Бесконтактный радиоволновый способ измерения уровня жидкости в емкости

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2611333:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости в емкости. Технический результат заключается в повышении точности измерений. В предлагаемом способе измерения уровня жидкости в емкости технический результат достигается тем, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, записывают эти данные в виде массива выборок с частотой за время периода модуляции, определяют уровень по частоте максимума спектральной плотности сигнала разностной частоты. При этом дополнительно массив данных сигнала разностной частоты записывается с частотой , меняющейся пропорционально отклонению от линейной частотной характеристики измерительной системы, а затем вновь выбирается равномерно для спектральной обработки. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, охлаждающей жидкости в ядерных реакторах и др.

Известны радиоволновые способы измерения, которые используют для бесконтактного измерения уровня жидких сред в емкостях для хранения нефтепродуктов, химически активных, агрессивных и вязких жидкостей (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. 208 с.). При этом реализуемые на основе этих способов уровнемеры должны обеспечивать достаточно высокую одинаковую точность (до 2 мм) в диапазоне измерения от 0,3 до 20 метров и при этом быть надежными, удобными в эксплуатации и недорогими устройствами. В задачах, связанных с радиоволновым бесконтактным измерением уровня жидкостей, применяются способы с частотной модуляцией электромагнитных колебаний.

Реализацию способа рассмотрим на примере бесконтактного радиоволнового уровнемера, использующего в работе линейную частотную модуляцию несущей волны (ЛЧМ). Эти частотно-модулированные электромагнитные волны излучаются в сторону поверхности жидкости по нормали к ней. Временное запаздывание отраженной от контролируемой поверхности волны относительно падающей приводит к сдвигу частоты между излученными и отраженными волнами. Этот сигнал разностной частоты (СРЧ) или сигнал биений выделяется на специальном элементе - смесителе, входящем в состав измерительного устройства. В этом случае частота отраженного от поверхности контролируемой среды сигнала отличается от частоты зондирующего сигнала на величину частоты сигнала биений: , где L - расстояние до поверхности контролируемой среды или уровень, - максимальный диапазон перестройки частоты, Т_M - период линейной модуляции, с - скорость света. Из этой формулы следует

Как и у всех частотных дальномеров, здесь имеется методическая дискретная ошибка определения дальности δ, обусловленная конечным числом периодов сигнала биений за время периода модуляции, которое может отличаться от целого:

Наличие этой ошибки определяется способом измерения частоты, который основан на подсчете числа нулей сигнала за определенное время. Так как при незначительном изменении расстояния меняется фаза, а следовательно, и форма сигнала на выходе смесителя, то результат подсчета меняется дискретно. В связи с этим используются различные технические решения, направленные на уменьшение этой погрешности (Кагаленко Б.И., Марфин В.П., Мещеряков В.П. Дальномер повышенной точности // Измерительная техника.1981. №12. С. 68-69.).

Известно также техническое решение - измерение расстояния по максимальному или средневзвешенному значению спектра сигнала биений в методе с использованием частотной модуляции, которое по технической сущности наиболее близко к предлагаемому способу и принято в качестве прототипа (Теоретические основы радиолокации / Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Сов. Радио, 1970. 560 с.). Данный способ-прототип заключается в зондировании поверхности жидкости по нормали к ней частотно-модулированными электромагнитными волнами, приеме отраженных электромагнитных волн, выделении сигнала биений на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами и вычислении расстояния по разностной частоте сигнала СРЧ, определяемой по максимальному значению его частотного спектра.

