FI63636C - Foerfarande och anordning foer maetning av fyllnivaon i en behaollare resp massgodshoejden pao en lagerplats - Google Patents
Foerfarande och anordning foer maetning av fyllnivaon i en behaollare resp massgodshoejden pao en lagerplats Download PDFInfo
- Publication number
- FI63636C FI63636C FI771725A FI771725A FI63636C FI 63636 C FI63636 C FI 63636C FI 771725 A FI771725 A FI 771725A FI 771725 A FI771725 A FI 771725A FI 63636 C FI63636 C FI 63636C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pulse
- transmission
- measurement
- echo
- duration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
ΓβΙ «^KUULUTUSJULKAISU
JRSTff iBJ «”) utlAggninosskrift 6o 6 36 C Patentti myönnetty 11 07 19G3 ” Patent aeddelat ^ T ^ (51) Kv.ik?/int.c».3 G 01 P 23/28 SUOMI—FINLAND (21) Pttanttlh*kamu* — Ptt«ncan«6fcnJnj 771725 . (22) H»k«ml»pt)vl — Aiwefcnlnpdtf 31.05.77 * * (23) AlkupUvt—GlMfhecadag 31.05.77 (41) Tullut JulktMksI — Blhrit offantiif 20 12 77 PMMtl· J. rekisterihallitut «*»»*«.,.pm— „ '
Patent- och reglttentyrelaan ' AmOkan utla*d och ucUkriftm publtMnd 31. υ j. oj (32)(33)(31) Pyydetty MU0ikw«—Bagird prior*·* 09.06.76
Sveitsi-Schweiz(CH) 7228/76 (71) G.H. Endress & Co., Kluserstrasse 37, CH-i+OOO Basel, Sveitsi-Schveiz(CH) (72) Antonio Magri, Milano, Italia-Italien(lT) (7^) Berggren Oy Ab (5*0 Menetelmä ja laite säiliön täyttötason tai varastopaikan irtotavara-korkeuden mittaamiseksi - Förfarande och anordning för mätning av fyllnivän i en behällare resp. massgodshöjden pa en lagerplats
Keksintö koskee menetelmää säiliön täyttötason tai varastopaikan irtotavarakorkeuden mittaamiseksi kaikuluotausperiaatteella, mittaamalla irtotavaran pintaa kohti suunnatun ääni- tai ultraääni-pulssin ja täyttöaineen pinnasta heijastuneen kaikupulssin toisiaan vastaavien reunojen välistä aikajaksoa. Keksintö koskee myös laitetta menetelmän toteuttamiseksi.
On tunnettua (esim. DE-kuulutusjulkaisu 1 208 090), että sellaista kaikuluotausmittausmenetelmää käytetään sekä täyttötasomitta-ukseen avonaisissa ja suljetuissa säiliöissä sekä irtotavarakorkeuden mittaukseen varastopaikoilla. Yksinkertaisuuden vuoksi käsitellään seuraavassa aina esimerkkinä täyttötasomittausta säiliössä.
Tällaiset tunnetut menetelmät suoritetaan tavallisesti laitteilla, jotka sisältävät sähköisellä impulssigeneraattorilla aktivoidun sähkö-akustisen lähetysmuuntajän ja sähköiseen ajanmittauslaitteeseen liitetyn akustis-sähköisen vastaanottomuuntajan, jolloin 2 63636 lähetysmuuntaja ja vastaanottomuuntaja on asennettu säiliöön irtotavaran yläpuolelle. Lähetysmuuntaja ja vastaanottomuuntaja voivat myös yhtyä. Lähetysmuuntaja lähettää ääni- tai ultraääni-impulssin, minkä kestoaika on niin lyhyt kuin mahdollista lyhyimmän esiintyvän kokonaiskulkuajän (mikä vastaa säiliön korkeinta täyttötasoa) suhteen. Lähetysimpulssi kohtaa täyttöaineen pinnan, josta murto-osa lähetetystä energiasta heijastuu kaikuimpulssina, mikä palaa vas-taanottomuuntajaan. Ajanmittauslaite mittaa lähetysimpulssin lähettämisen alkamisen ja kaikuimpulssin vastaanottamisen alkamisen välisen ajanjakson. Tämä ajanjakso vastaa impulssien kokonaiskulku-aikaa lähetysmuuntajasta irtotavaran pintaan ja takaisin vastaan-ottomuuntajaan ja muodostaa mitan impulssien kulkemalle matkalle, koska äänennopeus on tunnettu. Jos molemmat muuntajat sijaitsevat samalla korkeudella (tai ne on yhdistetty yhdeksi ainoaksi muuntajaksi) , on tämä kokonaismatka yhtä suuri kuin muuntajien ja irtotavaran pinnan välinen etäisyys kaksinkertaisena. Koska toisaalta etäisyys muuntajaan säiliön pohjasta on tunnettu, voidaan tästä laskea säiliön täyttötaso.
