Уровнемер

Авторы патента:

Хабибуллин Роберт Абдуллович (RU)

Загидуллин Миллизян Зиннатович (RU)

Ваняшин Владимир Алексеевич (RU)

Законов Михаил Анатольевич (RU)

Мезиков Аркадий Константинович (RU)

G01F23/28 - путем измерения параметров электромагнитных или звуковых волн, направленных непосредственно в жидкие или сыпучие тела

Владельцы патента RU 2491519:

Общество с ограниченной ответственностью Инженерный центр "Энергопрогресс" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости в условиях значительных изменений диэлектрической проницаемости газовой среды над ее уровнем, преимущественно для контроля уровня воды в энергетических паровых котлах. Уровнемер содержит погруженный в жидкость отрезок длинной линии, выполненной в виде прямолинейного стержня, генератор зондирующих микроволновых импульсов, выход которого соединен с верхним концом отрезка длинной линии, приемник, первый амплитудный селектор, измеритель временных интервалов, а также вычислитель уровня. При этом верхний конец отрезка длинной линии подключен к входу приемника, выход которого соединен с входом первого амплитудного селектора, опорный выход генератора зондирующих микроволновых импульсов и выход первого амплитудного селектора являются соответственно управляющими входами старт и стоп измерителя временных интервалов, выход которого соединен с первым входом вычислителя уровня. Отрезок длинной линии имеет регулярные неоднородности по его длине, представляющие собой утолщения прямолинейного стержня, а уровнемер снабжен блоком калибровки, включенным между приемником и вычислителем уровня и состоящим из последовательно соединенных второго амплитудного селектора и цифрового периодомера, при этом вход второго амплитудного селектора подключен к выходу приемника, управляющие входы старт и стоп цифрового периодомера подключены соответственно к опорному выходу генератора зондирующих микроволновых импульсов и выходу первого амплитудного селектора, а выход цифрового периодомера соединен со вторым входом вычислителя уровня. Технический результат - повышение точности измерения уровня жидкости. 2 ил.

Известен радиоволновый уровнемер, содержащий чувствительный элемент, представляющий собой отрезок длинной линии, один конец которой погружен в жидкость, а другой соединен с генератором высокочастотного синусоидального напряжения, а также измеритель напряжения, подключенный к определенной точке отрезка длинной линии (Бобровников Г.Н., Катков А.Г. Методы измерения уровня. - М.: Машиностроение, 1997, 168 С.). В результате интерференции падающей и отраженной от уровня жидкости волн в отрезке длинной линии образуется стоячая волна и текущее значение уровня определяется по показаниям измерителя напряжения. Недостатком данного уровнемера являются низкая точность, а также влияние изменения электрических характеристик жидкости на его показания.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является уровнемер, содержащий погруженный в жидкость отрезок длинной линии, выполненной в виде прямолинейного стержня, генератор зондирующих микроволновых импульсов, выход которого соединен с верхним концом отрезка длинной линии, приемник, первый амплитудный селектор, измеритель временных интервалов, а также вычислитель уровня, при этом верхний конец отрезка длинной линии подключен к входу приемника, выход которого соединен с входом первого амплитудного селектора, опорный выход генератора зондирующих микроволновых импульсов и выход первого амплитудного селектора являются соответственно управляющими входами старт и стоп измерителя временных интервалов, выход которого соединен с первым входом вычислителя уровня (Патент Германии №4404745, М.кл. G01F 23/28, 1995).

В известном уровнемере микроволновые импульсы, излученные генератором, распространяются вдоль отрезка длинной линии в газовой среде и отражаются от поверхности жидкости. Уровень жидкости определяется по временному сдвигу между прямым и отраженным микроволновыми импульсами, измерение длительности которого осуществляется в соответствии с технологией рефлектометрии с временным разрешением TDR (Time Domain Reflectometry).

Известный уровнемер имеет низкую точность при измерении уровня жидкости, диэлектрическая проницаемость ε газовой среды над которой изменяется в широких пределах.