Однако при этом методическая дискретная ошибка (2) сохраняется, поскольку спектральный анализ основан на разложении сигнала по целому числу гармоник, в то время как реальный максимум при измерении расстояния может располагаться и между гармониками. Чтобы измерить частоту СРЧ на минимальном расстоянии 0.3 м, надо иметь такую , чтобы можно было наблюдать хотя бы один период сигнала СРЧ. Тогда это будет первая гармоника в спектре СРЧ. Из формулы (1) следует, что в этом случае равна 500 МГц, а ошибка δ равна 0,15 м при диапазоне измерения свыше 0,3 м. Поэтому, чтобы обеспечить приемлемую точность, приходится увеличивать ; обычно эта величина для промышленных уровнемеров составляет 1÷2 ГГц, что соответствует δ=7,5÷3,75 см. Дальнейшее увеличение точности достигается путем использования сглаживающих процедур (Езерский В.В., Давыдочкин В.М. Оптимизация спектральной обработки сигнала прецизионного датчика расстояния на основе частотного дальномера // Измерительная техника. 2005. №2. С. 21-25.). Однако использование больших значений приводит к увеличению дополнительных погрешностей из-за возрастающего влияния нелинейности частотной характеристики СВЧ-блоков схемы измерителя, которое приводит к расширению спектра сигнала биений, и, соответственно, к большей ошибке в определения максимума спектральной плотности. Все это вместе с высокой стоимостью широкополосного устройства с высокой равномерностью частотной характеристики приводит к снижению функциональных параметров уровнемера.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Технический результат в предлагаемом способе измерения уровня жидкости в емкости достигается тем, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, записывают эти данные в виде массива выборок с частотой f_s за время периода модуляции, определяют уровень по частоте максимума спектральной плотности сигнала разностной частоты. При этом дополнительно массив данных сигнала разностной частоты записывается с частотой f_si, меняющейся пропорционально отклонению от линейной частотной характеристики измерительной системы, а затем вновь выбирается равномерно для спектральной обработки.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализации способа и его частотная характеристика, а на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие действие способа.

На фиг. 1 показан модулятор 1, генератор 2, направленный ответвитель 3, передающая антенна 4, приемная антенна 5, смеситель 6, блок предварительной обработки сигнала -7, вычислительный блок 8.

Способ реализуется следующим образом. Генератор линейно-изменяющегося напряжения 1 модулирует частоту генератора СВЧ 2, с выхода которого электромагнитные колебания проходят через направленный ответвитель 3 на антенну 4 и излучаются в сторону контролируемой поверхности 9. Отраженная электромагнитная волна принимается антенной 5 и поступает на смеситель 6, куда также поступает часть мощности падающей волны от направленного ответвителя 3. На выходе смесителя 6 формируется сигнал разностной частоты, который поступает в блок предварительной обработки сигнала - 7. В этом блоке производится запись данных в массив за время периода частотной модуляции с частотой выборки, меняющейся пропорционально отклонению частотной характеристики измерительной системы от линейной, затем данные с одинаковой частотой выборки подаются на вычислительный блок 8, где уровень определяется по частоте максимума спектральной плотности линеаризированного сигнала разностной частоты.

На фиг. 1,б представлена идеальная линейная частотная характеристика датчика - 1 и реальная, нелинейная - 2. Обе кривые нарисованы на графике в относительных единицах , где - частота, ΔF - максимальная девиация, и t/Т_M, где t - время, Т_M - период модуляции. Формула определения уровня (1) справедлива в случае идеальной характеристики датчика - 1 на фиг. 2,а. Присутствие нелинейности приводит к соответствующим локальным изменениям частоты СРЧ. В результате его спектр расплывается, что увеличивает ошибку при определении максимума спектральной плотности и, следовательно, уровня. Однако если, в соответствии с отклонениями частотной характеристики от линейной, менять частоту выборки при записи массива данных, а затем на выходе обратно считать данные в равномерном временном масштабе, можно получить идеально линейную частотную характеристику измерительной системы.

Рассмотрим процедуру калибровки с целью определения необходимых локальных частот выборок для линеаризации на следующем примере. Для численного моделирования введем следующие исходные данные для нелинейной частотной характеристике датчика соответствующей кривой 2 на фиг. 2,а. Т_M=1 с, ΔF=1 ГГц, N(число локальных областей)=11, Δt=0,1 с, L=10 м, количество выборок - 1100, по 100 на каждый участок Δt. Частота биений при этих данных согласно формуле (1) равна 66,66 Гц. Локальные частоты определим с помощью прямого непрерывного вейвлет-преобразования (ПНВП). Вычислим для модельного сигнала биений U(t) по формуле (2) коэффициенты ПНВП:

где а - частотный масштабирующий коэффициент, b - коэффициент временного масштаба, ψ - вейвлетная функция, в нашем примере это комплексный вейвлет Гаусса 4-го порядка. Результат вычислений представлен на фиг. 2,а. Далее, на каждом временном интервале Δt_i частота выборок изменяется пропорционально частоте отклонения от линейной зависимости и, следовательно, обратно пропорционально отклонению масштабирующего коэффициента а. Как известно, коэффициенты а связаны с частотой сигнала посредством передаточной функции [5]:

где F_C - центральная частота вейвлета, f_si - частота выборки для соответствующего сегмента Δt_i. Удобнее при этом пересчитать частоту в относительные единицы, как на фиг. 1,б. Это дает возможность линеаризовать частотную характеристику во всем диапазоне ΔF, локально изменяя частоты выборок. Далее вновь полученный массив данных с виртуальной нелинейной шкалой по горизонтальной координате вновь перемасштабируется с равномерным количеством выборок и вновь выполняется ПНВП. В случае линеаризации данных будет наблюдаться картина, представленная на фиг. 2,б. Максимумы энергетической плотности коэффициентов концентрируются на линии а=10,1, - что соответствует частоте биений 66,66 Гц. В результате процедуры линеаризации спектр обработанного таким образом сигнала значительно сужается (см. фиг. 2,в) по сравнению с сигналом без обработки. В дальнейшей работе полученный массив выборок f_si используется для определения уровня во всем рабочем диапазоне измерений.

Таким образом, в результате описанной процедуры обработки входных данных сигнал разностной частоты очищается от искажений, вызванных нелинейностью частотной характеристики, что позволяет повысить точность определения частоты максимума его спектральной плотности, а следовательно, уровня жидкости. Результаты численного моделирования показали возможность использования измерительных систем с частотной нелинейностью до 10-15% без потери в точности по сравнению с идеальной характеристикой. Это обстоятельство, кроме прочего, позволяет использовать более дешевые СВЧ-комплектующие, чем достигается существенный экономический эффект.

Бесконтактный радиоволновый способ измерения уровня жидкости в емкости достигается тем, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, записывают эти данные в виде массива выборок с частотой f_s за время периода модуляции, определяют уровень по частоте максимума спектральной плотности сигнала разностной частоты, отличающийся тем, что массив данных сигнала разностной частоты записывается с частотой f_si, меняющейся пропорционально отклонению от линейной частотной характеристики измерительной системы, а затем вновь выбирается равномерно для спектральной обработки.

Заявленная группа изобретений относится к средствам для измерения уровня заполнения на основе времени распространения сигнала. Предложенное устройство измерения уровня заполнения содержит передающий блок для отправки передаваемого сигнала, который отражается на поверхности загруженного продукта заполняющей среды и по меньшей мере одном втором отражателе; приемный блок для регистрации отраженного переданного сигнала, который является эхо-кривой, которая имеет множество эхо-сигналов; блок оценки для выполнения способа отслеживания для группировки соответственно вызванных идентичными отражателями эхо-сигналов эхо-кривых, зарегистрированных в различные моменты времени, причем блок оценки выполнен с возможностью выполнения следующих этапов: (а) определение первого трека первой группы эхо-сигналов, которые вызваны первым отражателем, и второго трека второй группы эхо-сигналов, которые вызваны вторым отражателем, причем каждый трек описывает время распространения соответствующего переданного сигнала от передающего блока до ассоциированного с треком отражателя и обратно в приемный блок в различные моменты времени; (b) определение линейного отношения между первым треком и вторым треком, задаваемое линейным уравнением; (c) определение одной или нескольких неизвестных из линейного отношения между первым треком и вторым треком.

Радиолокационная система измерения уровня с функцией мониторинга эксплуатации // 2602417

Предложенная группа изобретений относится к средствам для мониторинга и эксплуатации радиолокационной системы измерения уровня для определения уровня наполнения резервуара.

Бесконтактный радиоволновый способ измерения уровня жидкости в емкости // 2601283

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости в емкости, в частности оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, охлаждающей жидкости в ядерных реакторах и др.

Устройство измерения уровня заполнения и способ определения функциональной взаимосвязи между различными треками // 2600507

Изобретение относится к технической области измерения уровня заполнения. В частности, настоящее изобретение относится к устройству измерения уровня заполнения, к способу определения и читаемому компьютером носителю.