Näissä tunnetuissa menetelmissä ja laitteissa esiintyy huomattava virhemittausvaara, jos säiliössä voi esiintyä häiriöimpulsseja, mitkä tulevat vastaanottomuuntajaan, joka tulkitsee ne kaikuim-pulsseiksi. Jos lähetysimpulssin lähettämisen jälkeen sellainen häiriöimpulssl esiintyy vastaanottomuuntajassa, ennen kuin oikea kaikuimpulssi saapuu, tulee mitatuksi liian lyhyt ajanjakso ja siten ilmoitetaan liian korkea täyttötaso. Vaara sellaisten häiriö-impulssien esiintymiseen on erittäin suuri, jos täyttötason mittaus suoritetaan säiliön täytön tai tyhjennyksen aikana. Tämä on välttämätöntä etenkin automaattisten täyttö- ja tyhjennysvaiheiden ohjaamiseksi, jotta saavutettaessa määrätty maksimaalinen täyttötaso täyttö lopetetaan ja tämä aloitetaan taas tyhjennyksen aikana saavutettaessa määrätty minimaalinen täyttötaso. Näissä vaiheissa syntyy tavallisesti huomattava melutaso, mikä voi aiheuttaa häiriö-impulsseja, mitkä johtavat edellä kuvattuun virhemittaukseen. Koska virhemittaus antaa aina liian korkean täyttötason, on tästä seurauksena, että säiliön täyttö lopetetaan liian aikaisin, ennen kuin haluttu maksimaalinen täyttötaso on saavutettu, tai ettei tyhjennyksessä täyttöä aloiteta uudelleen, vaikka sallittu minimitäyttötaso on jo alitettu.
li 63636 3
Todennäköisyys häiriöimpulssien esiintymiseen vastaanottomuunta-jassa on ilmeisesti sitä suurempi, mitä suurempi lähetys- ja vas-taanottoimpulssien välinen ajanjakso on, siis mitä alempi täyttö-taso on. Toisaalta tulee kuitenkin myös täyttövaiheessa synnytetty melutaso sitä suuremmaksi, mitä alempana täyttötaso on, koska silloin irtotavaralla on suurempi putouskorkeus. Siten syntyy juuri alhaisella täyttötasolla lisääntynyt vaara virhemittauksista, mitkä johtavat liian korkean täyttötason ilmoittamiseen.
Tämäilmiö tulee sitä tuntuvammaksi, mitä suurempi korkeus säiliöllä on. Vastaanottomuuntäjaan tuleva lähetysenergian murto-osa tullee nimittäin sitä pienemmäksi, mitä suurempi lähetysimpulssin ja kaikuimpulssien kulkema matka on. Vastaanottomuuntäjan ja siihen liitettyjen kytkinten herkkyyden täytyy olle niin suuri, että myös suurimmilla esiintyvillä kulkuajoilla eli alhaisimmilla esiintyvillä täyttötasoilla, kaikuimpulssi voidaan edelleen varmasti havaita. Mitä suurempi tämä herkkyys on, sitä suuremmaksi tulee kuitenkin myös vaara häiriöimpulssien esiintymisestä. Liian suuren herkkyyden välttämiseksi vastaanottopuolella käytetään mahdollisimman suurta impulssienergiaa lähetyspuolella. Lähetysimpulssien lyhyen kestoajan takia merkitsee tämä sitä, että niillä on suuri energiatiheys aikayksikköä kohti. Suuren energiatiheyden omaavien ääni-impulssien lähettäminen vaatii taas suuria laitteita lähetys-puolella.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite säiliön täyttötason tai varastopaikan irtotavarakorkeuden mittaamiseksi kaikuluotausperiaatteella, jolloin melutason aiheuttamien häiriö-impulssien seurauksena olevien virhemittausten vaaraa on suuressa määrin vähennetty, ja mittaus on suoritettavissa suhteellisen pienellä lähetysimpulssien energiatiheydellä.
