SU1661573A1 - Acoustic hydrostatic level - Google Patents
Acoustic hydrostatic level Download PDFInfo
- 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
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)
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) |
-
1989
- 1989-08-22 SU SU894731448A patent/SU1661573A1/en active
Non-Patent Citations (1)
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 |