Примером является контроль уровня воды в современных энергетических паровых котлах, производящих пар с температурой, достигающей 500°С и выше, при наиболее ответственном режиме их работы - пуске. При этом в начальный период пуска в диапазоне температур от 20 до 373°С диэлектрическая проницаемость водяного пара в состоянии насыщения изменяется от 1,000 до 3,883.

Такое увеличение диэлектрической проницаемости (от 1,000 до 3,883) приводит к значительному изменению скорости распространения электромагнитной волны вдоль длинной линии в газовой среде V, величина которой определяется выражением

$V_{1} = \frac{C}{\sqrt{ε}}$ ,

где С - скорость распространения электромагнитной волны в вакууме.

В результате изменения скорости распространения электромагнитной волны вдоль длинной линии, зависящей от диэлектрической проницаемости газовой среды, существенно снижается точность измерения уровня.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерения уровня. Поставленная настоящим изобретением задача решается тем, что в известном уровнемере, содержащем погруженный в жидкость отрезок длинной линии, выполненной в виде прямолинейного стержня, генератор зондирующих микроволновых импульсов, выход которого соединен с верхним концом отрезка длинной линии, приемник, первый амплитудный селектор, измеритель временных интервалов, а также вычислитель уровня, при этом верхний конец отрезка длинной линии подключен к входу приемника, выход которого соединен с входом первого амплитудного селектора, опорный выход генератора зондирующих микроволновых импульсов и выход первого амплитудного селектора являются соответственно управляющими входами старт и стоп измерителя временных интервалов, выход которого соединен с первым входом вычислителя уровня, отрезок длинной линии имеет регулярные неоднородности по его длине, представляющие собой утолщения прямолинейного стержня, а уровнемер снабжен блоком калибровки, включенным между приемником и вычислителем уровня, и состоящим из последовательно соединенных второго амплитудного селектора и цифрового периодомера, при этом вход второго амплитудного селектора подключен к выходу приемника, управляющие входы старт и стоп цифрового периодомера подключены соответственно к опорному выходу генератора зондирующих микроволновых импульсов и выходу первого амплитудного селектора, а выход цифрового периодомера соединен со вторым входом вычислителя уровня.

Отличительными признаками согласно изобретению является то, что отрезок длинной линии имеет регулярные неоднородности по его длине, представляющие собой утолщения прямолинейного стержня, а уровнемер снабжен блоком калибровки, включенным между приемником и вычислителем уровня и состоящим из последовательно соединенных второго амплитудного селектора и цифрового периодомера, при этом вход второго амплитудного селектора подключен к выходу приемника, управляющие входы старт и стоп цифрового периодомера подключены соответственно к опорному выходу генератора зондирующих микроволновых импульсов и выходу первого амплитудного селектора, а выход цифрового периодомера соединен со вторым входом вычислителя уровня.

Благодаря применению отрезка длинной линии, имеющего регулярные неоднородности по его длине, от них происходит частичное отражение микроволновых импульсов, что позволяет с помощью блока калибровки по измеренному интервалу времени между микроволновыми импульсами, отраженными от смежных регулярных неоднородностей отрезка длинной линии, расположенных в газовой среде над уровнем жидкости и заданному расстоянию между ними определить скорость распространения электромагнитной волны вдоль отрезка длинной линии в газовой среде.

Результатом учета при определении уровня действительных значений скорости распространения электромагнитной волны является повышение точности уровнемера в условиях значительных изменений диэлектрической проницаемости газовой среды над уровнем жидкости.

На фиг.1 представлена структурная схема уровнемера; на фиг.2 показаны временные диаграммы сигналов, где U - амплитуды сигналов, t - текущее значение времени.

Уровнемер содержит отрезок длинной линии 1, генератор зондирующих микроволновых импульсов 2, приемник 3, первый амплитудный селектор 4, измеритель временных интервалов 5, вычислитель уровня 6 и блок калибровки 7.