Tämän tavoitteen saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, mikä on esitetty vaatimuksessa 1, kun taas keksinnön mukaisen laitteen tunnusmerkit selviävät vaatimuksesta 2.
Esim. julkaisusta IEEE, Journal of Quantum Electronics, June 1975, voi. 11, no 6 s. 308-311, on tutkajärjestelmän yhteydessä 4 6 3 6 36 tunnettua käyttää signaalipurstia, jonka kestoaika on pidempi kuin signaalin kokonaiskulkuaika. Tässä on kuitenkin kysymys signaalipurstista, jonka taajuus muuttuu sen keston aikana, jolloin verrataan lähetyspulssin ja vastaanotetun pulssin taajuuksia keskenään ja taajuuseron perusteella lasketaan etäisyys. Tarpeeksi pitkä purstin kesto tarvitaan jotta vertailu voitaisiin suorittaa. Koska kyseessä on radiomagneettisilla aalloilla toimiva tutka, niin tällä tunnetulla laitteella ei ole muuta yhteistä esillä olevan keksinnön kanssa.
Keksinnön mukaisessa järjestelyssä havaitaan välittömästi, ettei häiriöimpulsseilla, jotka esiintyvät lähetysimpulssia lähetettä-esä, ole mitään vaikutusta mittaukseen, koska tänä aikana ei tapahdu mitään ajanmittausta. Kuitenkaan eivät myöskään häiriöim-pulssit, jotka esiintyvät suoritettaessa ajanmittausta, huononna mittaustulosta, koska nämä häiriöimpulssit silloin häviävät jatkuvasti esiintyvään kaikuimpulssiin, mutta niitä ei voida sekoittaa kaikuimpulssin päättymiseen, joka yksistään on määräävää ajanmit-tauksen päättymiselle. Täten tulevat häiriöimpulsseilla aiheutetut virhemittaukset käytännöllisesti katsoen täysin poistetuiksi, ja menetelmä soveltuu erityisesti tasomittausten suorittamiseen huomattavan melutason esiintyessä, joka erityisesti esiintyy täytön ja tyhjennyksen aikana.
Häiriöimpulsseille tunteettomuuden johdosta voidaan toimia huomattavasti alhaisemmilla energiatasoilla. Koska lisäksi impulssiener-gia jakautuu huomattavasti suuremmalle impulssikestoajalle, on lä-hetysimpulsseilla alhainen energiatiheys. Suuremman kestoajan ja suhteellisen alhaisen energiatiheyden omaavien impulssien lähettäminen tulee mahdolliseksi olennaisesti yksinkertaisemmilla ja halvemmilla laitteilla kuin korkean energiatiheyden omaavien, hyvin lyhyiden impulssien lähettäminen.
Eräs erikoinen etu keksinnön mukaisella menetelmällä on lisäksi siinä, että suhteellisen pitkiä lähetysimpulsseja voidaan yksinkertaisella tavalla moduloida. Jos vastaanottopuolella kaikuimpulssin arvioimiseen käytetty laite on siten tehty, että se reagoi selektiivisesti modulointiin, saadaan vielä yksi mahdollinen ei-toivottujen häiriöimpulssien poistaminen.
