×
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 21-30 из 364.
27.02.2013
№216.012.2ca5

Солнечная концентраторная фотоэлектрическая установка

Солнечная концентраторная фотоэлектрическая установка содержит концентраторные фотоэлектрические модули (2), размещенные на механической системе, азимутальный и зенитальный приводы, расположенные в электромеханическом шкафу, и систему ориентации концентраторных фотоэлектрических модулей (2) на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476956
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2ca6

Солнечная фотоэнергоустановка

Изобретение относится к солнечной фотоэнергетике и может найти применение как в мощных солнечных электростанциях, так и в качестве фотоэлектрической энергоустановки индивидуального пользования. Солнечная фотоэнергоустановка включает прямоугольные концентраторные фотоэлектрические модули (1),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476957
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2d4a

Композиционный ветеринарный препарат и способ его получения

Группа изобретений относится к области ветеринарии и биотехнологии и предназначена для иммунокоррекции и детоксикации. Способ включает гидромеханическую обработку пористого углеродного материала с последующим высушиванием продукта. Бетулин растворяют в этаноле при массовом соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477125
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2ffc

Роторная печь для пиролиза твердых бытовых отходов

Роторная печь для пиролиза твердых бытовых отходов относится к области утилизации и переработки твердых бытовых, производственных/медицинских и других отходов, их обезвреживания и вторичного использования продуктов переработки. Эта роторная печь содержит полый футерованный цилиндрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477819
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c1

Противопригарная термостойкая краска для песчаных и металлических форм (варианты)

Изобретение относится к литейному производству. Противопригарная термостойкая краска содержит наполнитель, бентонит и воду. В качестве наполнителя краска содержит цирконовый и хромитовый порошки при следующем содержании компонентов, мас.%: цирконовый 25-35, хромитовый 40-50, бентонит 2,5-4,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478019
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.30cf

Алмазный отрезной круг

Изобретение относится к инструментальной промышленности и может быть использовано при изготовлении алмазных отрезных кругов. Круг содержит металлический дисковый корпус с рабочей частью, выполненной из нанесенного на поверхность корпуса алмазоносного материала. Рабочая часть выполнена со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478033
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.04.2013
№216.012.34f8

Гребная электрическая установка с устройством включения

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу. Согласно изобретению в гребной электрической установке с устройством включения использован трансформатор малой мощности, который соединен с выпрямителем, который в свою очередь через RL-цепь соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479103
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.35f9

Смазочная шайба для прессования крупногабаритных стальных труб и профилей

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стальных крупногабаритных труб и профилей методом горячего прессования. Между матрицей матричного блока и нагретой заготовкой, загруженной в контейнер, размещают смазочную шайбу. Шайба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479370
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.35fb

Контейнер пресса для изготовления крупногабаритных труб и профилей

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных труб и профилей методом горячего прессования. Контейнер пресса содержит соосно расположенные и собранные с натягом внешнюю, средние и внутреннюю втулки. Для индукционного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479372
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.37db

Способ дальнего определения нефтяного загрязнения морской поверхности с помощью свч-радиолокатора

Способ дальнего определения нефтяного загрязнения морской поверхности с помощью сверхвысокочастотного (СВЧ)-радиолокатора берегового и морского базирования относится к радиолокации и может быть использован для решения задач экологического контроля и раннего предупреждения о развитии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479852
Дата охранного документа: 20.04.2013
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