SU1661573A1 - Acoustic hydrostatic level - Google Patents

Acoustic hydrostatic level Download PDF

Info

Publication number
SU1661573A1
SU1661573A1 SU894731448A SU4731448A SU1661573A1 SU 1661573 A1 SU1661573 A1 SU 1661573A1 SU 894731448 A SU894731448 A SU 894731448A SU 4731448 A SU4731448 A SU 4731448A SU 1661573 A1 SU1661573 A1 SU 1661573A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
acoustic
transducer
pulses
vessels
unit
Prior art date
Application number
SU894731448A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Витальевич Доценко
Валерий Аркадьевич Беляев
Original Assignee
Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
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 Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority to SU894731448A priority Critical patent/SU1661573A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1661573A1 publication Critical patent/SU1661573A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности к устройствам дл  определени  превышений с помощью сообщающихс  сосудов, наполненных однородной жидкостью, и может быть использовано дл  систематических измерений осадок промышленных и гидротехнических сооружений. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измер емых превышений. Предлагаемое устройство снабжено усилителем, формирователем и блоком фиксации эхо-импульса, соединенными со схемой обработки сигналов. Экран с отверстием размещен внутри каждого сосуда на заданном рассто нии от двух акустических преобразователей таким образом, чтобы полностью экранизировать акустический сигнал первого преобразовател  и беспреп тственно пропускать пр мой и отраженный от поверхности жидкости акустический сигнал второго преобразовател . 2 ил.The invention relates to the field of measurement technology, in particular, to devices for determining elevations using communicating vessels filled with a homogeneous liquid, and can be used for systematic measurements of sediment of industrial and hydraulic structures. The aim of the invention is to expand the range of measurable elevations. The proposed device is equipped with an amplifier, a driver and an echo pulse fixing unit connected to a signal processing circuit. A screen with an opening is placed inside each vessel at a predetermined distance from two acoustic transducers in such a way as to completely screen the acoustic signal of the first transducer and freely pass the acoustic signal of the second transducer reflected from the surface of the liquid. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  определени  превышений с помощью сообщающихс  сосудов, наполненных однородной жидкостью, и может быть использовано дл  систематических измерений осадок промышленных, гидротехнических и других сооружений,The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for determining elevations using communicating vessels filled with a homogeneous liquid, and can be used for systematic measurements of sediments of industrial, hydraulic and other structures,

Цель изобретени  - расширение диапазона измерений.The purpose of the invention is to expand the measurement range.

На фиг.1 приведена блок-схема нивелира; на фиг.2 - схема, по сн юща  его работу .Figure 1 shows the block diagram of the level; Fig. 2 is a diagram explaining his work.

Акустический гидростатический нивелир содержит сообщающиес  сосуды 1 и 2 с рабочей жидкостью 3, соединенные трубопроводом 4. В торцовых част х сосудов уста- новлены первые акустические преобразователи 5, на заданном рассто нии I от которых размещены экраны 6 с отверсти ми 7. Регистрирующа  часть устройства содержит синхронизатор 8, подключенный к первым входам двух идентичных измерительных каналов 9 и 10, каждый из которых содержит последовательно включенные генератор 11 зондирующих импульсов, выход которого через первые выходы измерительных каналов 9 и 10 соединен с входом соответствующего первого акутического преобразовател  5, первый усилитель 12, первый формирователь 13, первый блок 14 фиксации эхоимпульса , блок 15 измерени  времени задержки, блок 16 счетчиков, установочный вход которого соединен с выходом синхронизатора 8, последовательно соединенные блок 17 опроса, входы которого соединены с выходами первого и второго измерительных каналовЭ и 10, арифметический блок 18,Acoustic hydrostatic level contains communicating vessels 1 and 2 with working fluid 3 connected by pipe 4. First acoustic transducers 5 are installed in the front parts of the vessels, at a given distance I from which screens 6 with openings 7 are placed. The recording part of the device contains a synchronizer 8 connected to the first inputs of two identical measuring channels 9 and 10, each of which contains a series-connected generator 11 probe pulses, the output of which through the first outputs measure Channel 9 and 10 are connected to the input of the corresponding first acoustic converter 5, the first amplifier 12, the first driver 13, the first echo pulse fixation unit 14, the delay time measurement unit 15, the counter unit 16, the setup input of which is connected to the synchronizer 8 output, are connected in series 17 survey, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second measuring channels and 10, the arithmetic unit 18,

слcl

XJXj

ыs

индикатор 19 и генератор 20 счетных импульсов .indicator 19 and generator 20 counting pulses.