5 63636
Lopuksi on mahdollista ilman vaikeuksia sovittaa menetelmän toteuttamiseen käytetty laite hyvin eri korkuisiin säiliöihin tai varastopaikkoihin. Tätä varten vaaditaan ainoastaan lähetysimpulssin kestoajan säätöä muuntajien ja säiliön pohjan välistä etäisyyttä vastaten. Päinvastoin kuin tässä, täytyy lyhyillä impulsseilla toimivissa menetelmissä käyttää eri muuntajia noin 10-15 m korkeuseroja varten, jotka muuntajat on vastaavasti viritetty.
Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamista varten oleva laite sisältää yleisellä tavalla sähköisen impulssigeneraattorin aktivoiman sähkö-akustisen lähetysmuuntajan ja akustis-sähköisen vastaanotto-muuntajan, jonka ulosmeno on liitetty sähköiseen ajanmittauslaitteeseen, jolloin lähetysmuuntaja ja vastaanottomuuntaja on asennettu säiliön täyttöaineen yläpuolelle tai varastopaikan irtotavaran yläpuolelle, ja tämä laite tunnetaan keksinnön mukaan siitä, että on järjestetty ohjauspiiri, mikä lähetysimpulssin loppuessa käynnistää ajanmittauslaitteen ja kaikuimpulssin loppuessa pysäyttää ajanmittauslaitteen .
Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin.
Kuvio 1 esittää kaaviollissesti säiliön täyttötason mittaamista kaikuluotausperiaatteella.
Kuvio 2 esittää diagrammia lyhyillä impulsseilla tapahtuvan täyttö-tasomittauksen ja keksinnön mukaisella menetelmällä tapahtuvan täyttötasomittauksen selvittämiseksi.
Kuvio 3 esittää lohkokaaviota keksinnön mukaisen laitteen erästä suoritusmuotoa varten.
Kuvio 1 esittää kaaviollisesti leikkausta suljetusta säiliöstä 1, joka sisältää täyttöaluetta 2, jolloin esimerkkinä oletetaan, että on kysymys rakeisesta irtotavarasta. Täyttöaine voidaan tuoda säiliön sisään säiliön 1 kanteen järjestetyn täyttönysän 3 kautta ja ottaa ulos tästä säiliön alimpaan kohtaan järjestetyn tyhjennys-nysän 4 kautta.
Säiliön täyttötason mittaamista varten on korkeimpaan kohtaan järjestetty sähkö-akustinen muuntaja 5, joka ei-esitetyllä sähköisellä impulssigeneraattorilla aktivoitaessa tuottaan lähetysimpulssin S ääni- tai ultraääniaallon muodossa, joka muuntajasta 5 leviää täyt- 6 636 3 6 töaineen 2 pinnalle. Täyttöaineen pinnassa heijastuu murto-osa lähetysimpulssin energiasta ja palautuu kaikuimpulssina E muuntajaan 5. Muuntajaan 5 liitetty, ei-esitetty ajanmittauslaite mittaa kokonaiskulkuajän lähetysimpulssin S lähettämisen alkamisesta kaiku-impulssin E vastaanottamisen alkamiseen. Tämä kokonaiskulkuaika on ilmeisesti kaksi kertaa niin suuri kuin lähetysimpulssin S yksinkertainen kulkuaika muuntajasta 5 täyttöaineen 2 pintaan. Äänen nopeus täyttöaineen 2 yläpuolella sijaitsevassa tilassa, mikä on täytetty kaasulla, on tunnettu. Mitatusta ajasta voidaan siten saada selville lähetysimpulssin täyttöaineen pintaan kulkema matka Lx· Toisaalta on muuntajan 5 ja nollatäyttötasoa vastaavan vertailutason 6 (esim. säiliönpohja) välinen etäisyys LM tunnettu. Siten voidaan myös täyttötaso Ηχ, mikä on mitattava, saada seuraavasta yhtälöstä:
HX = lm - LX
Kuvion 2 mukaisessa diagrammissa a ja b on esitetty ne olosuhteet, mitkä esiintyvät, jos kuviossa 1 esitetty täyttömittaus suoritetaan lähetysimpulsseilla, joiden kestoaika on lyhyt sen kulkuajan suhteen, mikä on mitattava. Kuten diagrammi a kuviossa 2 esittää, alkaa ajankohtana tQ lähetysirrpulssin S lähettäminen ja ajankohtana t alkaa kaikuimpulssin E sisääntulo muuntajaan 5. Ajanmittauslaite mittaa sen ajanjakson Tx, mikä on suhteessa matkaan Εχ. Ajanmittauslaite laitetaan käyntiin tätä tarkoitusta varten lähetysimpulssin S alkaessa ja pysäytetään kaikuimpulssin E alkamisella.
