RU9524U1 - LIQUID MEASUREMENT DEVICE - Google Patents

LIQUID MEASUREMENT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU9524U1
RU9524U1 RU98110536/20U RU98110536U RU9524U1 RU 9524 U1 RU9524 U1 RU 9524U1 RU 98110536/20 U RU98110536/20 U RU 98110536/20U RU 98110536 U RU98110536 U RU 98110536U RU 9524 U1 RU9524 U1 RU 9524U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
level
measuring
measured
time interval
Prior art date
Application number
RU98110536/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Владимирович Жуков
Альберт Алексеевич Воронин
Юрий Александрович Андриенко
Виктор Владимирович Зыков
Алексей Иванович Черепков
Юрий Михайлович Спалек
Original Assignee
Борис Владимирович Жуков
Альберт Алексеевич Воронин
Юрий Александрович Андриенко
Виктор Владимирович Зыков
Алексей Иванович Черепков
Юрий Михайлович Спалек
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 Борис Владимирович Жуков, Альберт Алексеевич Воронин, Юрий Александрович Андриенко, Виктор Владимирович Зыков, Алексей Иванович Черепков, Юрий Михайлович Спалек filed Critical Борис Владимирович Жуков
Priority to RU98110536/20U priority Critical patent/RU9524U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU9524U1 publication Critical patent/RU9524U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Устройство для измерения уровня жидких сред, содержащее измерительную трубу с акустическим излучателем зондирующего сигнала и приемником акустических сигналов, усилители-формирователи зондирующего и принимаемых сигналов, схему измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, и индикатор, отличающееся тем, что измерительная труба выбрана с диаметром d < 1,22λ, где λ - длина волны основной гармоники зондирующего сигнала, приемник установлен ниже излучателя на наружной поверхности стенки трубы и связан с ее полостью через трансформатор связи, при этом между излучателем и верхним торцом измерительной трубы расположен согласующий элемент, а ниже приемника в поперечном сечении трубы установлена согласованная с ней диафрагма "проницаемая" для звуковой волны и "непроницаемая" для паров жидкости, ниже которой в стенке трубы выполнены вентиляционные отверстия, при этом схема измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, выполнена в виде микропроцессора, реализующего заданную программу управления процессом измерения и вычисления измеряемого уровня жидкости 1 ж по формуле1 ж = L - V • t,где L - расстояние от плоскости установки приемника до дна резервуара;V - скорость звука;t- измеряемый временной интервал, функционально связанный с измеряемым уровнем.A device for measuring the level of liquid media, containing a measuring tube with an acoustic emitter of a probing signal and a receiver of acoustic signals, amplifiers-shapers of the probing and received signals, a circuit for measuring the time interval functionally associated with the measured level, and an indicator, characterized in that the measuring tube is selected with diameter d <1.22λ, where λ is the wavelength of the fundamental harmonic of the probe signal, the receiver is mounted below the radiator on the outer surface of the pipe wall and is connected with through the communication transformer, while between the emitter and the upper end of the measuring tube there is a matching element, and below the receiver in the cross section of the pipe there is a matching diaphragm “permeable” for a sound wave and “impermeable” for liquid vapor, below which are made in the pipe wall ventilation holes, while the measurement scheme of the time interval functionally associated with the measured level is made in the form of a microprocessor that implements a given program for controlling the process calculating and measuring the measured liquid level 1 g by the formula 1 l = L - V • t, where L is the distance from the receiver installation plane to the bottom of the tank; V is the speed of sound; t is the measured time interval functionally related to the measured level.

Description

М0.5 GOiF23/28  M0.5 GOiF23 / 28

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ СРЕДLIQUID MEASUREMENT DEVICE

Заявляемая полезная модель относится к измерению уровня жидких сред акустическим методом и может найти широкое применение в автоматизированных системах контроля и учета в водоснабжении и водоотаедении в коммунальном хозяйстве, нефтегазоперерабатыващей промышленности, других отраслях народного хозяйства, связанных с производством, хранением и использованием жидких сред при но ;я«1альном атмосферном давлении.The claimed utility model relates to measuring the level of liquid media by the acoustic method and can be widely used in automated control and metering systems in water supply and water disposal in the utilities sector, oil and gas processing industry, and other sectors of the economy related to the production, storage and use of liquid media, but; I "1 atmospheric pressure.