Беспроводная измерительная система для измерения количества жидкости // 2585321

Изобретение относится к области беспроводного измерения количества жидкости. Заявлены способ измерения количества жидкости и система для измерения количества жидкости.

Многоканальный радарный уровнемер // 2584917

Устройство относится к измерителям уровня наполнителя в резервуарах, емкостях и т.д., вВ частности, к радарному детектированию параметров процесса, связанных с расстоянием до поверхности содержимого в резервуаре с помощью электромагнитных волн.

Радарное измерение уровня с определением перемещения поверхности // 2582894

Изобретение относится к радарным уровнемерам. Заявлен способ радарного определения уровня и система для его реализации.

Радиолокационный волноводный уровнемер с волноводной парой // 2579634

Предложенные два варианта радиолокационного волноводного уровнемера предназначены для измерения уровня в установках, например в резервуарах, котлах с избыточным давлением, силосах.

Способ определения положения границы раздела двух веществ в емкости // 2578749

Изобретение относится к измерительной технике. В заявленном способе определения положения границы раздела двух веществ в емкости, при котором в емкости с веществами, одно над другим, образующими плоскую горизонтальную границу раздела, размещают вертикально отрезок длинной линии длиной l, заполняемый веществами в соответствии с их расположением в емкости, с оконечным горизонтальным участком фиксированной длины z0, скачкообразно заполняемым веществом и опорожняемым при, соответственно, поступлении веществ в емкость и их удалении из емкости, возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на двух разных резонансных частотах f 1 и f 2, измеряют эти резонансные частоты в зависимости от координаты z положения границы раздела двух веществ в емкости, дополнительно возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на третьей резонансной частоте f 3, измеряют f 3 и производят совместную функциональную обработку f 1, f 2 и f 3 согласно соотношению , где f 1 0 , f 2 0 , f 3 0 - начальные, в отсутствие веществ в емкости, значения f 1, f 2 и f 3, соответственно; - напряжение в точке с координатой ξ отрезка длинной линии с оконечным горизонтальным участком, возбуждаемого на резонансных частотах f 1, f 2 и f 3, соответственно.

Способ определения уровня наполнения резервуара // 2578022

Изобретение относится к способу и устройству определения уровня, использующему электромагнитные волны для определения расстояния до поверхности продукта, содержащегося в резервуаре.

Устройство для измерения уровня вещества в открытой металлической емкости // 2619401

Изобретение предназначено для измерения уровня жидких и сыпучих веществ в открытых емкостях, например, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла. Предлагаемое устройство для измерения уровня вещества в открытой металлической емкости, содержащее объемный резонатор в виде совокупности полости емкости и подсоединенного к его открытой поверхности отражателя электромагнитных волн, подключенный к объемному резонатору с помощью, по меньшей мере, одного элемента связи электронный блок для возбуждения в резонаторе электромагнитных колебаний и измерения его резонансной частоты. Отражатель электромагнитных волн выполнен в виде располагаемой на поверхности емкости в одной с ней плоскости решетки из совокупности нескольких, в частности от 3 до 7, металлических линий, присоединенных к емкости в точках касания, при этом форма и расположение металлических линий соответствует форме и расположению в данной плоскости силовых линий электрического поля электромагнитных колебаний возбуждаемого в объемном резонаторе типа колебаний. Техническим результатом является расширение области применения за счет обеспечения возможности проведения измерений в емкостях без необходимости увеличения их высоты, что может быть принципиально необходимым при проведении технологических операций через открытую поверхность емкости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды в емкости // 2620780

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения положения границ раздела сред, в частности воздуха и двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является упрощение процесса измерения и повышение точности. В способе определения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды, при котором в емкости с контролируемой средой размещают вертикально отрезок длинной линии, заполняемый компонентами среды в соответствии с их расположением в емкости, зондируют среду видеосигналами, распространяющимися в отрезке длинной линии, и измеряют временную характеристику их распространения, дополнительно возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на его резонансной частоте, осуществляют ее измерение и положение каждой границы раздела определяют по разности величин, одна из которых пропорциональна разности между отношением величины, пропорциональной времени распространения видеосигналов при наличии контролируемой среды в емкости ко времени их распространения в отсутствие этой среды, и единицей, а другая величина пропорциональна разности между величиной, пропорциональной квадрату отношения резонансной частоты в отсутствие контролируемой среды к резонансной частоте при наличии этой среды в емкости, и единицей. 1 ил.