Элементы уровнемера связаны между собой следующим образом. Верхний конец отрезка длинной линии 1, соединен с выходом генератора зондирующих микроволновых импульсов 2 и подключен к входу приемника 3. Вход амплитудного селектора 4 подключен к выходу приемника 3, а его выход соединен с управляющим входом стоп измерителя временных интервалов 5, управляющий вход старт которого подключен к опорному выходу генератора микроволновых импульсов 2. Выход измерителя временных интервалов 5 соединен с первым входом вычислителя уровня 6.

Блок калибровки 7, включенный между приемником 3 и вычислителем уровня 6, состоит из последовательно соединенных второго амплитудного селектора 8 и цифрового периодомера 9. Используемый в схеме цифровой периодомер 9 обеспечивает подсчет целого числа периодов сигнала в выделенном временном интервале, а результат измерения цифрового периодомера 9 определяется как среднее значение периода сигнала из всех периодов в пределах выделенного временного интервала.

Вход амплитудного селектора 8 подключен к выходу приемника 3, управляющие входы старт и стоп цифрового периодомера 9 подключены соответственно к опорному выходу генератора микроволновых импульсов 2 и выходу амплитудного селектора 4, а выход цифрового периодомера 9 соединен со вторым входом вычислителя уровня 6.

Отрезок длинной линии 1, выполненный в виде прямолинейного стержня, частично погружен в жидкость 10 и пересекает границу раздела газовой среды 11 и жидкости 10 - уровень жидкости 10 в емкости 12. Отрезок длинной линии 1 имеет регулярные неоднородности по его длине, представляющий собой утолщения прямолинейного стержня, в которых волновое сопротивление линии отклоняется от среднего значения. Например, регулярные неоднородности отрезка длинной линии могут быть выполнены в виде цилиндрических выступов 13 на отрезке длинной линии 1, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга.

Уровнемер работает следующим образом.

С выхода генератора 2 зондирующие микроволновые импульсы подаются в верхний конец отрезка длинной линии 1 и распространяются вдоль нее в газовой среде 11 и жидкости 10 со скоростью V, зависящей от значений диэлектрической проницаемости этих сред. При распространении каждого зондирующего импульса происходит его частичное отражение последовательно: от регулярных неоднородностей 13 отрезка длинной линии 1, расположенных в газовой среде 11, границы раздела газовой среды 11 и жидкости 10 и от регулярных неоднородностей 13 отрезка длинной линии 1 в жидкости 10.

Зондирующий и отраженные импульсы поступают на вход приемника 3, сигналы на выходе которого, соответствующие принятым и преобразованным микроволновым импульсам, показаны на фиг.2,а, где 1 - зондирующий импульс, 2 - импульсы, отраженные от регулярных неоднородностей 13 в газовой среде 11, 3 - импульс, отраженный от границы раздела газовой среды 11 и жидкости 10, 4 - импульсы, отраженные от регулярных неоднородностей 13 в жидкости 10.

С выхода приемника 3 сигналы (фиг.2,а) подаются на вход амплитудного селектора 4, уровни срабатывания которого настроены на величину сигнала 3 (фиг.2,а).

Одновременно с подачей зондирующего микроволнового импульса в верхний конец отрезка длинной линии 1 с опорного выхода генератора 2 подается короткий отчетный импульс 5 (фиг.2,б) на управляющий вход старт измерителя временных интервалов 5.

При появлении на входе амплитудного селектора 4 сигнала 3 (фиг.2,а) на его выходе формируется короткий отчетный импульс 6 (фиг.2,б), который подается на управляющий вход стоп измерителя временных интервалов 5. С выхода измерителя временных интервалов 5 на первый вход вычислителя уровня 6 подается сигнал, пропорциональный временному интервалу t₁ между поданным в верхний конец отрезка длинной линии 1 зондирующим микроволновым импульсом 1 (фиг.2,а) и микроволновым импульсом 3 (фиг.2,а), отраженным от границы раздела газовой среды 11 и жидкости 10.

Для исключения влияния на точность определения уровня изменений скорости распространения электромагнитной волны V вдоль отрезка длинной линии 1, зависящей от диэлектрической проницаемости газовой среды 11, уровнемер снабжен блоком калибровки 7, позволяющим измерять эту скорость непосредственно в процессе определения уровня.