Koska käyttäjä ei kuitenkaan halua mitata matkaa L , vaan täyttöta-soa Hx, säädetään ajanmittauslaite etukäteen ennen mittauksen alkamista etäisyyttä LM vastaavaan arvoon: ajanmittauslaite on tehty sellaiseksi, että se käyntiinlaiton jälkeen vähentää tämän alkuarvon näyttöä suoraviivaisesti nopeudella, mikä on asetettu siten, että näyttöarvo nolla saavutetaan etäisyyttä vastaavan kokonaiskulkua jän TM (ajankohtana tM) jälkeen. Tämä on kuvion 2 diagrammissa b esitetty katkoviivalla. Jos ajanmittauslaite ajankohtana t pysäytetään kaikuimpulssilla E, on näyttö vähentynyt matkaa Lx vastaavalla määrällä; siten ilmoitetaan suoraan täyttötaso Hx.
Tämä vaikutus voidaan saavuttaa esimerkiksi siten, että ajanmittauslaitteena käytetään digitaalista taaksepäinlaskijaa, joka ennen mittauksen alkamista asetetaan matkaa L„ vastaavaan alkulukema-asen-
M
7 63636 toon ja joka käyntiinlaiton jälkeen vähentää lukema-asentoa laskemalla tahti-impulsseja vakiotaajuudella. Sama vaikutus voidaan myös saavuttaa analogiamuistilla, joka sisältää esimerkiksi kondensaattorin, joka ennen mittauksen alkamista ladataan alkujännitykseen, ja jota ajanmittauslaitteen käyntiinlaiton jälkeen suoraviivaisesti puretaan.
Jos tässä menetelmässä lähetysimpulssin lähettämisen ja kaikuim-pulssin E vastaanottamisen välillä vastaanottajassa esiintyy voimakkuudeltaan ja ominaisuuksiltaan sellaisia häiriöimpulsseja P, että ne käsitellään kaikuimpulsseina, pysähtyy ajanmittauslaite ensimmäisen häiriöimpulssin P esiintyessä ajankohtana ty. Ajanmittauslaite on silloin mitannut vain kokonaiskulkuajän Ty, mikä vastaa matkaa Ly, ja se ilmoittaa siis virheellisen täyttötason Hy.
Tämä virhelähde poistetaan kuvion 2 diagrammeissa c-f esitetyllä menetelmällä. Diagrammi c esittää tässä menetelmässä lähetettyä lähetysimpulssia S. Tämän kestoaika Tg on suurempi kuin suurin esiintyvä kokonaiskulkuaika T^. Lähetysimpulssi loppuu siten ajankohtana tg, mikä on ajankohdan tM jälkeen.
Vastaavan kaikuimpulssin E, mikä esitetään diagrammissa d, vastaanotto alkaa kyseessäolevaa täyttötasoa vastaavan kokonaiskulkuajan Tx jälkeen ajankohtana tx. Kaikuimpulssilla on luonnollisesti yhtä suuri kestoaika Tg kuin lähetysimpulssilla, ja se loppuu ajankohtana t , mikä on ajanjakson Τ' verran ajankohdan t jälkeen, mikä C Λ ajankohta vastaa lähetysimpulssin loppumista.
Havaitaan heti, että ajanjakso Τ' on tarkalleen yhtä suuri kuin ajanjakso Τχ.