В настоящее время при обилии самых разнообразных КОНСТРУКЦИЙ акустических уровнемеров для измерения уровня жидких сред в открытых и закрытых резервуарах весьма актуальным является разработка и создание акустических измерителей уровня, имеющих простую конструкцию, надежных и удобных в эксплуатации, обладающих приемлешй погрешностью измерений, предусматривающих возможность оперативного автоматизированного учета и контроля наличия и расхода жидких сред как в процессе их хранения и реализации, так и в технологическом процессе их производства, а также предусматрившщих самый широкий спектр применения, то есть универсальность.Currently, with the abundance of a wide variety of DESIGNS of acoustic level gauges for measuring the level of liquid in open and closed tanks, it is very urgent to develop and create acoustic level meters that have a simple design, reliable and easy to use, with an acceptable measurement error, providing for the possibility of operational automated metering and control the presence and consumption of liquid media both in the process of their storage and sale, and in the technological process of their production generation, and the predusmatrivshschih the widest range of applications, that is, universal.

Известно устройство для измерения уровня жидкости Са. с. СССР N560144, М.КЛ.5 G01F23/28), включающее акустический канал, выполненный в виде трубки с приемо-излучаизщим устройством, генератор зондирующих импульсов и электрическую схему измерения. С целью повышения точности измерений полость трубки выполнена с уступами, распределенными вдоль ее оси с шагом квантования уровня, а электрическая схема измерения содержит подключенные к приемо-передающему УСТРОЙСТВУ последовательно соединенные усилители-Фогжйрователи, линию задержки, клапан и счетчик импульсов, а также триггер, один из входов которого подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, а выход к клапану, и акшлитудный селектор, вход которого подключен к ёыходу приемо-пё зёдающего устройства, а выход - ко второму входу триггера. - / .A device for measuring the level of liquid Ca. with. USSR N560144, M.KL.5 G01F23 / 28), including an acoustic channel made in the form of a tube with a receiving-emitting device, a probe pulse generator and an electrical measurement circuit. In order to improve the accuracy of measurements, the tube cavity is made with ledges distributed along its axis with a quantization step of a level, and the measurement circuitry contains connected amplifiers-Foggiers, a delay line, a valve, and a pulse counter, as well as a trigger, one from the inputs of which is connected to the output of the probe pulse generator, and the output to the valve, and the amplitude selector, whose input is connected to the output of the receiving and receiving device, and the output to the second input Trigger. - /.

Недостатками данного устройства являюггся крайнд ..сложная констшкция акустического канала, ограничивающая как точность измерения, так и максимальные величины измеряемых уровней. Кроме того, установка приеькьпередатчика на дне резервуара С емкоеОбъект - полезная модельThe disadvantages of this device is the extreme .. complicated construction of the acoustic channel, limiting both the accuracy of the measurement and the maximum values of the measured levels. In addition, the installation of a transmitter at the bottom of the tank is capacious. The object is a useful model.

ти) существенно ограничивает областа применения устройства.ty) significantly limits the scope of the device.

известен ультразвуков уровнекер С а. с. СССР N 777457, М.кл. GOiF23/23), содержащий приемо-излучаюший узел, подключенный к генератору зондирующих импульсов и усилителю, генератор пилообразного напряшния, пороговый злемент, ключ, двухвходовый элемент совпадения, подключенный одним из входов к выходу усилителя, и трехвкодовый злемент совпадения. С целью повышения точности измерения в него введены динамическое запоминакщее УСТРОЙСТВО, Формирователь импульсов и сумматор, соединенные соответствующими входами-выходами друг с другом и остальными элементами схемы.The ultrasonic level sensor C a is known. with. USSR N 777457, M.cl. GOiF23 / 23), containing a receiving-emitting unit connected to a probe pulse generator and an amplifier, a sawtooth generator, a threshold element, a key, a two-input matching element connected by one of the inputs to the output of the amplifier, and a three-code matching element. In order to increase the accuracy of measurement, a dynamic memory device, a pulse shaper and an adder connected to each other and the other elements of the circuit by the corresponding inputs and outputs are introduced into it.

К недостаткам данного устройства необходимо отнести:The disadvantages of this device include:

-ограниченный диапазон измеряемых уровней в силу использования ультразвуковй волны на участке воздущной среды приемо-передатчик - поверхность жидкости ;- a limited range of measured levels due to the use of an ultrasonic wave in a portion of the air medium; transceiver - liquid surface;

-возможность отражений и переотражений зондирующего сигнала от боковых стенок резервуара, что ограничивает пшменение устройства в узких резервуарах, трубах и лотеах:- the possibility of reflections and re-reflections of the probe signal from the side walls of the tank, which limits the change of the device in narrow tanks, pipes and lots:

-сложность формирования информационного сигнала.-the complexity of the formation of the information signal.