Блок калибровки 7 работает следующим образом.

С выхода приемника 3 сигналы (фиг.2,а) подаются на вход блока калибровки 7, которым является вход амплитудного селектора 8. Уровни срабатывания амплитудного селектора 8 настроены на величину сигналов 2 (фиг.2,а) и близких им по своему значению сигналов 4 (фиг.2,а) отраженных от регулярных неоднородностей 13 отрезка длинной линии 1 соответственно в газовой среде 11 и жидкости 10.

В моменты поступления на вход амплитудного селектора 8 сигналов 2 и 4 (фиг.2,а) они регистрируются им и на выходе амплитудного селектора 9 появляются совпадающие по времени с этими сигналами калибровочные импульсы соответственно 7 и 8 (фиг.2,в), которые подаются на вход цифрового периодомера 9.

В цифровом периодомере 9 из указанной последовательности калибровочных импульсов обеспечивается регистрация калибровочных импульсов 7 (фиг.2,г), поступивших на его вход в течение временного интервала t₁ выделенного отсчетными импульсами 5 и 6 (фиг.2,б), поданными на его управляющие входы старт и стоп соответственно с опорного выхода генератора микроволновых импульсов 2 и выхода амплитудного селектора 4.

Цифровым периодомером 9 осуществляется подсчет целого числа периодов калибровочных импульсов 7 (фиг.2,г) в выделенном временном интервале t₁ и определяется среднее значение периода этих калибровочных импульсов из всех периодов в пределах этого временного интервала.

С выхода цифрового периодомера 9, который является выходом блока калибровки 7, сигнал пропорциональный среднему значению периода калибровочных импульсов 7 (фиг.2,г), соответствующих сигналам 2 (фиг.2,а), отраженным от регулярных неоднородностей 13 отрезка длинной линии 1 в газовой среде 11, поступает на второй вход вычислителя уровня 6, где по его величине и известному расстоянию между ними определяется скорость V распространения электромагнитной волны в газовой среде 11 вдоль отрезка длинной линии 1.

Таким образом в вычислителе уровня по значениям временного интервала t₁ и скорости V распространения электромагнитной волны в газовой среде определяется уровень жидкости 10.

Использование заявляемого изобретения позволяет повысить точность измерения уровня жидкости в условиях значительных изменений диэлектрической проницаемости газовой среды над ней, влияющих на скорость распространения электромагнитной волны вдоль отрезка длинной линии в газовой среде, за счет непосредственного измерения этой скорости и учета ее величины при определении уровня.

Уровнемер, содержащий погруженный в жидкость отрезок длинной линии, выполненной в виде прямолинейного стержня, генератор зондирующих микроволновых импульсов, выход которого соединен с верхним концом отрезка длинной линии, приемник, первый амплитудный селектор, измеритель временных интервалов, а также вычислитель уровня, при этом верхний конец отрезка длинной линии подключен к входу приемника, выход которого соединен с входом первого амплитудного селектора, опорный выход генератора зондирующих микроволновых импульсов и выход первого амплитудного селектора являются соответственно управляющими входами старт и стоп измерителя временных интервалов, выход которого соединен с первым входом вычислителя уровня, отличающийся тем, что отрезок длинной линии имеет регулярные неоднородности по его длине, представляющие собой утолщения прямолинейного стержня, а уровнемер снабжен блоком калибровки, включенным между приемником и вычислителем уровня и состоящим из последовательно соединенных второго амплитудного селектора и цифрового периодомера, при этом вход второго амплитудного селектора подключен к выходу приемника, управляющие входы старт и стоп цифрового периодомера подключены соответственно к опорному выходу генератора зондирующих микроволновых импульсов и выходу первого амплитудного селектора, а выход цифрового периодомера соединен со вторым входом вычислителя уровня.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня и границы раздела двух продуктов в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Способ определения высоты слоя сыпучего материала // 2488079

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Устройство для определения высоты слоя вещества // 2478191

Устройство для пожаротушения // 2476760

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в качестве средства пожаротушения с высокоточным определением массы огнетушащего вещества, в частности диоксида углерода, в баллоне и ее уменьшения вследствие возможной утечки из баллона.