Ajanmittauslaite on lisäksi tehty sellaiseksi, että se matkaa L„
M
vastaavasta aloituskohdasta lähtien vähentää suoraviivaisesti lukemaansa (diagrammi f). Se tulee kuitenkin tässä tapauksessa käyntiin-laitetuksi lähetysimpulssin loppuessa ajankohtana t ja pysäyte-tyksi kaikuimpulssin loppuessa ajankohtana te· Pysäytyksessä saavutettu lopputaso vastaa tarkalleen mitattavaa täyttötasoa Ηχ.
Ajanmittauslaitteen ohjaamiseen käytetään etupäässä ohjauslaitetta, mitä tuottaa lähetysimpulssin C (diagrammi e), mikä alkaa lähetys- 8 63636 impulssin S loppuessa ja päättyy kaikuimpulssin E loppuessa. Ohjausimpulssin C kestoaika on siten T .
Havaitaan välittömästi, että lähetysimpulssin S kestäessä esiintyvät häiriöimpulssit eivät ylipäänsä saa aikaan mitään vaikutusta mittaukseen, koska tänä aikana ei tapahdu mitään ajanmittausta.
Häiriöimpulssit, mitkä esiintyvät ajanmittauksen aikana ajankohtien tg 3a välillä, eivät voi vääristää mittaustulosta, koska ne vain häviävät kaikuimpulssiin E, mutta niitä ei voida sekoittaa kaikuimpulssin loppumiseen, mikä yksistään on ratkaiseva ajanmittauksen päättymiselle. Ajanmittauksen päättymisen jälkeen esiintyvät häiriöimpulssit voidaan helposti tehdä tehottomiksi toimenpiteillä, mitkä estävät ajanmittauksen käynnistämisen uudelleen. Ainoa virhelähde, mikä esiintyy tässä menetelmässä, on ajanmittauksen piteneminen sellaisen häiriöimpulssin johdosta, mikä osuu kaikuimpulssin loppuun. Sellaisen häiriöimpulssin esiintymistodennäköisyys on kuitenkin suhteellisen pieni. Lisäksi tulee täten aiheutettu virhe vain pieneksi, koska häiriöimpulssin kestoaika on tavallisesti hyvin lyhyt. Lopuksi voidaan kuvatussa menetelmässä myös tämä virhelähde täysin poistaa antamalla lähetysimpulssille modulointi, ja vastaanottolaitteet tehdään sellaisiksi, että ne reagoivat ainoastaan signaaleihin, joilla on tämä modulointi.
Kuvio 3 esittää lohkokaaviota kytkinjärjestelystä edellä kuvatun menetelmän toteuttamiseksi.
Tässä kuviossa esitetään taas kaaviollissti säiliö 1, jossa on täyteainetta 2 ja muuntajalaite 5. Sähkögeneraattori 10 tuottaa halutun taajuisia ääni- tai ultraääniaaltoimpulsseja. Tämän impulssin pituus määrätään säädettävällä aikalaitteella 11. Impulssigeneraat-torin 10 ulosmeno on vahvistimen 12 kautta liitetty muuntajalait-teessa 5 olevaan lähetysmuuntajaan, joka siten lähettää säiliöön 1 ääni- tai ultraääniaaltioimpulssin, millä on kuvion 2 diagrammissa c esitetty kestoaika Ts·
Muuntajalaitteessa 5 olevalla vastaanottomuuntajalla vastaanotettu kaikuimpulssi E syötetään säädettävällä vahvistuksella varustettuun vahvistimeen, jonka ulosmenoon on liitetty nelikulmaimpulssimuodos-taja 14. Säädettävän vahvistimen 13 vahvistussäätösisäänmeno on liitetty vahvistussäätöpiiriin 15, mikä on toisaalta nelikulma- li 9 63636 impulssimuodostajan 16 kautta liitetty impulssigeneraattorin 10 ulosmenoon ja toisaalta liitetty nelikulmaimpulssimuodostajaan 14.
