RU87543U1 - ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE - Google Patents

ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU87543U1
RU87543U1 RU2009116407/22U RU2009116407U RU87543U1 RU 87543 U1 RU87543 U1 RU 87543U1 RU 2009116407/22 U RU2009116407/22 U RU 2009116407/22U RU 2009116407 U RU2009116407 U RU 2009116407U RU 87543 U1 RU87543 U1 RU 87543U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
pipe
range finder
control unit
acoustic range
Prior art date
Application number
RU2009116407/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Иванович Солдатов
Иван Иванович Фикс
Сергей Михайлович Мартемьянов
Антон Иванович Селезнев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет"
Priority to RU2009116407/22U priority Critical patent/RU87543U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU87543U1 publication Critical patent/RU87543U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области звукодальнометрии и акустического управления и может быть использовано для измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах. В изобретении решается задача создания устройства звукодальнометрии, позволяющего уменьшить погрешность измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах. Устройство акустической дальнометрии, содержит первый акустический дальномер с приемо-излучающим акустическим датчиком, блок управления и второй акустический дальномер, установленные с внешней стороны трубы, блок управления связан с первым и вторым акустическими дальномерами, установленными в разных точках трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы установлено устройство генерирования активного ответа. 1 ил., 1 табл. The invention relates to the field of sound ranging and acoustic control and can be used to measure distances to objects moving in the pipe spaces. The invention solves the problem of creating a sound ranging device, which allows to reduce the error in measuring distances to objects moving in the tube spaces. The acoustic ranging device comprises a first acoustic range finder with a receiving-emitting acoustic sensor, a control unit and a second acoustic range finder mounted on the outside of the pipe, a control unit connected to the first and second acoustic range finders installed at different points of the pipe, and on the object being moved inside pipes installed device generating an active response. 1 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к области звукодальнометрии и акустического управления и может быть использовано для измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах.The utility model relates to the field of sound ranging and acoustic control and can be used to measure distances to objects moving in in-tube spaces.

Известны устройства акустической дальнометрии по методу однонаправленного измерения (Горбатов А.А., Рудашевский Г.Е. Акустические методы измерения расстояний и управления. - М.: Энергоиздат, 1981. - С.19-20, рис.1-7, рис.1-8), содержащие излучатель ультразвуковых колебаний, приемник ультразвуковых колебаний, регистратор, обеспечивающий измерение расстояния до объекта по времени прохождения ультразвуковых колебаний от излучателя до приемника.Known devices for acoustic ranging according to the method of unidirectional measurement (A. Gorbatov, G. E. Rudashevsky. Acoustic methods for measuring distances and control. - M.: Energoizdat, 1981. - P. 19-20, Fig. 1-7, Fig. 1-8) containing an emitter of ultrasonic vibrations, a receiver of ultrasonic vibrations, a recorder that provides measurement of the distance to the object by the time of passage of ultrasonic vibrations from the emitter to the receiver.

Известно устройство акустической дальнометрии (патент РФ №71450, МПК (2006.01), G 01 S 15/08, опубл. 2008.03.10), выбранное в качестве прототипа, содержащее акустический дальномер с приемо-излучающим акустическим датчиком, установленные с внешней стороны трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы установлено устройство генерирования активного ответа, содержащее регулятор порога, к которому последовательно подключены компаратор, генератор и излучатель, при этом приемник соединен с компараторомA device for acoustic ranging is known (RF patent No. 71450, IPC (2006.01), G 01 S 15/08, published 2008.03.10), selected as a prototype, comprising an acoustic range finder with a receiving-emitting acoustic sensor mounted on the outside of the pipe, and an active response generating device containing a threshold regulator, to which a comparator, generator and emitter are connected in series, is installed at the object moving inside the pipe, while the receiver is connected to the comparator

Недостатком известных устройств является высокая погрешность определения расстояния до внутритрубного объекта, обусловленная зависимостью скорости распространения ультразвукового сигнала от температуры, давления и состава среды, заполняющей трубопровод.A disadvantage of the known devices is the high error in determining the distance to the in-tube object, due to the dependence of the propagation velocity of the ultrasonic signal on temperature, pressure and the composition of the medium filling the pipeline.