Для контроля уровня жидких сред в закрытых резервуарах известно устройство, основанное на использовании ультразвуковых волн С а. с. СССР N 877342, М.О.З G01F23/28), содержащее излучащий и приемный злектроакустаческие преобразователи нормальных волн, устанавливаемые по вертикали на стенке резешуара, импульсный генератор, усилитель и индикатор. С целью повышения точности измерений за счет уменьшения температурной погрешности, оно снабжено цепью, состоящей из последовательно соединенных первого ждущего блокинг генератора, первого сумматора, интегратора, усилителя постоянного тока и второго сумматора, а также вторым ищущим блокинг генератором, пшчем к выходу усилителя подключен вход первого ждущего блокинг генератора и вход пикового детектора, выход которого подключен к одному из входов второго сумматора, выходом соединенного с индикатором, второй ждущий блокинг генератор своим входом соединен с импульсным генератором, а выходом - с одним из входов первого сумматора.To control the level of liquid media in closed tanks, a device based on the use of ultrasonic waves C a is known. with. USSR N 877342, M.O.Z. G01F23 / 28), containing emitting and receiving electro-acoustic transducers of normal waves, mounted vertically on the wall of the resonator, a pulse generator, amplifier and indicator. In order to increase the accuracy of measurements by reducing the temperature error, it is equipped with a circuit consisting of a series-connected first waiting blocking generator, a first adder, an integrator, a DC amplifier and a second adder, as well as a second blocking generator looking for the input of the amplifier connected to the output of the first the generator waiting for blocking and the input of the peak detector, the output of which is connected to one of the inputs of the second adder, the output connected to the indicator, the second blocking generator waiting for blocking their input connected to the pulse generator, and the output - to one of the inputs of the first adder.

Основным недостатком данного устройства является сам штод измерения, пш котором измеряемый уровень жидкости связан с амплитудой пшнимаемого сигнала. Кроме того, к недостаткам следует отнести ограниченную область применения Срезервуары с прямолинейными боковыми стенками) и сложность реализации, обусловленную установкой приемника и излучателя на стенке резервуара.The main disadvantage of this device is the measurement rod itself, whose measured liquid level is related to the amplitude of the recorded signal. In addition, the limited scope of the application (Tanks with rectilinear side walls) and the complexity of implementation due to the installation of the receiver and emitter on the tank wall should be attributed to the disadvantages.

- 2 -- 2 -

Известен сравнительно простой акустический уровнемер С пат. РФ N2010180, М.КЛ.5 G01F23/28 ), содержащий звуковод, выполненный в виде трубы, снабженной отражателем со шлицованной поверхностью, акустический измерительный элемент, соединенный с блоком регистрации. С целью упрощения конструкции, в него введен стержневой волновод, установленный соосно в трубе, а отражатель выполнен 11;)апециидальной Формы и закреплен на трубе напротив рабочего торца волновода, при этом боковые грани отражателя установлены под углом 60 к горизонтальной грани отражателя, которая расположена перпендикулярно рабочему торцу волновода.A relatively simple acoustic level gauge C pat is known. RF N2010180, M.KL.5 G01F23 / 28), containing a sound guide made in the form of a pipe equipped with a reflector with a slotted surface, an acoustic measuring element connected to the recording unit. In order to simplify the design, a rod waveguide is inserted into it, mounted coaxially in the tube, and the reflector is made 11;) apecidally shaped and mounted on the tube opposite the working end of the waveguide, while the side faces of the reflector are installed at an angle of 60 to the horizontal face of the reflector, which is perpendicular working end of the waveguide.