Vahvistussäätöpiiri 15 on tehty sellaiseksi, että nelikulmaimpulssi-muodostajan 16 antaman nelikulmaimpulssin kestoaikana, siis lähe-tysimpulssin S kestoaikana, pysyy vahvistimen 13 vahvistus arvossa nolla tai hyvin pienessä arvossa, siten että tänä aikana ei vahvistin 13 käytännöllisesti katsoen annan mitään ulostulosignaalia. Lähetysimpulssin S loppumisen jälkeen (eli ajankohtana t kuviossa
S
2) saattaa vahvistussäätöpiiri 15 vahvistimen 13 vahvistuksen kaiku-impulssin käsittelyä varten riittävän korkeaan arvoon, siten että vahvistin 13 nyt kaikuimpulssin E kestoajan antaa ulostulosignaalia, mikä nelikulmaimpulssimuodostajalla 14 saatetaan nelikulmaimpulssin muotoon. Tämä nelikulmaimpulssi loppuu kaikuimpulssin loppuessa ja vastaa siten ohjausimpulssia C, mikä esitetään kuvion 2 diagrammissa e.
Nelikulmaimpulssinmuodostajan antama nelikulmaimpulssi ohjaa digitaalista taaksepäinlaskijaa 17, joka ennen jokaista mittausta asetetaan esiasettelupiirillä 18 alkulukema-asentoon ja joka nelikulmaimpulssin kestoajan laskee taaksepäin tahdinantajan 19 antamia tahti-impulsseja vakiotaajuudella.
Takaisinpäinlaskijan 17 vaiheulosmenoon on liitetty tulkintalaite, joka antaa vallitsevaa laskenta-asentoa vastaavan ulostulosignaalin. Tämä ulostulosignaali voidaan ilmaista digitaalisessa ilmaisu-laitteessa 21 tai analogiailmaisulaitteessa 22, ja se ilmoittaa takaisinpäinlaskijan pysähtymisen jälkeen suoraan sen täyttötason H , mikä on mitattava, kuten käy selville diagrammista f kuviossa 2.
Λ Tämän kytkennän sovittamiseksi eri korkuisiin säiliöihin täytyy ainoastaan lähetysimpulssin kestoaikaa aikalaitteessa 11 ja alku-lukema-asentoa esisäätöpiirissä 18 säätää vastaamaan suurinta esiintyvää kulkuaikaa.
Tämän kytkennän eräs muoto voi muodostus siitä, että digitaalinen takaisinpäinlaskija 17 korvataan analogiamuistilla, mikä sisältää kondensaattorin, johon ennen mittauksen alkamista laitetaan alku-lataus, ja jota nelikulmaimpulssimuodostajän 14 antaman nelikulmaimpulssin kestoajan puretaan suoraviivaisesti. Ajanmittauksen lo- 10 63636 pussa saavutettu kondensaattorijännitys voidaan suoraan ilmaista analogiailmaisulaitteella. Jos halutaan digitaalista ilmaisua, liitetään analogiamuistiin analogia-digitaali-muuntaja.
Kuviossa 3 esitetyn kytkinjärjestelyn edullinen suoritusmuoto muodostuu vielä siitä, että lähetysimpulsseille annetaan modulointi, ja että vastaanottolaite tehdään sellaiseksi, että se reagoi ainoastaan vastaanottosignaaleihin, joilla on tämä modulointi. Tätä tarkoitusta varten voidaan impulssigeneraattoria 10 ohjata kuviossa 3 katkoviivalla esitetyllä modulointisignaalilähteellä 23, ja vahvistin 13 voidaan kytkeä katkoviivalla esitettyyn demodulaattoriin 24. Modulointi voi olla amplitudimodulointia tai frekvenssimodulointia.
Frekvenssimoduloinnin käyttö tarjoaa ylimääräisiä mahdollisuuksia. Siten voidaan esimerkiksi merkitä lähetysimpulssin pää modulointi-muutoksella, jotta täten väistämätön jälkivärähtely muuntajassa voidaan jättää huomiotta mittauksessa. Myös tarkka tieto lähetys-impulssin kestoajasta ja kaikuimpulssin kestoajasta tulee mahdolliseksi tämän tyyppisen pitkäaikaisen aaltoimpulssin frekvenssimodi-loinnilla. Tämä aikaansaa vuorostaan sen, että sopivalla elektroniikalla voidaan hypätä analogisen välivaiheen yli tulosta arvioi-yaessa ja tulaa suoraan digitaaliseen arviointiin, mikä vuorostaan merkitsee häiriöherkkyyden vähenemistä tämän työmenetelmän mukaisessa laitteessa. Samoin saadaan sellaisella suoralla digitaalisella laskemisella automaattisesti osoitus keskiarvosta.