Задачей полезной модели является создание устройства акустической дальнометрии, позволяющего уменьшить погрешность измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах.The objective of the utility model is to create an acoustic range-finding device that allows to reduce the error in measuring distances to objects moving in the tube spaces.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство акустической дальнометрии, так же как в прототипе, содержит акустический дальномер с приемо-излучающим акустическим датчиком, установленные с внешней стороны трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы установлено устройство генерирования активного ответа.The problem is solved due to the fact that the acoustic ranging device, as in the prototype, contains an acoustic range finder with a receiving-emitting acoustic sensor mounted on the outside of the pipe, and an active response generating device is installed on the object moved inside the pipe.

Согласно полезной модели блок управления и второй акустический дальномер, установлены с внешней стороны трубы, причем блок управления связан с первым и вторым акустическим дальномерами, установленными в разных точках трубы.According to a utility model, the control unit and the second acoustic range finder are mounted on the outside of the pipe, the control unit being connected to the first and second acoustic range finders installed at different points of the pipe.

За счет использования блока управления и второго акустического дальномера, установленных с внешней стороны трубы, причем блок управления связан с первым и вторым акустическим дальномерами, установленными в разных трубы, обеспечивается возможность определения скорости распространения ультразвука в среде заполняющей трубу, путем деления удвоенного расстояния между первым и вторым акустическими дальномерами на разность двунаправленного времени распространения сигналов между внутритрубным объектом и первым и вторым акустическими дальномерами, и использование полученного значения скорости для определения расстояния до внутритрубного объекта, обеспечивается возможность уменьшить погрешность измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах.By using the control unit and the second acoustic range finder mounted on the outside of the pipe, the control unit being connected to the first and second acoustic range finders installed in different pipes, it is possible to determine the propagation velocity of ultrasound in the medium filling the pipe by dividing the doubled distance between the first and the second acoustic range finders on the difference of the bidirectional signal propagation time between the in-tube object and the first and second acoustic yes nomerami, and using the obtained speed values to determine the distance to the object-tube, it is possible to reduce distance measurement errors to objects moving in-tube spaces.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.Figure 1 presents the structural diagram of the proposed device.

В таблице показаны результаты измерения удаления внутритрубного объекта от первого акустического дальномера.The table shows the results of measuring the removal of the in-tube object from the first acoustic range finder.

Устройство акустической дальнометрии (фиг.1) содержит блок управления 1, первый дальномер 2, установленный в первой точке на внешней стороне трубы 3, второй дальномер 4, установленный в другой точке на внешней стороне трубы 3 и устройство генерирования активного ответа 5, установленное на внутритрубном объекте 6, перемещаемом во внутритрубном пространстве.The acoustic ranging device (Fig. 1) comprises a control unit 1, a first range finder 2 installed at a first point on the outside of the pipe 3, a second range finder 4 installed at another point on the outside of the pipe 3, and an active response generating device 5 mounted on the in-pipe object 6, moved in the in-tube space.

Блок управления 1 связан с первым дальномером 2, установленным на внешней стороне трубы 3, и вторым дальномером 4, установленным на внешней стороне трубы 3 на фиксированном расстоянии от первого дальномера 2.The control unit 1 is connected to the first range finder 2 mounted on the outside of the pipe 3, and the second range finder 4 mounted on the outside of the pipe 3 at a fixed distance from the first range finder 2.