Способ определения уровня жидкости в емкости // 2473056

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. .

Способ измерения уровня жидкости в емкости // 2473055

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. .

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости // 2473054

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях.

Радиолокационный уровнемер // 2471159

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для измерения уровня сыпучих веществ в резервуарах. .

Способ компенсации погрешности измерения ультразвукового уровнемера // 2471158

Изобретение относится к ультразвуковым локационным измерителям уровня жидкости и сыпучих продуктов в резервуарах на автозаправочных станциях и нефтебазах, а также в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового уровнемера // 2470267

Устройство для измерения уровня жидкости // 2498234

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно: к устройствам измерения уровня жидкости методом импульсной звуколокации границы раздела газовой и жидкой фаз в согласованном акустическом волноводе. Устройство для измерения уровня жидкости включает электроакустический преобразователь, с мембраной в корпусе, соединенный с акустическим волноводом, выполненным в виде погруженной в жидкую фазу трубы, электрическую схему для генерации акустических импульсов и обработки принимаемых эхо-сигналов, при этом акустический преобразователь снабжен установленным в корпусе между двух демпфирующих втулок резонатором, выполненным в виде трубы того же внутреннего диаметра, что и волновод, мембрана круглая металлическая и жестко закреплена на нижнем конце резонатора с установленным на ней пьезоэлектрическим элементом, поджатым сверху упругой вставкой. В электрическую схему введены детектор экстремумов и компаратор нулевого уровня, а также полосовой фильтр и масштабный усилитель. Технический результат - упрощение конструкции электроакустического преобразователя и снижение погрешности измерения уровня жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости // 2511646

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, оно может быть применено для измерения массы криогенных жидкостей в металлических емкостях. Предлагается способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости, при котором в первом цикле измерений излучают электромагнитные волны фиксированной частоты f1, для которой длина волны λ1 в свободном пространстве меньше характерного размера полости, в пространство, ограниченное металлической оболочкой емкости, циклически изменяют конфигурацию полости, выводят часть мощности электромагнитного поля из полости и измеряют среднее за цикл значение выводимой из полости мощности Р1 электромагнитного поля на длине волны λ1. При этом дополнительно, во втором цикле измерений, производят излучение электромагнитных волн фиксированной частоты f2, для которой длина волны λ2 в свободном пространстве меньше характерного размера полости, в пространство, ограниченное металлической оболочкой емкости, с объемом, уменьшенным на фиксированную величину ΔV по сравнению с объемом V0 полости при первом цикле измерений, измеряют среднее за цикл значение выводимой из полости мощности Р2 электромагнитного поля на длине волны λ2, осуществляют совместное функциональное преобразование P1 и Р2. Технический результат - повышение точности измерения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Магнитострикционный уровнемер // 2517919

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей преимущественно в резервуарах. Магнитострикционнй уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, поплавок с магнитами, размещенными вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее, блок определения уровня, генератор электрического импульса, подключенный к обмотке, пьезоприемник и формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, соединенный с пьезоприемником через усилитель преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта, входы которого соединены соответственно с генератором электрического импульса и формирователем цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, а выход с входом блока определения уровня. В отличие от известного в него введен опорный элемент с магнитом с плотностью выше максимальной плотности жидкости, опирающийся на дно резервуара и установленный на конце звукопровода, погруженном в жидкость. Технический результат - уменьшение погрешности измерения уровня жидкости. 3 ил.