К недостаткам данного устройства следует отнести достаточно сложную конструкцию звуковода, а также наличие отражателя с полированной поверхностью, что существенно ограничивает область применения уровнемера, например, в водоотведении коммунального хозяйства, в резедауарах и лотках ограниченных размеров. Кроме того, УСТРОЙСТВО не предназначено для работы в условиях механических вибраций и при движении жидкости.The disadvantages of this device include the rather complicated design of the sound guide, as well as the presence of a reflector with a polished surface, which significantly limits the scope of the level gauge, for example, in sewage disposal in public utilities, in reservoirs and trays of limited sizes. In addition, the DEVICE is not intended to work in conditions of mechanical vibration and during fluid movement.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту (аналогом - прототипом) предлагаемой модели, - является акустический уровнемер са.с. СССР N 1530926, м.кл.4 G01F23/28), содержащий триггер формирования строба, выходы которого соединены с первым и вторым входами счетчика, частотный датчик температуры и автоциркуляционный измештельный канал, содержащий последовательно соединенные одновибратор, блок возбущ еш1я, воючающий усилитель-Формирователь зондирущего сигнала и излучатель, а также приемник акустических колебаний, соединенный с усилителекьформирователем. С целью повыщения помехоустойчивости, автошижуляционный канал дополнительно снабжен первым и вторым стробируюшими компараторами, блоком задержки и источником опошых напряжений, соединенных соответствующими входами-выходами друг с другом и остальными элементами схемы. Излучатель и пшемник акустических колебаний установлены в измерительной трубе.The closest in technical essence and the achieved effect (analogue - prototype) of the proposed model is an acoustic level sensor sa.s. USSR N 1530926, m.kl.4 G01F23 / 28), containing a strobe formation trigger, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the counter, a frequency temperature sensor and a self-circulating mixing channel containing a one-shot in series, an excitation module, a driving amplifier-Shaper a probing signal and an emitter, as well as a receiver of acoustic vibrations connected to the driver amplifier. In order to increase the noise immunity, the autoshijing channel is additionally equipped with the first and second gating comparators, a delay unit and a source of voltage opacities, connected by the corresponding inputs and outputs to each other and other circuit elements. The emitter and the crust of acoustic vibrations are installed in the measuring tube.

Основные недостатки аналога - прототипа обусловлены установкой излучателя и приемника акустических сигналов на одном уровне, что ПЕшводит к необоснованному увеличению диаметра измерительной трубы, усложнению устройства согласования излучателя и приемника с трубой, неопределенности положения плоскостей Фазовых центров излучателя и приемника. Кроме того, устройство подвержено влиянию мощных импульсных помех, а также щумовых помех, проявляющихся в районе перехода сигнала через уровень нуля.The main disadvantages of the analogue-prototype are caused by the installation of the emitter and receiver of acoustic signals at the same level, which leads to an unreasonable increase in the diameter of the measuring tube, complication of the matching device of the emitter and receiver with the pipe, and the uncertainty in the position of the planes of the Phase centers of the emitter and receiver. In addition, the device is subject to the influence of powerful impulse noise, as well as noise interference, which occur in the region where the signal passes through the zero level.

//cPj 3 - 3 -// cPj 3 - 3 -

Задачей настоящего технического решения является разработка акустического измерителя уровня жидких сред, имеющего простую конструкцию, малое энергопотребление, надежного и удобного в эксплуатации, обладающего достаточно высокий Спсяиемлемой на практике) точностью измерений, предускетриващего самый широкий спектр применения, то есть универсальность, в том числе в многоканальных автоматизированных системах сбора и обработки данных.The objective of this technical solution is to develop an acoustic liquid level meter with a simple design, low power consumption, reliable and easy to use, with a sufficiently high accuracy and practical measurement), which provides for a wide range of applications, that is, versatility, including multi-channel automated data collection and processing systems.

Эта задача решена следующим образом.This problem is solved as follows.

В устройстве для измерения уровня жидких сред, содержещем изшрительную трубу с акустическим излучателем зондирующего сигнала и щжемником акустических сигналов, усилители-ф01; ироватвли зондирующего и принимаемых сигналов, схему измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, и индикатор, измерительная труба выбрана с диаметром d 1,22Л. где Л - длина волны основной гармоники зондирующего сигнала. Приемник установлен ниже излучателя на наружной поверхности стенки трубы и связан с ее полостью через трансформатор связи. Между излучателем и верхним торцом измерительной трубы расположен согласующий элемент. Ния приемника в поперечном сечении трубы установлена согласованная с ней диаОйэагма, проницаемая для звуковой волны и непроницаемая для паров жидкости, ниже которой в стенке трубы выполнены вентиляционные отверстия. Схема измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, выполнена в виде микропроцессора, реализуюн щего заданную программу управления процессом измерения и вычисления измеряемого уровня жидкости 1ж по ОкормулеIn a device for measuring the level of liquid media containing an exhaust pipe with an acoustic emitter of a sounding signal and a pinch of acoustic signals, amplifiers -01; the probing and received signals are measured, a measurement circuit for a time interval functionally related to the measured level, and an indicator, a measuring tube are selected with a diameter d 1.22 L. where L is the wavelength of the fundamental harmonic of the probe signal. The receiver is mounted below the emitter on the outer surface of the pipe wall and is connected to its cavity through a communication transformer. A matching element is located between the emitter and the upper end of the measuring tube. In the cross section of the pipe, the receiver receiver has an agreed-upon diameter, permeable to a sound wave and impermeable to liquid vapor, below which ventilation holes are made in the pipe wall. The circuit for measuring the time interval functionally associated with the measured level is made in the form of a microprocessor that implements a given program for controlling the process of measuring and calculating the measured liquid level 1zh according to Okormula

