27.05.2019
219.017.6207

РЕЗОНАНСНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002443981
Дата охранного документа
27.02.2012
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области ультразвуковой измерительной техники и предназначено для автоматического дистанционного измерения уровней жидкости различных типов в производственных и транспортных емкостях в нефтехимической, химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность: резонансный акустический уровнемер содержит измерительную трубу, вдоль оси которой установлено не менее одной диафрагмы с центральным отверстием, электроакустический преобразователь и микрофон, установленные в верхней части трубы. Кроме того, уровнемер содержит генератор фазоманипулированного сигнала, подключенный к входу электроакустического преобразователя, подключенные к выходу микрофона последовательно соединенные предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок первого преобразования Фурье, блок логарифмирования, блок второго преобразования Фурье, блок выделения максимумов функции кепстра, блок селекции, а также последовательно соединенные блок вычисления уровня жидкости и индикатор. При этом уровнемер снабжен блоком коррекции положения максимумов функции кепстра, включенным между выходом блока селекции и входом блока вычисления уровня. Техническим результатом является повышение точности измерения уровня жидкости во всем диапазоне его изменения за счет снижения систематической ошибки определения уровня жидкости, возникающей при изменении скорости звука по длине газовой полости трубы, благодаря использованию сигналов от двух ближайших к жидкости отражательных диафрагм и поправке положения кепстрального максимума от ближайшей к жидкости отражательной диафрагмы, учитывающей влияние на него кепстрального максимума от жидкости. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области ультразвуковой измерительной техники и предназначено для автоматического дистанционного измерения уровней жидкости различных типов в производственных и транспортных емкостях в нефтехимической, химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен резонансный акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу, излучатель акустических колебаний, подключенный к выходу генератора, компенсационную трубу с излучателем акустических колебаний, соединенным с выходом генератора, и двумя микрофонами, один из которых соединен с последовательно соединенными демодулятором, формирователем импульсов, электронным ключом, счетчиком импульсов и цифровым индикатором, а другой соединен через дополнительные последовательно соединенные демодулятор, формирователь импульсов и устройство управления подключен к электронному ключу (Авторское свидетельство СССР №601577, МПК G01F 23/28, 1978 г.).

Недостатками этого устройства являются низкая точность измерений из-за использования принципа последовательного возбуждения стоячих волн (резонансов) в трубах и ограниченной помехоустойчивости по отношению к посторонним шумам (помехам).

Известен резонансный акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу, электроакустический преобразователь, генератор шумового сигнала, два микрофона, последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок первого преобразования Фурье, блок логарифмирования, блок второго преобразования Фурье, блок вычисления уровня жидкости, к выходу которого подключен индикатор уровня жидкости, а также коммутатор аналоговых сигналов и блок выделения двух максимумов функции кепстра, при этом оба микрофона расположены вдоль измерительной трубы на фиксированном расстоянии друг от друга и соединены со входами коммутатора аналоговых сигналов, выход блока второго преобразования Фурье соединен с входом блока выделения двух максимумов функции кепстра, выход которого соединен со входом блока вычисления уровня жидкости, а усилитель снабжен АРУ (Патент РФ №2249186, МПК G01F 23/28, 2003 г.).

Недостатками этого устройства являются низкая точность измерения уровня жидкости в условиях, когда скорость распространения звука в измерительной трубе меняется по высоте в диапазоне изменения уровня жидкости. Микрофоны могут быть установлены только в верхней части измерительной трубы, не достигаемой жидкостью. Кроме того, использование шумового сигнала приводит к «зашумливанию» функции кепстра и соответственно к дополнительной погрешности оценки положения ее максимума и уровня жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению (прототипом) является резонансный акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу, вдоль оси которой установлено не менее одной диафрагмы с центральным отверстием, электроакустический преобразователь и микрофон, установленные в верхней части трубы, генератор фазоманипулированного сигнала, подключенный к входу электроакустического преобразователя, подключенные к выходу микрофона последовательно соединенные предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок первого преобразования Фурье, блок логарифмирования, блок второго преобразования Фурье, блок выделения максимумов функции кепстра, блок селекции, блок вычисления уровня жидкости и индикатор (Патент РФ №2132542, G01F 23/296, 1999 г.).

Недостатком прототипа является возрастание погрешности измерения уровня жидкости при ее близости к реперной диафрагме со стороны дна. Увеличение погрешности обусловлено смещением положения максимума кепстра под влиянием более сильного максимума от жидкости. В результате этого смещения оценка скорости распространения звука в трубе, производимая по положениям кепстральных максимумов от реперных диафрагм, осуществляется с дополнительной погрешностью, которая приводит к дополнительной погрешности при пересчете положения кепстрального максимума от жидкости на временной оси в ее уровень.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение точности измерения уровня жидкости во всем диапазоне его изменения.