Способ измерения уровня жидкости и сыпучих сред в емкости // 2626386

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости и сыпучих сред, находящихся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, цемента и др. Технический результат - увеличение точности в предлагаемом способе измерения уровня жидкости и сыпучих сред в емкости достигается тем, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, записывают эти данные в виде массива выборок за время периода модуляции, вычисляют его спектр S и частоту его максимума ƒm. Затем по этой частоте находят ближайший к спектру S спектр Si из числа записанных заранее N спектров, при N известных уровнях, соответствующих уровню Li, вычисляют функцию взаимной корреляции между спектрами S и Si, по частоте ее максимума и уровню Li определяют текущий уровень. 4 ил.

Способ измерения уровня вещества в емкости // 2629706

Изобретение может быть использовано для измерения уровня различных веществ в емкостях, в частности уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение быстродействия и точности измерения. Способ измерения уровня вещества в емкости, при котором зондируют его поверхность частотно-модулированными электромагнитными волнами в фиксированном диапазоне частот, принимают отраженные волны, при этом при частотной модуляции разбивают фиксированный диапазон частот не менее, чем на два поддиапазона, а частотную модуляцию осуществляют во всех поддиапазонах одновременно, и определяют число возбуждаемых типов электромагнитных колебаний, отличающийся тем, что зондирование поверхности вещества электромагнитными волнами осуществляют по нормали к ней, в каждом из поддиапазонов образуют из зондирующих и отраженных электромагнитных волн после их многократного последовательного зондирования и отражения от поверхности вещества стоячие электромагнитные волны и по числу соответствующих им при девиации частоты типов возбуждаемых электромагнитных колебаний в образуемом резонаторе судят об уровне вещества. 3 ил.

Микроволновый сигнализатор уровня и устройство ввода микроволнового сигнала в резервуар // 2631519

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля уровня материалов в резервуарах путем измерения ослабления микроволнового зондирующего сигнала. Сигнализатор уровня состоит из передающего и приемного модулей. Передающий модуль содержит СВЧ-генератор с антенной, генератор модулирующих импульсов и формирователь меандра. Приемный модуль содержит СВЧ-детектор с антенной, узкополосный усилитель, настроенный на частоту меандра, и соединенные последовательно детектор радиочастоты, усилитель импульсного сигнала, пиковый детектор, компаратор, элемент задержки и устройство формирования выходного сигнала. Устройство ввода микроволнового сигнала сигнализатора уровня в резервуар содержит две металлические трубы, установленные вертикально в отверстиях на крыше резервуара. На внешних торцах труб крепятся антенны приемного и передающего модулей сигнализатора. Нижний торец одной из труб расположен на контролируемом уровне, а нижний торец второй трубы расположен на том же уровне или выше его. Технический результат заключается в обеспечении удобства монтажа сигнализатора уровня. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения количества вещества в металлической емкости // 2645435

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения количества (объема, массы, уровня) веществ в различных емкостях. Также оно может быть также использовано в демонстрационных физических экспериментах для описания возможного, в том числе отличного от общепринятого, характера зависимости резонансной частоты электромагнитных колебаний металлической полости резонатора от объема заполняющего полость вещества с различными электрофизическими параметрами. Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей способа измерения, характеризуемое увеличением чувствительности и, как следствие, точности измерений за счет увеличения диапазона и характера изменения резонансной частоты резонатора в зависимости от измеряемого количества вещества в емкости. В предлагаемом способе измерения количества вещества в металлической емкости, при котором возбуждают электромагнитные колебания в полости емкости и измеряют резонансную частоту электромагнитных колебаний полости емкости, по которой судят об измеряемом количестве вещества, стенки емкости на, по меньшей мере, части ее длины выполняют сжимаемыми или растягиваемыми за счет силы тяжести, при этом изменяют объем емкости как функцию количества вещества в емкости. 5 ил.

Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости // 2645813

Изобретение может быть использовано для измерения количества (объема, массы) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее диэлектрической проницаемости. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа измерения. В способе определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости, при котором в первом цикле измерений возбуждают электромагнитные колебания последовательно в фиксированном диапазоне частот [ƒ1, ƒ2] в полости емкости и подсчитывают число N возбуждаемых типов колебаний, дополнительно, во втором цикле измерений производят излучение электромагнитных волн фиксированной частоты ƒ, для которой длина волны λ в свободном пространстве меньше характерного размера полости, в пространство, ограниченное металлической оболочкой емкости, измеряют среднее за цикл значение выводимой из полости мощности Р электромагнитного поля на длине волны λ, осуществляют совместное функциональное преобразование N и Р. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения уровня жидкости в емкости // 2645836

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от электрофизических параметров жидкости. Техническим результатом является повышение точности измерений. В способе определения уровня жидкости в емкости, при котором, в первом такте измерений, возбуждают электромагнитные колебания в размещаемом вертикально в емкости с контролируемой жидкостью отрезке длинной линии, измеряют резонансную частоту ƒ его электромагнитных колебаний, дополнительно, во втором такте измерений, возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные волны на фиксированной частоте F, принимают отраженные волны, измеряют фазовый сдвиг Δϕ возбуждаемых и принимаемых электромагнитных волн и осуществляют совместное функциональное преобразование ƒ и Δϕ, электромагнитные колебания возбуждают в размещаемом вертикально в емкости с контролируемой жидкостью отрезке длинной линии длиной с оконечным горизонтальным участком фиксированной длины z0, скачкообразно заполняемым жидкостью и опорожняемым при, соответственно, поступлении жидкости в емкость и ее удалении из емкости, и определяют значение z уровня жидкости в результате совместного функционального преобразования ƒ и Δϕ согласно соотношению. 1 ил.

Способ измерения положения границы раздела двух сред в емкости // 2647182

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения положения границы раздела двух сред, находящихся в емкости, в частности двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является повышение точности измерений. В емкости со средами размещают вертикально два отрезка коаксиальной длинной линии, с оконечными горизонтальными участками фиксированной длины, скачкообразно заполняемыми средами и опорожняемыми при, соответственно, поступлении сред в емкость и их удалении из нее. Возбуждают в отрезках длинной линии электромагнитные колебания на разных резонансных частотах и , которым соответствуют разные распределения энергии электромагнитного поля стоячей волны, и измеряют эти резонансные частоты в зависимости от координаты положения границы раздела двух сред. Между параллельными наружными проводниками отрезков длинной линии возбуждают электромагнитные колебания как в отрезке двухпроводной длинной линии, имеющем на конце его горизонтального участка нагрузочное реактивное сопротивление, отличное от нагрузочных реактивных сопротивлений отрезков коаксиальной длинной линии, измеряют резонансную частоту отрезка двухпроводной длинной линии и производят совместную функциональную обработку. 3 ил.

Способ измерения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды в емкости // 2647186

Изобретение может быть использовано для определения границ раздела в трехкомпонентной среде, в частности воздуха и двух жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа. В способе измерения, при котором в емкости со средой размещают вертикально отрезок длинной линии, возбуждают электромагнитные колебания на его резонансной частоте ƒ, осуществляют ее измерение, возбуждают электромагнитные волны на фиксированной частоте, принимают отраженные волны, измеряют фазовый сдвиг Δϕ возбуждаемых и принимаемых волн и осуществляют совместное функциональное преобразование ƒ и Δϕ. Измерение Δϕ производят в том же или другом, идентичном ему, отрезке длинной линии с равномерным вдоль него распределением энергии электрического поля при измерении ƒ и положение нижерасположенной и вышерасположенной границы раздела определяют по разности величин, одна из которых пропорциональна, соответственно, разности между отношением величины, пропорциональной значению Δϕ при наличии среды в емкости к его значению в отсутствие этой среды, и единицей, а другая величина - разности между величиной, пропорциональной квадрату отношения значения ƒ в отсутствие среды к его значению при наличии этой среды в емкости, и единицей. 2 ил.