Способ определения уровня и других параметров фракционированной жидкости и магнитострикционный уровнемер для его осуществления // 2518470

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для измерения уровня жидкостей, преимущественно в резервуарах. Способ содержит формирование и подачу кодированных электрических импульсов заданной длительности. Далее преобразуют сформированные электрические импульсы в ультразвуковые колебания в звукопроводе посредством деформации звукопровода, формируя в обмотке катушки возбуждения переменный магнитный поток. Магнитный поток формируют путем подачи сформированных электрических импульсов заданной длительности в обмотку катушки возбуждения, воздействуя протекающим через сечение обмотки катушки возбуждения переменным магнитным потоком на постоянное магнитное поле и изменяя результирующую магнитного поля. Преобразуют ультразвуковые колебания в электрические колебания путем деформации кристалла сегнетоэлектрика пьезоприемника под воздействием ультразвуковых колебаний. Вычисляют интервал времени прохождения ультразвуковых колебаний через жидкость. Определяют по известной скорости звука в звукопроводе и вычисленному интервалу времени уровень жидкости. За вычисленный интервал времени прохождения ультразвуковых колебаний принимают сумму заранее измеренной корректирующей добавки, определяемой по измеренному расстоянию от зафиксированного в известной точке автономного измерительного модуля до днища емкости, времени между прохождением ультразвуковых колебаний от поплавка до нижнего конца звукопровода, из которых вычитается время прохождения ультразвуковых колебаний от зафиксированного в известной точке автономного измерительного модуля до нижнего конца звукопровода. В кодированном сигнале на выходе пьезоприемника содержится также информация о параметрах жидкости и индивидуальном номере точки измерения. Магнитострикционный уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящимся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули с измерительными схемами под управлением микропроцессоров и катушками возбуждения звукопровода и магнитные блоки из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенных вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее. Технический результат - повышение точности измерения уровня, компенсация погрешности, вызванной температурным коэффициентом расширения звукопровода, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения дополнительных параметров фракций жидкости. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для измерения физических параметров объекта // 2521722

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических параметров объектов, таких как геометрические размеры изделий, расстояние до какого-либо объекта, уровень веществ в емкостях, физические свойства жидкостей и газов, находящихся в емкостях и перемещаемых по трубопроводам и т.п. Устройство состоит из датчика в виде резонатора, электронного блока для возбуждения электромагнитных колебаний в резонаторе и измерения его резонансной частоты и циркулятора с числом плеч 3 и более. К плечам циркулятора подсоединены соответствующие чувствительные элементы, в том числе идентичные, выполненные в виде приемопередающих антенн или отрезков волноводов с открытым торцом, направленных в сторону контролируемого объекта. Для измерения физических параметров жидкости чувствительные элементы могут быть выполнены в виде частично погруженных в неё отрезков волноводов. Техническим результатом является повышение чувствительности устройства. 4 ил.

Бесконтактный радиоволновой способ измерения уровня жидкости в емкости // 2521729

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. Способ заключается в том, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал биений на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, производят прямое непрерывное вейвлет-преобразование сигнала биений за время периода модуляции, в полученном вейвлет-спектре сигнала биений находят точки локальных экстремумов, экстраполируют их прямой линией, находят точку пересечения этой линии с осью ординат масштабных коэффициентов - a, по полученному коэффициенту с помощью функции преобразования, построенной для используемого вейвлета, определяют разностную частоту, по которой судят об уровне жидкости в емкости. Технический результат - повышение точности измерения уровня жидкости в емкостях. 4 ил.

Способ определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером и магнитострикционный уровнемер // 2529821

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей, преимущественно в резервуарах. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения уровня жидкости. В способе определения уровня жидкости магнитострикционным уровнемером производят измерение температуры конца звукопровода, погруженного в жидкость, с учетом измеренной температуры определяют скорость звука в звукопроводе, измеряют второй интервал времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования прямых электрических колебаний на пьезоприемнике, и определяют расстояние от конца звукопровода уровнемера до уровня жидкости по разности второго интервала времени от момента подачи импульса на обмотку катушки возбуждения до момента формирования отраженных от конца проволоки электрических колебаний на пьезоприемнике, и первого интервала времени. Кроме того, определяют в качестве контрольной сумму первого и второго интервалов времени при отсутствии помех, а все измерения при наличии помех, не удовлетворяющие контрольной сумме, отбрасывают. В магнитострикционный уровнемер, содержащий чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, систему поплавков с магнитами, размещенных вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее, генератор электрического импульса, блок определения уровня, генератор электрического импульса, подключенный к обмотке, пьезоприемник и формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, соединенный с пьезоприемником через усилитель преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта, входы которого соединены соответственно с генератором электрического импульса и формирователем цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, а выход со вторым входом блока определения уровня, в отличие от известного, введен датчик температуры, установленный у конца звукопровода, погружаемого в жидкость, и связанный с блоком определения уровня. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для измерения количества вещества в металлической емкости // 2531033