Технический результат достигается за счет того, что резонансный акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу, вдоль оси которой установлено не менее одной диафрагмы с центральным отверстием, электроакустический преобразователь и микрофон, установленные в верхней части трубы, генератор фазоманипулированного сигнала, подключенный к входу электроакустического преобразователя, подключенные к выходу микрофона последовательно соединенные предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок первого преобразования Фурье, блок логарифмирования, блок второго преобразования Фурье, блок выделения максимумов функции кепстра, блок селекции, а также последовательно соединенные блок вычисления уровня жидкости и индикатор, снабжен блоком коррекции положения максимумов функции кепстра, включенным между выходом блока селекции и входом блока вычисления уровня.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Резонансный акустический уровнемер содержит измерительную трубу 1, размещаемую в контролируемом резервуаре 2 с контролируемой жидкостью 3, вдоль оси трубы установлено не менее одной диафрагмы 4 с центральным отверстием, электроакустический преобразователь 5 и микрофон 6, установленные в верхней части трубы 1, генератор фазоманипулированного сигнала 7, подключенный к входу электроакустического преобразователя 5, подключенные к выходу микрофона 6 последовательно соединенные предварительный усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9, блок первого преобразования Фурье 10, блок логарифмирования 11, блок второго преобразования Фурье 12, блок выделения максимумов функции кепстра 13, блок селекции 14, блок коррекции положения максимумов функции кепстра 15, блок вычисления уровня жидкости 16 и индикатор 17.

Устройство работает следующим образом.

Широкополосный фазоманипулированный сигнал постоянной амплитуды от генератора 7 излучается электроакустическим преобразователем 5 и возбуждает стоячие акустические волны (резонансы) на собственных частотах измерительной трубы (резонатора) с диафрагмами 4

fL=c/2L и fm=cm/2zm,

где m - номер диафрагмы; L - расстояние от преобразователя 5 до поверхности жидкости 3 в резервуаре 1; zm - расстояние от преобразователя 5 до отражающей диафрагмы 4 с номером m; cL, cm - средние значения скорости звука на отрезках L и zm соответственно.

Сигнал с выхода микрофона 6 последовательно поступает на предварительный усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9, блок первого преобразования Фурье 10, блок логарифмирования 11 и блок второго преобразования Фурье 12. На выходе этого блока формируется функция кепстра с максимумами на значениях кепстрального времени tL=1/fL, tm=1/fm. Эти значения выделяются блоком 13 и поступают в блок селекции 14, в котором производится идентификация кепстральных максимумов, соответствующих отражениям от жидкости и реперных диафрагм. В блоке коррекции положения максимума кепстра 15 для времени tm кепстрального максимума, соответствующего ближайшей к жидкости отражающей диафрагме, вводится поправка Δtm, зависящая от разности времен tL-tm. Величина поправки вычисляется заранее экспериментальным путем. Уровень жидкости вычисляется блоком 16 по значениям времен, соответствующим двум последним непогруженным в жидкость диафрагмам, согласно выражению

где Lp - расстояние от преобразователя 5 до дна резервуара 2 или отметки, принятой за нулевой уровень, и отображается на индикаторе 17.

При вычислении по этой формуле снижается систематическая ошибка определения уровня жидкости, возникающая при изменении скорости звука по длине газовой полости трубы, благодаря повышению точности измерения скорости звука в измерительной трубе за счет использования для этого сигналов от двух ближайших к жидкости отражательных диафрагм и поправке положения кепстрального максимума от ближайшей к жидкости отражательной диафрагмы, учитывающей влияние на него кепстрального максимума от жидкости.

Резонансный акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу, вдоль оси которой установлено не менее одной диафрагмы с центральным отверстием, электроакустический преобразователь и микрофон, установленные в верхней части трубы, генератор фазоманипулированного сигнала, подключенный к входу электроакустического преобразователя, подключенные к выходу микрофона последовательно соединенные предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок первого преобразования Фурье, блок логарифмирования, блок второго преобразования Фурье, блок выделения максимумов функции кепстра, блок селекции, а также последовательно соединенные блок вычисления уровня жидкости и индикатор, отличающийся тем, что он снабжен блоком коррекции положения максимумов функции кепстра, включенным между выходом блока селекции и входом блока вычисления уровня.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 357.
10.01.2013
№216.012.17ac

Катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к катализатору для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Описан катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ при повышенных температурах полимеризации (≥80°C) в среде углеводородного разбавителя, например гептан, гексан, изопентан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471552
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.190e

Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к отделке хлопчатобумажных текстильных материалов с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов. Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения включает расшлихтовку, отварку, беление, крашение активными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471906
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bc8

Координатный стол

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472606
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bce