Р дом с первым акустическим преобразователем 5 из конусной акустической ловушке 21 размещен второй акустический преобразователь 22, соединенный с выходом генератора 11 зондирующих импульсов и входом второго усилител  23, выход которого через последовательно соединенные второй формирователь 24 и блок фиксации эхоимпульса соединен с входом блока 15 измерени  времени задержки.Next to the first acoustic transducer 5 from the conical acoustic trap 21 a second acoustic transducer 22 is placed, connected to the output of the probe pulses generator 11 and the input of the second amplifier 23, the output of which is connected through the second shaper 24 and the fixing unit of the time measurement delays.

Акустическа  ловушка 21 выполнена мз материала, имеющего большую акустическую в зкость, например, из латуни. Акустические преобразователи 5 и 22 изготовлены, например, фрезерованием пластины из ти- таната бари , предварительно наклеенной компаундом на торец акустической ловушки 21, что обеспечивает идентичность их акустических характеристик.The acoustic trap 21 is made by a material having a high acoustic viscosity, such as brass. Acoustic transducers 5 and 22 are made, for example, by milling a barium titanium plate pre-glued with a compound on the end of an acoustic trap 21, which ensures that their acoustic characteristics are identical.

Дл  того, чтобы полностью экранировать сигнал первого акустического преобразовател  5 и свободно пропускать акустический сигнал второго преобразовател  22, диаметр dc сосуда, диаметры сН и d2 акустических преобразователей, диаметр do отверсти  7 в экране 6, рассто ние С между преобразовател ми, минимальна  ширина экрана 6 над преобразователем 5 и угол а апертуры излучени  преобразователей св заны соотношени ми:In order to completely shield the signal of the first acoustic transducer 5 and freely pass the acoustic signal of the second transducer 22, vessel diameter dc, diameters cH and d2 of acoustic transducers, diameter do 7 holes in screen 6, distance C between transducers, minimum screen width 6 above the transducer 5 and the angle a of the radiation aperture of the transducers are related by the relations:

do d2 + l-sln a.do d2 + l-sln a.

С 2)-sin a,C 2) -sin a,

b di -И-slna,b di -and-slna,

do di + d2 + 2bsina.do di + d2 + 2bsina.

Угол а апертуры на частотах 3-10 МГц, обеспечивающих точность мзмеренм  0,1- 0,1 мм, дл  преобразователей из тмтаната бари .The angle of the aperture at frequencies of 3-10 MHz, ensuring accuracy of 0.1 to 0.1 mm, for converters from barium tmtanat.

Акустический гидростатический нивелир работает следующим образом,Acoustic hydrostatic level works as follows,

Реперный сосуд 1 устанавливают на элементе конструкции в точке с известной абсолютной высотной отметкой, а измерительный сосуд 2 размещают в точке, высотное положение которой необходимо определить. Спуст  некоторое-врем  жидкость 3 в сосудах 1 и 2, перетека  через трубопровод 4, установитс  на определенном уровне, причем рассто ние от поверхности жидкости до соответствующих акустических преобразователей 22 будет отличатьс  на величину разности высотных отметок точки измерени  и реперной точкм.The reference vessel 1 is installed on the structural element at a point with a known absolute elevation, and the measuring vessel 2 is placed at a point, the altitude position of which must be determined. After some time, liquid 3 in vessels 1 and 2, flowing through pipe 4, is set at a certain level, with the distance from the liquid surface to the corresponding acoustic transducers 22 differing by the difference of the elevations of the measuring point and the reference point.

После включени  прибора синхронизатор 8 начинает вырабатывать короткие периодически следующие электрические импульсы , скважность которых определ етс  быстродействием конкретного типа арифметического блока 18. Каждый синхроим5 пульсом осуществл етс  запуск генератора 11 зондирующих и (и пульсов установка в исходное состо ние блоков 14-16 и 25 в каждом измерительном канале 9 i/ 10. При поступлении каждого синхроимпульса гене0 ратор 11 вырабатывает мощные короткие импульсы, которыми возбуждаютс  соответствующие акустические преобразователи 5 и 22, В результате в направлении поверхности жидкости 3 преобразовател 5 ми 5 и 22 излучаютс  короткие ультразвуковые импульсы.After switching on the device, the synchronizer 8 begins to produce short periodically following electrical pulses, the duty cycle of which is determined by the speed of a particular type of arithmetic unit 18. Each synchronized pulse5 starts the generator of 11 probing and (and setting the pulses to the initial state of blocks 14-16 and 25 each measuring channel 9 i / 10. When each sync pulse arrives, generator 11 produces powerful short pulses that excite the corresponding acoustic transducers Whether 5 and 22, resulting in a liquid surface 3 5 E converter 5 and 22 short ultrasonic pulses are radiated.