1ж L - 1х L - V X tx,1 W L - 1 x L - V X tx,

где L - расстояние от плоскости установки приемника до дна резервуара; 1х - расстояние от приемника до поверхности жидкости: V - скорость звука; tx - измеряемый временной интервал, функционально связанный с измеряемым уровнем жидкости.where L is the distance from the installation plane of the receiver to the bottom of the tank; 1х - distance from the receiver to the surface of the liquid: V - speed of sound; tx is the measured time interval, functionally related to the measured liquid level.

Поставленная задача в данном устройстве достигается совокупностью следующих технических решений:The task in this device is achieved by a combination of the following technical solutions:

- введение измерительной трубы с диаметром d 1,22А., где Л длина волны основной га мзники зондирующего сигнала, позволяет сформировать в ней плоскую акустическую волну, характеризуемую достаточно малым погонным затуханием и способностью дифрагирования через отверстия малого диаметра, что обеспечи- 4 ч у ж в щ ваёт снижение лзебуемого уровня мощноста видеосигнала, подаваемого на излучатель, а таюке обеспечивает возможность установки чувствительного элемента пшемника на внешней стенке измерительной трубы; установка приемника ниже уровня излучателя на внешней стенке измерительной трубы обеспечивает возможность жесткого Фиксирования начальной точки отсчета (плоскость установки чувствительного злемента приемника), что обесшчивает достаточную точность измерений при изменении длины измерительной трубы, а также устраняет возможность возникновения в трубе интерФереншонньк явлений, увеличиващих погрешность измерений при определеннык уровнях жидкости. Кроме того, достигается юзмпактность и простота конструкции устройства: введение согласующего злемента между излучателем и верхним торцом трубы позволяет снизить энергопотребление устройства: введение согласующей диа1йэагмы, установленной ниже приемника обеспечивэдт увеличение надежности и долговечности устройства, а также его универсальность за счет возможности подстыковки измерительной трубы требуемой длины: введение микропроцессора обеспечивает расширение (Цункциональных возможностей устройства С измерение уровня, объема, расхода), возможность индивидуальной адаптации каждого устройства к конкретным условиям эксплуатации, а также подключения устройства к различным системам сбора и обработки информации: наличие вентиляционных отверстий, расположенных ниже согласованной диаЦрагмы, приводит к установлению в измерительной трубе практически неизменной от уровня жидкости скорости звука, величина которой мояет медленно изменяться в соответствии с внешними условиями Стемпература, давление , влажность). Сущность технического решения (полезной модели) поясняется ертежами, на котошх изображено: на Ойигл - блок схема предлагаемого устройства для измерения уровня жидких сред: на Фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Предлагаемое УСТРОЙСТВО для измерения уровня жидких сред, станавливаемое в резервуаре (емкости) 1. ( см. фиг.1 ), содерит измерительную трубу 2, диаштр которой d выбран из услоия d 1,22А., где А, - длина волны основной гармоники зондируюего сигнала. На верхнем торце трубы 2 установлен акустический - 5 - 6 излучатель 3 зондирущего сигнала. Между излучателем 3 и верхним торцом измерительной трубы 2 расположен согласующий злемент 4. выполненный в виде кольца из упругого материала, ниже излучателя 3 на наружной поверхности стенки трубы 2 установлен приемник 5, связанный с ее полостью через трансформатор связи 6. Ниш приемника 5 в поперечном сечении трубы 2 установлена согласованная с ней диафрагма 7, проницаемая для звуковой волны и непроницаемая для паров жидкости, выполненная, например, в виде гидрофобной пленки, расположенной между двумя упругими кольцами. Ниже диафрагмы 7 в стенке трубы 2 выполнены вентиляционные отверстия 8. Акустаческий излучатель 3 и приекшик 5 акустических сигналов подключены через усилители-Формирователи 9, 10 соответственно к управлящему выходу и сигнальному входу схемы измерения временного интервала. Функционально связанного с измеряемым уровнем, выполненной в виде микропроцессора 11, реализующего заданную программу управления процессом измерения и вычисления измеряемого уровня жидкости. Микропроцессор 11 одним из своих выходов подключен к индикатору 12 уровня, а также имеет дополнительный информационный выход для связи с внешними устройствами, например, ЭВМ сбора и обработки информации.- the introduction of a measuring tube with a diameter d 1.22A., where L is the wavelength of the main receiver of the probing signal, it allows the formation of a plane acoustic wave characterized by a rather small linear attenuation and the ability to diffract through holes of small diameter, which ensures 4 hours it provides a reduction in the feasible level of power of the video signal supplied to the emitter, and in tayuku it provides the possibility of installing a sensitive element of the donkey on the outer wall of the measuring tube; installing the receiver below the level of the emitter on the outer wall of the measuring tube provides the possibility of hard fixing of the starting point of reference (the plane of installation of the sensitive element of the receiver), which provides sufficient measurement accuracy when changing the length of the measuring tube, and also eliminates the possibility of occurrence in the pipe intererenshonnyk phenomena that increase the measurement error at certain fluid levels. In addition, the usability and simplicity of the device design is achieved: the introduction of a matching element between the emitter and the upper end of the pipe reduces the power consumption of the device: the introduction of a matching circuit installed below the receiver provides an increase in the reliability and durability of the device, as well as its versatility due to the possibility of connecting the measuring pipe to the required length : the introduction of the microprocessor provides expansion (the functional capabilities of the device with the measurement of level, volume, descent), the possibility of individual adaptation of each device to specific operating conditions, as well as connecting the device to various systems for collecting and processing information: the presence of ventilation holes located below the agreed diaphragm leads to the establishment of a sound velocity practically unchanged from the liquid level, the value of which washes slowly change in accordance with external conditions Temperature, pressure, humidity). The essence of the technical solution (utility model) is illustrated by the drawings, on which is shown: on Oyigl - block diagram of the proposed device for measuring the level of liquid media: in FIG. 2 - time diagrams of the operation of the device. The proposed DEVICE for measuring the level of liquid media, installed in the tank (tank) 1. (see figure 1), contains a measuring tube 2, the diastric of which d is selected from the condition d 1.22A., Where A, is the wavelength of the fundamental harmonic of the probe signal. At the upper end of the pipe 2 is installed acoustic - 5 - 6 emitter 3 of the probing signal. Between the emitter 3 and the upper end of the measuring tube 2 is a matching element 4. made in the form of a ring of elastic material, below the emitter 3 on the outer surface of the wall of the pipe 2 there is a receiver 5 connected to its cavity through a communication transformer 6. The niche of the receiver 5 in cross section pipe 2 is installed consistent with her diaphragm 7, permeable to sound waves and impermeable to liquid vapor, made, for example, in the form of a hydrophobic film located between two elastic rings. Below the diaphragm 7, ventilation holes 8 are made in the wall of the pipe 2. The acoustic emitter 3 and the acoustic signal 5 are connected through amplifiers-Shapers 9, 10, respectively, to the control output and the signal input of the time interval measurement circuit. Functionally associated with the measured level, made in the form of a microprocessor 11 that implements a given program to control the process of measuring and calculating the measured liquid level. The microprocessor 11 is connected to the level indicator 12 by one of its outputs, and also has an additional information output for communication with external devices, for example, a computer for collecting and processing information.