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472612
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca8

Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция

Изобретение предназначается для нанесения на рулонный металл в качестве лакокрасочного материала. Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция содержит (мас.%.): эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 1550-4000 г/экв. 18,0-40,0, полиэфирную смолу на основе продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472830
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e17

Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей

Изобретение относится к промышленному сбору штормовых выбросов морских водорослей и может быть использовано для прибрежного промысла и в прибойной полосе. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей включает переход мореходного средства на место сбора выбросов, подбор водорослей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473204
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e2

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью одиночных тензорезисторов без применения компенсационных тензорезисторов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473919
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.214b

Устройство для защиты емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Технический результат заключается в повышении надежности устройства путем уменьшения вероятности взрыва конденсаторов в динамическом режиме работы устройства. Устройство содержит зарядное устройство, n параллельно соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474024
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.230b

Катализатор, способ его приготовления и способ получения β-пиколина

Изобретение относится к катализаторам получения β-пиколина конденсацией акролеина с аммиаком и способам их получения с целью повышения выхода β-пиколина, применяемого в производстве никотиновой кислоты и никотинамида, являющихся составными частями жизненно важных витамина РР и витаминов группы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474473
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.230c

Катализатор, способ его приготовления и способ получения малосернистого дизельного топлива

Изобретение относится к катализаторам гидроочистки дизельного топлива, способам приготовления таких катализаторов и способам получения малосернистого дизельного топлива. Описан катализатор, содержащий соединение [Со(СНО)][МоО(СНО)] в количестве 30-45 мас.%, диоксид титана 0,8-6,0 мас.%, AlO -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474474
Дата охранного документа: 10.02.2013
Показаны записи 1-10 из 12.
27.03.2015
№216.013.3639

Донная кабельная антенна для мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве донной кабельной антенны для проведения исследований и мониторинга сейсмоакустической эмиссии на шельфе в обеспечение инженерно-геофизических работ на морском дне....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545365
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.11.2015
№216.013.8f72

Устройство гидроакустической визуализации

Использование: изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано при поиске и распознавании подводных объектов в условиях ограниченной оптической видимости на основе формирования их акустического изображения. Сущность: устройство гидроакустической визуализации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568338
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.8f73

Гидроакустическая система освещения ближней обстановки

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим средствам освещения подводной обстановки с высокой разрешающей способностью. Сущность: в гидроакустической системе освещения ближней обстановки, содержащей подводный модуль в виде герметичного корпуса, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568339
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.01.2016
№216.013.a040

Гидроакустическая система визуализации подводного пространства

Изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано в составе оборудования, обеспечивающего получение изображения рельефа дна в реальном масштабе времени. Техническим результатом изобретения является обеспечение упреждающего обнаружения навигационных препятствий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572666
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a042

Способ определения местоположения бурового инструмента в процессе бурения

Изобретение относится к области сейсмических исследований и может быть использовано в нефтяной промышленности для непрерывного контроля местоположения бурового инструмента при бурении скважин. Согласно заявленному способу осуществляют с помощью антенны одновременную синхронную регистрацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572668
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a23b

Гидроакустическая станция контроля внешней обстановки

Использование: гидроакустика. Изобретение может быть использовано для контроля внешней обстановки вокруг охраняемых объектов, например, буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в контролируемую акваторию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573173
Дата охранного документа: 20.01.2016
27.02.2016
№216.014.be06

Гидроакустическая станция освещения подводной обстановки

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим средствам освещения подводной обстановки с высокой разрешающей способностью. Сущность: в гидроакустической системе освещения подводной обстановки, содержащей подводный модуль в виде герметичного корпуса, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576349
Дата охранного документа: 27.02.2016
10.02.2016
№216.014.c37e

Гидроакустическая станция контроля подводной обстановки

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля подводной обстановки вокруг охраняемых объектов, например буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574169
Дата охранного документа: 10.02.2016
25.08.2017
№217.015.9f56

Внутритрубный снаряд-дефектоскоп

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам неразрушающего контроля. Внутритрубный снаряд-дефектоскоп содержит цилиндрический гермоконтейнер, опорные элементы в виде эластичных манжет, датчики, расположенные снаружи по периметру гермоконтейнера и соединенные с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606205
Дата охранного документа: 10.01.2017
10.05.2018
№218.016.452d

Комплекс для сейсморазведки в транзитных зонах на основе мультилинейной цифровой кабельной антенны

Изобретение относится к области гидро- и геоакустики и может быть использовано в транзитной зоне вода-суша в качестве цифровой кабельной антенны для проведения исследований, мониторинга и сейсморазведки месторождений углеводородов в транзитных зонах и обеспечения инженерно-геофизических работ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650097
Дата охранного документа: 06.04.2018
+ добавить свой РИД