Ультразвуковой импульс преобразовател  5 отражаетс  от экрана 6, а ультразвуковой импульс преобразовател  22, 0 свободно проход  через отверстие 7 в экране 6, - от поверхности оабочей жидкости 3. Прин тые преобразовател ми 5 и 22 эхоим- пульсы трансформируютс  в электрические сигналы и далее передаютс  через соответ5 ствующие усилители 12 и 23 на входы формирователей 13 и 24. С выходов формирователей 13 и 24 импульсы поступают на блоки 14 и 25 фиксации, а затем на блок 15 измерений времени задержки им0 пульсов первого 5 и второго 22 ак/стических преобразователей, На третий вход блока 15 поступают импульсы с генератора 20 счетных импульсов. Из блока 15 счетные импульсы проход т на соответствующие входыThe ultrasonic pulse of the transducer 5 is reflected from the screen 6, and the ultrasonic pulse of the transducer 22, 0 freely passes through the opening 7 in the screen 6, from the surface of the working fluid 3. The echo pulses received by the transducers 5 and 22 are transformed into electrical signals and then transmitted through the corresponding amplifiers 12 and 23 to the inputs of the formers 13 and 24. From the outputs of the formers 13 and 24, the pulses go to the fixing blocks 14 and 25, and then to the block 15 of the measurement of the delay time of the first 5 and second pulses 22 The third input of the block 15 receives pulses from the generator 20 counting pulses. From block 15 counting pulses are passed to the corresponding inputs

5 блока 16 в течение времени задержки эхо- импульсов первого 5 и второго 22 преобразователей . В блоке 16 счетчики подсчитывают счетные импульсы, результаты счета затем записываютс  в соответстзу0 ющие регистры блока 16 дл  эхоимпульсов каждого акустического преобразовател  по отдельному регистру.5 unit 16 during the delay time of echo pulses of the first 5 and second 22 transducers. In block 16, the counters count the counting pulses, the counting results are then recorded in the corresponding registers of block 16 for the echo pulses of each acoustic transducer in a separate register.

Управление записью в регистре осуществл етс  по двум шинам с 15. ПослеRecord management in the register is carried out on two buses from 15. After

5 прихода соответствующего эхоимпульса блок 15 выдает сигнал запрета на блоки 14 и 25, запрещающие прохождение последующих эхоимпульсов на выходы блоков 14 и 25. Информаци  от каждого измерительного5, the arrival of the corresponding echo impulse unit 15 generates a prohibition signal for blocks 14 and 25, which prohibit the passage of subsequent echo pulses at the outputs of blocks 14 and 25. Information from each measuring

0 канала 9 и 10 с регистров блока 16 в виде параллельного двоично-дес тичного кода поступает на входы блока 17 опроса, откуда затем вводитс  в арифметический блок 18. Результаты счета отображаютс  индикато5 ром 19.Channels 9 and 10 from the registers of block 16 in the form of a parallel binary-decimal code are fed to the inputs of the polling block 17, from where they are then entered into the arithmetic unit 18. The counting results are displayed by the indicator 19.

Разность отметок в реперных и измерительных точках вычисл етс  арифметическим блоком по формулеThe difference of marks in the reference and measuring points is calculated by the arithmetic unit by the formula

AH -|i-i4-- H- Г115AH - | i-i4-- H- Г115

где И и 2 - рассто ние акустических преобразователей до экранов в первом и втором сосудах;where And and 2 are the distance of the acoustic transducers to the screens in the first and second vessels;

1 и ti - врем  задержки эхоимпульса отраженного от экрана 6 в каналах 9 и 10 соответственно;1 and ti are the delay times of the echo pulse reflected from screen 6 in channels 9 and 10, respectively;

г и т - врем  задержки эхоимпуль- са, отраженного от поверхности жидкости в каналах 9 и 10 соответственно,r and t is the delay time of the echo pulse reflected from the surface of the liquid in channels 9 and 10, respectively;