Предложенное устройство для измерения уровня жидких сред работает следующим образом.The proposed device for measuring the level of liquid media works as follows.

Микропроцессор 11 вырабатывает сигнал Озап Сем. Фиг. 2а) запуска усилителя-Формирователя 9 зондирущего видеосигнала. С выхода усилителя-Формирователя 9, сформированный сигнал поступает на излучатель 3, который излучает в измерительную трубу 2 зондирующий сигнал. Через трансформатор 6 связи в момент времени 1изл ЗОНДИРУЮЩИЙ сигнал поступает на вход приемника 5, где происходит его преобразование в злектрический сигнал Цизл и усиление. С выхода приемника 5 сигнал иизл поступает на вход усилителя-Формирователя 10, где из него Формируется короткий видеоимпульс, передний фронт которого соответствует поступлению зондирующего импульса на вход п жемника 5. Условное представление импульса ииэл представлено на Фиг 26.The microprocessor 11 generates a signal Ozap Sem. FIG. 2a) start the amplifier-Shaper 9 of the probing video signal. From the output of the amplifier-Shaper 9, the generated signal is transmitted to the emitter 3, which emits a probe signal into the measuring tube 2. Through a communication transformer 6, at a time instant 1 isol, the PROBING signal is fed to the input of the receiver 5, where it is converted into an electric signal, Digital and amplification. From the output of the receiver 5, the signal and the signal goes to the input of the amplifier-Shaper 10, where a short video pulse is formed from it, the leading edge of which corresponds to the probe pulse entering the input of the pin 5. The conditional representation of the pulse and the pulse is presented in Fig. 26.

