×
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 91-100 из 364.
20.10.2014
№216.012.fe29

Морская технологическая платформа

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским технологическим платформам различного назначения и может быть использовано при создании плавучих, погружных и стационарных морских платформ для освоения месторождений шельфа. Морская технологическая платформа содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530921
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.10.2014
№216.013.008b

Электромеханическая трансмиссия трактора

Изобретение относится к электромеханической силовой передаче трактора, предпочтительно, с гусеничными движителями. Электромеханическая трансмиссия содержит двигатель внутреннего сгорания, мотор-генератор, электрически связанный с оппозитно расположенными относительно продольной оси трактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531531
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.11.2014
№216.013.08a2

Способ определения режущей способности абразивно-алмазного инструмента с однослойным алмазно-гальваническим покрытием

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для определения режущей способности абразивно-алмазного инструмента с однослойным алмазно-гальваническим покрытием (АГП). Инструмент устанавливают на плоскости стола электронного микроскопа и определяют оптическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533611
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b12

Композиционный полимерный материал для вибропоглощающих покрытий и способ их монтажа

Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для напольных вибропоглощающих покрытий и может быть использовано в судостроении, гражданском и промышленном строительстве и других отраслях. Композиционный полимерный материал представляет собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534242
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.12.2014
№216.013.0f7f

Устройство для проведения гидродинамических испытаний в опытовом бассейне моделей быстроходных судов с воздушной каверной

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно - к экспериментальной гидромеханике, и касается вопросов проведения экспериментальных исследований в опытовых бассейнах моделей быстроходных судов с воздушными кавернами на днище. Предложена конструкция корпуса модели судна с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535384
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.12.2014
№216.013.1329

Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника

Использование: для изготовления полупроводниковых фотоприемников и для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Сущность изобретения заключается в том, что фоточувствительный элемент с «толстой» базовой областью утоньшается до нужной толщины (10-15 мкм) прецизионными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536328
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1723

Легконагруженный водометный движитель

Изобретение относится к области судостроения и касается разработки легконагруженных водометных движителей. Легконагруженный водометный движитель состоит из рабочего колеса, спрямляющего аппарата, водовода и центрального тела, выступающего вперед и назад из водовода. Водовод представляет собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537351
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1827

Установка очистки хозяйственно-бытовых сточных вод

Изобретение может быть использовано для глубокой очистки бытовых и производственных сточных вод на малогабаритных блокированных установках, в том числе расположенных на нефтегазодобывающих платформах, терминалах и судах. Установка очистки хозяйственно-бытовых сточных вод содержит гидравлически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537611
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1858

Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Техническим результатом является повышение эффективности работы и улучшение топливной экономичности двигателя, снабженного турбокомпрессором, сокращение выбросов оксидов азота. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537660
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1967

Трехосный автомобиль с комбинированной энергетической установкой

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Трехосный автомобиль с комбинированной энергетической установкой содержит тепловой двигатель, связанный с колесами среднего моста, обратимые электрические машины, трансмиссию и бортовую управляющую систему. Автомобиль выполнен с приводом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537931
Дата охранного документа: 10.01.2015
Показаны записи 11-15 из 15.
17.05.2019
№219.017.535b

Гидроакустическая система для 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 непрерывной полосы обзора дна и формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002461845
Дата охранного документа: 20.09.2012
04.06.2019
№219.017.73cc

Гидроакустическая система контроля параметров трала

Изобретение относится к рыбопромысловой технике и может быть использовано на судах рыбопромыслового и научно-исследовательского флота для поиска и обнаружения рыбы и других объектов лова. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности. Устройство содержит надводный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002447458
Дата охранного документа: 10.04.2012
12.04.2023
№223.018.42b7

Способ обнаружения и локализации повреждений в тонкостенных конструкциях с помощью волн лэмба

Использование: для обнаружения и локализации повреждений в тонкостенных конструкциях. Сущность изобретения заключается в том, что на неповрежденную конструкцию с помощью фиксирующего устройства монтируют раму с 8-ю пьезоэлектрическими преобразователями (ПП), установленными в вершинах квадрата и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757056
Дата охранного документа: 11.10.2021
15.05.2023
№223.018.5bcf

Многоканальная волоконно-оптическая система детектирования и измерения параметров сигналов акустической эмиссии

Использование: для детектирования и измерения параметров сигналов акустической эмиссии посредством волоконно-оптической системы. Сущность изобретения заключается в том, что волоконно-оптическая система детектирования и измерения параметров сигналов акустической эмиссии содержит два лазерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002752133
Дата охранного документа: 23.07.2021
16.05.2023
№223.018.6158

Волоконно-оптический кольцевой датчик акустической эмиссии

Группа изобретений относится к волоконно-оптическому датчику и способу его изготовления. Заявленный датчик состоит из двух катушек с оптическим волокном, расположенных одна над другой и механически соединенных между собой эластичным герметиком, при этом каждая катушка подключена свободным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741270
Дата охранного документа: 22.01.2021
+ добавить свой РИД