В качестве арифметического блока 18 и индикатора 19 целесообразно применить программируемый микрокалькул тор, в ко- торый перед измерением ввод тс  константы И и la и программа вычислений. Уровень жидкости з сосуде без потери точности целесообразно иметь в пределах (1-10) I.As an arithmetic unit 18 and indicator 19, it is advisable to use a programmable microcalculator, in which the constants I and la and the program of calculations are entered before the measurement. The liquid level from the vessel without loss of accuracy is advisable to be in the range of (1-10) I.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Акустический гидростатический нивелир , содержащий сосуды с акустическими экранами и отверсти ми в них, частично заполненные жидкостью и св занные между собой жидкостным трубопроводом, синхро- низатор, генератор счетных импульсов и последовательно соединенные блок опроса, арифметический блок и индикатор, в дон- .ной части каждого из сосудов расположен первый акустический преобразователь, св - занный с соответствующим генератором зондирующих импульсов и с соответствующими последовательно включенными первым усилителем, первым формирователе 1;, первым блоком фиксации эхоимпульсов. блоком измерени  времени задержки и блоком сиетчиков, выходы которого соединены с соответствующими входами блока опроса, а установочный вход подключен к выходу синхронизатора, св занному с входами генератора зондирующих импульсов, первого блока фиксации эхоимпульсов и блока изме- рйьи  времени задержки, соответствующий вход которого св зан с выходом генератора счетных импульсов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, он снабжен по числу сосудов конусными акустическими ловушками и последовательно включенными акустическими преобразовател ми, соединенными с соответствующими генераторами зондирующих импульсов, вторыми усилител ми, вторыми формировател ми и вторыми блоками фиксации эхоимпульсов, св занными с выходом синхронизатора и с соответствующими блоками измерени  времени задержки , причем в каждом из сосудов конусна  акустическа  ловушка установлена между дном и первым акустическим преобразователем , первый и второй акустические преобразователи жестко св заны с ней, а отверстие в акустическом экране расположено над вторым акустическим преобразователем и выполнено с поперечным сечением, большим сечений второго акустического преобразовател .Acoustic hydrostatic level, containing vessels with acoustic screens and holes in them, partially filled with liquid and interconnected by a liquid pipe, a synchronizer, a generator of counting pulses and a series connected interrogator, an arithmetic unit and an indicator, in the bottom part Each of the vessels houses the first acoustic transducer associated with the corresponding generator of probe pulses and with the corresponding sequentially connected first amplifier, the first rover 1 ;, the first block of fixation of echo pulses. a delay time measurement unit and a sietchik block whose outputs are connected to the corresponding inputs of the polling unit, and the setup input is connected to the synchronizer output connected to the inputs of the probe pulse generator, the first echo pulses fixation unit, and the corresponding delayed input unit with an output of a counting pulse generator, characterized in that, in order to expand the measurement range, it is equipped with conical acoustic traps and series-connected in accordance with the number of vessels acoustic transducers connected to the corresponding probing pulse generators, second amplifiers, second shapers, and second echo impulse fixation blocks associated with the synchronizer output and the corresponding time delay measuring blocks, with a cone acoustic trap installed in each of the vessels between the bottom and the first acoustic transducer, the first and second acoustic transducers are rigidly connected with it, and the hole in the acoustic screen is located above the second acoustic This transducer is made with a cross section that is larger than the second acoustic transducer.
SU894731448A 1989-08-22 1989-08-22 Acoustic hydrostatic level SU1661573A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894731448A SU1661573A1 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Acoustic hydrostatic level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894731448A SU1661573A1 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Acoustic hydrostatic level

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1661573A1 true SU1661573A1 (en) 1991-07-07

Family

ID=21466926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894731448A SU1661573A1 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Acoustic hydrostatic level

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1661573A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Васютинский И.Ю. Гидронивелирование. - М.: Недра, 1983, с. 74-75. Авторское свидетельство СССР № 1247650, кл. G 01 С 5/04, 28.01.85. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3727454A (en) Ultrasonic systems for carrying out flow measurements in fluids
SU1661573A1 (en) Acoustic hydrostatic level
US3624712A (en) Ultrasonic pulse echo thickness-measuring device
SU1247650A1 (en) Acoustic hydrostatic level
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
SU1024726A1 (en) Ultrasonic flowmeter
RU2085858C1 (en) Ultrasound method for detection of product volume which runs through pipe and device which implements said method
SU1357709A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness gauge
JPS6042405B2 (en) Pulsed ultrasonic Doppler current meter
SU1224586A1 (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of flow rate
SU987393A1 (en) Ultrasonic flow speed meter
RU2165085C2 (en) Gear measuring flow velocity of substance
RU1820230C (en) Device for measuring speed of propagation of ultrasonic oscillations
SU855576A1 (en) Sonic depth finder
SU1578634A1 (en) Method of measuring the time of propagation of ultrasound
SU1226302A1 (en) Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface
SU859811A1 (en) Ultrasonic thickness gauge
SU1504509A1 (en) Ultrasonic self-calibrating meter of linear dimensions and displacements
SU1065768A1 (en) Ultrasonic device for material quality control
SU847184A1 (en) Pulse meter of ultrasound speed
SU962809A1 (en) Apparatus for determining concrete strength
SU425110A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE RATE OF ABSORPTION OF ULTRASOUND IN SAMPLE MINERALS AND MOUNTAIN BREEDS
SU1008620A1 (en) Ultrasonic level indicator
SU954873A1 (en) Meter of ultrasound speed in liquid
SU1327149A1 (en) Training aid for engineering geodesy