Блок управления 1 может быть выполнен на любом микропроцессоре, например, ATMEGA 8, дальномеры 2 и 4 должны быть акустическими, например, по патенту РФ №2315335 МПК (2006.01) G01S1 5/08, устройство генерирования активного ответа 5 может быть выбрано из патента РФ №2315335 МПК (2006.01) G01S1 5/08. В качестве внутритрубного объекта может быть выбран внутритрубный скребок или герметизатор.The control unit 1 can be performed on any microprocessor, for example, ATMEGA 8, rangefinders 2 and 4 must be acoustic, for example, according to RF patent No. 2315335 IPC (2006.01) G01S1 5/08, the device for generating an active response 5 can be selected from the RF patent No. 2315335 IPC (2006.01) G01S1 5/08. As an in-tube object, an in-line scraper or sealant may be selected.

Вначале блок управления 1 выдает разрешающий сигнал на первый дальномер 2, который осуществляет подачу зондирующего сигнала на внутритрубный объект 6, перемещаемый внутри трубы 3, и прием ответного сигнала от устройства генерирования активного ответа 5, располагаемого на внутритрубном объекте 6. После приема ответного сигнала первый дальномер 2 определяет время двунаправленного распространения ультразвука до внутритрубного объекта 6 и передает его в блок управления 1. Затем блок управления 1 выдает разрешающий сигнал на второй дальномер 4, который осуществляет подачу зондирующего сигнала на внутритрубный объект 6, перемещаемый внутри трубы 3, и прием ответного сигнала от устройства генерирования активного ответа 5, расположенного на внутритрубном объекте 6. После приема ответного сигнала второй дальномер 4 определяет время двунаправленного распространения ультразвука до внутритрубного объекта 6 и передает его в блок управления 1. Блок управления 1 производит вычисление скорости распространения ультразвука в среде, заполняющей трубопровод по формуле:First, the control unit 1 issues an enable signal to the first range finder 2, which feeds a probing signal to the in-pipe object 6, moved inside the pipe 3, and receives a response signal from the active response generating device 5 located on the in-pipe object 6. After receiving the response signal, the first range finder 2 determines the time of the bidirectional propagation of ultrasound to the in-tube object 6 and transfers it to the control unit 1. Then, the control unit 1 issues an enable signal to the second range finder 4, which feeds the probe signal to the in-tube object 6, moved inside the pipe 3, and receives a response signal from the active response generating device 5, located on the in-tube object 6. After receiving the response signal, the second range finder 4 determines the time of the bidirectional propagation of ultrasound to the in-tube object 6 and transmits it to the control unit 1. The control unit 1 calculates the propagation velocity of ultrasound in the medium filling the pipeline according to the formula:

, ,

где t1 - время двунаправленного распространения ультразвука от первого дальномера 2 до внутритрубного объекта 6,where t 1 is the time of bi-directional propagation of ultrasound from the first range finder 2 to the in-tube object 6,

t2 - время двунаправленного распространения ультразвука от второго дальномера 4 до внутритрубного объекта 6,t 2 - the time of the bidirectional propagation of ultrasound from the second range finder 4 to the in-tube object 6,

L - расстояние между первым 2 и вторым 4 дальномерами.L is the distance between the first 2 and second 4 rangefinders.

После этого блок управления 1 использует вычисленную скорость для расчета расстояния до внутритрубного объекта.After that, the control unit 1 uses the calculated speed to calculate the distance to the in-pipe object.

Результаты стендовых испытаний устройства акустической дальнометрии, приведенные в таблице, показывают возможность измерения расстояния этим устройством в различных средах с высокой точностью измерения. Погрешность измерения расстояния не превышает 0,02 метра в диапазоне от 0,5 до 3,0 метров. Погрешность измерения расстояния у прототипа составляет 0,04 метра, что в два раза больше, чем у предлагаемого способа.The results of bench tests of the acoustic ranging device shown in the table show the possibility of measuring the distance with this device in various environments with high measurement accuracy. The error of distance measurement does not exceed 0.02 meters in the range from 0.5 to 3.0 meters. The error in measuring the distance of the prototype is 0.04 meters, which is two times more than the proposed method.

