
RU2580907C1 (ru) | Ультразвуковой волноводный уровнемер жидкости | |
RU53001U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
CN105486381A (zh) | 一种声波水位计 | |
RU52635U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости и длины труб | |
RU53002U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
JP2003215112A (ja) | 超音波密度計 | |
RU58694U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения длины труб и уровня жидкости | |
JPS6073311A (ja) | 超音波水位測定装置 | |
RU184537U1 (ru) | Первичный преобразователь теплосчетчика-расходомера | |
RU48629U1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU24550U1 (ru) | Электронно-акустическое измерительное устройство | |
RU2419074C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2262084C1 (ru) | Резонансный акустический уровнемер | |
RU181215U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения геометрических параметров открытых волноводов | |
RU2303243C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU16313U1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
RU2313068C2 (ru) | Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления | |
RU2302618C1 (ru) | Акустический блок ультразвукового измерительного устройства | |
Borminskii | Methods of acoustic control of reservoir liquid level for portable measuring devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080610 |