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объемов металлических полостей произвольной формы, а также для измерения количества (объема, массы) содержащихся в таких полостях веществ, занимающих произвольное положение в объеме емкости, в том числе и имеющих многосвязную конфигурацию. Область применения данного устройства включает проведение измерений количества вещества в емкости в условиях невесомости и на транспортных средствах, когда нет горизонтальной границы раздела сред, т.е. когда задачу измерения количества невозможно свести к задаче измерения уровня вещества в емкости. Предлагаемое устройство для измерения количества вещества в металлической емкости содержит датчик в виде полости емкости, служащей объемным резонатором, к которому подсоединены генератор электромагнитных колебаний, модулированных по частоте в диапазоне [f1, f2], и последовательно соединенные детектор и регистратор числа типов колебаний, возбуждаемых в емкости. Устройство содержит дополнительно не менее одного подключенного к емкости генератора электромагнитных колебаний, модулированных по частоте, причем диапазон изменения частоты каждого из этих генераторов составляет часть поделенного на поддиапазоны [f1, f1], [f1, f2], …, [fk-1, fk], [fk, f2] диапазона [f1, f2], отличную от диапазонов изменения частоты других генераторов. Каждый из генераторов может быть подсоединен к емкости с помощью соответствующей линии связи. Устройство может содержать сумматор мощности, ко входам которого подсоединены все генераторы, а выход которого подсоединен к емкости с помощью одной линии связи. 3 ил.

Поплавковый магнитострикционный уровнемер // 2531763

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости, преимущественно в резервуарах. Уровнемер содержит звукопровод, блок обработки, поплавок, установленный на звукопроводе с возможностью перемещения вдоль него, проводящий элемент, выполненный непрерывным и по длине звукопровода прилегающим к нему для прохождения в отверстие поплавка без трения, генератор электрических импульсов, соединенный с первым входом блока обработки и с проводящим элементом, акустический преобразователь, соединенный с верхним концом звукопровода и с усилителем-формирователем, выход которого соединен со вторым входом блока обработки, а поплавок содержит расположенные соосно с его отверстием тороидальный трансформатор и катушку возбуждения с незамкнутым магнитопроводом, в котором в отличие от прототипа генератор электрических импульсов, проводящий элемент, тороидальный трансформатор и катушка возбуждения образуют цепь передачи вырабатываемого генератором электрического импульса для возбуждения магнитострикции в звукопроводе, причем этот же импульс является импульсом отсчета для блока обработки. Изобретение позволяет повысить надежность и точность измерения путем упрощения устройства и уменьшения этапов преобразования сигнала, а также увеличения мощности импульса, возбуждающего эффект магнитострикции. 1 ил.

Радиоволновое фазовое устройство для определения уровня жидкости в емкости // 2534451

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Радиоволновое фазовое устройство для определения уровня жидкости содержит генератор СВЧ фиксированной частоты, подсоединенный через первый делитель мощности, основной вывод направленного ответвителя и циркулятор к приемо-передающей антенне для излучения электромагнитных волн в сторону поверхности жидкости по нормали к ней и приема отраженных электромагнитных волн. Устройство также содержит первый смеситель излучаемых и принимаемых электромагнитных волн, к первому и второму входам которого подсоединены соответственно вспомогательный вывод направленного ответвителя и вывод циркулятора через второй делитель мощности, второй смеситель, первый делитель частоты на N и второй делитель частоты на N. При этом первый и второй входы второго смесителя соединены соответственно через первый и второй делители частоты на N со вторыми выходами первого и второго делителя мощности, а выход второго смесителя соединен с вычислительным блоком. Технический результат - повышение точности устройства. 1 ил.