Зондирующий сигнал, достигнув поверхности жидкости и отразившись от нее, вновь через трансформатор связи 6 в момент врешни toTD поступает на вход приемника 5. Пшнятый отраженный сигнал UoTo, аналогично зондирующему, после преобразования и усиления поступает на вход усилителя-Формирователя 10, где из него формируется короткий видеоимпульс, передний Фронт которого соответствует поступлению отраженного сигнала на вход прием- 7 -The probe signal, having reached the surface of the liquid and reflected from it, again through the communication transformer 6 at the instant of time toTD arrives at the input of the receiver 5. The smeared reflected signal UoTo, similarly to the probe, after conversion and amplification is fed to the input of the amplifier-Shaper 10, where it is formed a short video pulse, the front of which corresponds to the receipt of the reflected signal at the input of the reception- 7 -

ника 5. Условное представление импульса UOTD приведено на фиг. 26.nick 5. The conditional representation of the UOTD pulse is shown in FIG. 26.

Видеоимпульсы иизл и UOTD поступают на информационный вход микропроцессора 11, где из них Формируется измерительный интв1 вал tx Сем. фиг. 26), функционально связанный с измер$юмым уровнем жидкости 1ж выражениемThe video pulses of izl and UOTD are fed to the information input of the microprocessor 11, where the measuring intv1 shaft tx Sem is formed from them. FIG. 26), functionally related to the measured liquid level 1zh expression

1ж - L - V к tx.1g - L - V to tx.

где L - расстояние от плоскоста установки приемника 5 до дна резедауара: V - скорость звука: tx - измеряемый временной интервал, функционально связанный с измеряемым уровнем жидкос-п.where L is the distance from the installation plane of the receiver 5 to the bottom of the receiver: V is the speed of sound: tx is the measured time interval, functionally related to the measured level of the liquid-p.

Микропроцессор 11 вычисляет уровень жидкости в. емкости 1 и выдает результат вычисления на цифровой индикатор 12 и дополнительный инфо1;я«1ационный выход связи с внешними устройствами, например, ЭШ.The microprocessor 11 calculates the liquid level in. capacity 1 and gives the result of the calculation to a digital indicator 12 and additional info1; I "lationary output of communication with external devices, for example, ES.

Таким образом, предложенное устройство измерения уровня жидкости обладает малым знергопотреблением, предусматривает 1 ирокий спектр применения (открытые, закрытые, подземные резервуары и лотки), имеет достаточно простую конструкцию, технологичен в изготовлении и зксплуатации, обеспечивает приемлемую на практике точность измерения. Кроме того, предложенное устройство представляет собой гибкую процессорную систему, обеспечивающую функционирование как в индивидуальном варианте, так и в системе сбора данных с представлением информации в ЦИФРОВОМ и аналоговом видах.Thus, the proposed device for measuring the liquid level has low energy consumption, provides 1 wide range of applications (open, closed, underground tanks and trays), has a fairly simple design, is technologically advanced in manufacture and operation, and provides measurement accuracy acceptable in practice. In addition, the proposed device is a flexible processor system that provides operation both in an individual version and in a data acquisition system with the representation of information in DIGITAL and analog forms.

В настоящее время УСТРОЙСТВО создано, проведены его испытания в необслуживаемом режиш в реальных условиях Срезервущ с питьевой водой), которые подтвердили его надежность, помехозащищенность, малое знергопотребление, достаточную точность измеряемых уровней, возможность работы в комплексе с сущвствушими системами сбора информации.Currently, the DEVICE has been created, it has been tested in maintenance-free mode under real conditions of Preserving with drinking water), which have confirmed its reliability, noise immunity, low power consumption, sufficient accuracy of the measured levels, the ability to work in conjunction with existing information collection systems.