Устройство акустической дальнометрииAcoustic ranging device

Фиг.1Figure 1

ТаблицаTable Дальность, измеренная рулеткой (м)Range measured by tape measure (m) Показание дальномера в воде (м)Rangefinder reading in water (m) Показание дальномера в солевом растворе (м)Indication of a range finder in saline solution (m) Максимальная абсолютная погрешность измерения (м)Maximum absolute measurement error (m) Погрешность
измерения прототипа (м)
Error
prototype measurements (m)
3,03.0 3,023.02 3,013.01 0,020.02 0,010.01 2,52.5 2,502,50 2,512,51 0,010.01 0,030,03 2,32,3 2,292.29 2,312,31 0,010.01 0,040.04 1,71.7 1,711.71 1,721.72 0,020.02 0,020.02 1,31.3 1,291.29 1,31.3 0,010.01 0,030,03 0,90.9 0,890.89 0,890.89 0,010.01 0,010.01 0,50.5 0,510.51 0,490.49 0,010.01 0,010.01

Claims (1)

Устройство акустической дальнометрии, содержащее акустический дальномер, установленный с внешней стороны трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы, установлено устройство генерирования активного ответа, отличающееся тем, что блок управления и второй акустический дальномер установлены с внешней стороны трубы, причем блок управления связан с первым и вторым акустическим дальномерами, установленными на заданном расстоянии друг от друга.
Figure 00000001
An acoustic ranging device comprising an acoustic range finder mounted on the outside of the pipe, and an active response generating device is installed on the object moving inside the pipe, characterized in that the control unit and the second acoustic range finder are installed on the outside of the pipe, the control unit being connected to the first and second acoustic range finders mounted at a predetermined distance from each other.
Figure 00000001
RU2009116407/22U 2009-04-29 2009-04-29 ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE RU87543U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116407/22U RU87543U1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116407/22U RU87543U1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU87543U1 true RU87543U1 (en) 2009-10-10

Family

ID=41261329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009116407/22U RU87543U1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU87543U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103090916B (en) Ultrasonic flow measurement device and ultrasonic flow measurement method
RU2013135656A (en) DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF THE EXPLOSER IN THE CALIBRATION DEVICE FOR A FLOW METER AND METHOD FOR ITS USE
JP2014509733A5 (en)
CN105004413B (en) Acoustic propagation path comprehensive speed assay method and device for submarine target positioning
CN111157065A (en) Acoustic time delay measuring method in ultrasonic signal transmission loop of gas ultrasonic flowmeter
CN106153173A (en) Sonic velocity measurement method and device in a kind of water
RU2392641C1 (en) Acoustic range finding method
CN205352653U (en) Accurate ranging system of supersound in low speed wind tunnel
RU87543U1 (en) ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE
CN104272066B (en) For the method measuring the liquid level of liquid
CN105486381A (en) Sound wave water level gauge
RU2612201C1 (en) Method of determining distance using sonar
RU86759U1 (en) ACOUSTIC RANGE DETERMINATION DEVICE
CN105300654A (en) Ultrasonic precise range finding system in low speed wind tunnel
RU66029U1 (en) INTEGRATED DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS
RU2606205C1 (en) Pig-flaw detector
RU2562001C1 (en) Inspection method of doppler current velocity meter
CN102103147B (en) Ultrasonic autocorrelation transverse flow velocity measuring method
RU2315335C1 (en) Acoustic range finding method
RU2106569C1 (en) Device for check of profile of inner surface of pipe line, its spacing and stressed state
RU2620023C1 (en) Method of determining the place of the flow in the pipeline and the device for its implementation
RU2436050C1 (en) Method of defining sound velocity in fluids
CN115792273B (en) Method for measuring fluid flow rate, flow measuring device and computer storage medium
RU77975U1 (en) ULTRASONIC FLOW SPEED METER
RU181215U1 (en) Electronic-acoustic device for measuring the geometric parameters of open waveguides

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100430