Авторы: Б. В. ЖуковAuthors: B. V. Zhukov

А. А. Воронин Ю.А.Андр1№нко , В. Зыков А. и. Черепков . М. СпалекA.A. Voronin, Yu.A. Andr. No. 1, V. Zykov, A. and. Cherepkov. M. Spalek

Claims (1)

Устройство для измерения уровня жидких сред, содержащее измерительную трубу с акустическим излучателем зондирующего сигнала и приемником акустических сигналов, усилители-формирователи зондирующего и принимаемых сигналов, схему измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, и индикатор, отличающееся тем, что измерительная труба выбрана с диаметром d < 1,22λ, где λ - длина волны основной гармоники зондирующего сигнала, приемник установлен ниже излучателя на наружной поверхности стенки трубы и связан с ее полостью через трансформатор связи, при этом между излучателем и верхним торцом измерительной трубы расположен согласующий элемент, а ниже приемника в поперечном сечении трубы установлена согласованная с ней диафрагма "проницаемая" для звуковой волны и "непроницаемая" для паров жидкости, ниже которой в стенке трубы выполнены вентиляционные отверстия, при этом схема измерения временного интервала, функционально связанного с измеряемым уровнем, выполнена в виде микропроцессора, реализующего заданную программу управления процессом измерения и вычисления измеряемого уровня жидкости 1 ж по формуле
1 ж = L - V • tx,
где L - расстояние от плоскости установки приемника до дна резервуара;
V - скорость звука;
tx - измеряемый временной интервал, функционально связанный с измеряемым уровнем.
Figure 00000001
A device for measuring the level of liquid media, containing a measuring tube with an acoustic emitter of a probing signal and a receiver of acoustic signals, amplifiers-shapers of the probing and received signals, a circuit for measuring the time interval functionally associated with the measured level, and an indicator, characterized in that the measuring tube is selected with diameter d <1.22λ, where λ is the wavelength of the fundamental harmonic of the probe signal, the receiver is mounted below the radiator on the outer surface of the pipe wall and is connected with through the communication transformer, while between the emitter and the upper end of the measuring tube there is a matching element, and below the receiver in the cross section of the pipe there is a diaphragm matched with it, “permeable” for a sound wave and “impermeable” for liquid vapor, below which are made in the pipe wall ventilation holes, while the measurement scheme of the time interval functionally associated with the measured level is made in the form of a microprocessor that implements a given program for controlling the process nii and calculation of the measured liquid level 1 g according to the formula
1 w = L - V • t x ,
where L is the distance from the installation plane of the receiver to the bottom of the tank;
V is the speed of sound;
t x is the measured time interval, functionally related to the measured level.
Figure 00000001
RU98110536/20U 1998-06-01 1998-06-01 LIQUID MEASUREMENT DEVICE RU9524U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110536/20U RU9524U1 (en) 1998-06-01 1998-06-01 LIQUID MEASUREMENT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110536/20U RU9524U1 (en) 1998-06-01 1998-06-01 LIQUID MEASUREMENT DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU9524U1 true RU9524U1 (en) 1999-03-16

Family

ID=48271241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98110536/20U RU9524U1 (en) 1998-06-01 1998-06-01 LIQUID MEASUREMENT DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU9524U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2874568A (en) Ultrasonic flowmeter
US7672797B2 (en) Flow measurement in partially filled pipes using pulsed peak velocity doppler
CN108318092A (en) It can be used for the flow measurement device of non-full pipe drainage pipeline
CN203069237U (en) Wireless ultrasonic level gauge
CN114001804B (en) Calibration method and system of ultrasonic metering device based on time difference method
CN109084864B (en) Slender straight pipe type ultrasonic liquid level measuring device and measuring method
CN201795821U (en) Ultrasonic flowmeter
CN111157065A (en) Acoustic time delay measuring method in ultrasonic signal transmission loop of gas ultrasonic flowmeter
CN102102511B (en) Underground ultrasonic Doppler flow measurement device and measurement method
CN207499824U (en) A kind of slurry tank liquid level detection device
CN100383496C (en) Ultrasonic method for flow measurement and device thereof
CN201714373U (en) Mining ultrasonic water level sensor
RU9524U1 (en) LIQUID MEASUREMENT DEVICE
CN208653557U (en) A kind of ultrasonic sensor for compound pipeline complex pipeline flow detection
CN109323730A (en) Based on TDC-GP30 double-channel gas ultrasonic flowmeter and application method
CN202194645U (en) Downhole ultrasonic Doppler flow rate measuring device
CN209745338U (en) Measuring tube for ultrasonic water meter
CN204359371U (en) Eight-channel ultrasonic flowmeter sensor
RU58694U1 (en) ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING PIPE LENGTH AND LIQUID LEVEL
CN207232088U (en) A kind of container corrosion detection device
WO2020020242A1 (en) Wastewater flow measuring circuit and device
DE3763760D1 (en) FLOW VOLUME METER FOR LIQUID MEDIA.
RU52635U1 (en) ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH
RU53001U1 (en) ELECTRONIC-ACOUSTIC LIQUID MEASUREMENT DEVICE
CN213812441U (en) Multi-channel plug-in ultrasonic open channel flowmeter