Lisäetu aaltoimpulssin sellaisessa moduloinnissa on siinä, että yksinkertaisella vaihe-erottamisella voidaan jakaa suuri mittaus hienoihin digitaalisiin erillisiin osiin.
Lisäksi mahdollistaa pitkän aaltoimpulssin lähettäminen Doppler-ilmiön hyväksikäytön määräämällä frekvenssisiirtymä kaiussa, mikä putoavasta täyttöaineesta heijastuu takaisin häiriöimpulsseina* täten tulee mahdolliseksi erottaa täyteaineen pinnasta palaava hyödyllinen kaiku häiriökaiusta.
il
Claims (5)
1. Menetelmä säiliön täyttötason tai varastopaikan irtotava-rakorkeuden mittaamiseksi kaikuluotausperiaatteella, mittaamalla irtotavaran pintaa kohti suunnatun ääni- tai ultraääni-pulssin (5) ja täyttöaineen pinnasta heijastuneen kaikupulssin toisiaan vastaavien reunojen välistä aikajaksoa, tunnet-t u siitä, että mainittua pintaa kohti lähetetään ääni- tai ultraääni-pulssi, jonka kestoaika on vähintään yhtä suuri kuin suurin mitattava aikajakso, ja että mitataan lähetyspulssin loppumisen ja kaikupulssin loppumisen välinen aikajakso.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamista varten tarkoitettu laite, joka sisältää sähköisen pulssigene-raattorin aktivoiman sähkö-akustisen lähetysmuuntajän ja akustis-sähköisen vastaanottomuuntajän, jonka ulosmeno on liitetty sähköiseen ajanmittauslaitteeseen, jolloin lähetys-muuntaja ja vastaanottomuuntaja on asennettu säiliön täyttö-aineen yläpuolelle tai varastopaikan irtotavaran yläpuolelle, tunnettu siitä, että sähköinen pulssigeneraattori (10) on sovitettu lähettämään pulsseja, joiden kestoaika on ainakin yhtä suuri kuin suurin mitattava aikajakso, ja että on järjestetty ohjauspiiri (13, 14, 15, 16), joka lähetyspulssin loppuessa käynnistää ajanmittauslaitteen (17, 18, 19, 20, 21, 22) ja kaikupulssin loppuessa pysäyttää ajanmittauslaitteen.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajanmittauslaite (17, 18, 19, 20, 21, 22) sisältää digitaalisen takaisinpäinlaskijän (17) , joka ennen jokaista mittausta asetetaan alkulaskenta-asentoon, ja jonka takaisinpäinlaskenta aloitetaan ja lopetetaan ohjauspiirin (13, 14, 15, 16) avulla.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajanmittauslaite (17, 18, 19, 20, 21, 22) sisältää analogiamuistin (17), joka ennen jokaista mittausta ladataan alkutilaan, ja jonka purkaminen aloitetaan ja lopetetaan ohjauspiirillä (13, 14, 15, 16). 12 63636
5. Patenttivaatimusten 2-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauspiiri (13, 14, 15, 16) sisältää vastaanotto-muuntajaan liitetyn, säädettävällä vahvistustekijällä varustetun vahvistimen (13), sekä vahvistinsäätöpiirin (15), joka lähetysimpulssin kestäessä pitää vahvistimen (13) vahvistus-tekijän arvossa nolla tai hyvin pienessä arvossa, ja kaiku-impulssin kestäessä pitää mainitun vahvistustekijän suuremmassa arvossa.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH722876 | 1976-06-09 | ||
| CH722876A CH607002A5 (fi) | 1976-06-09 | 1976-06-09 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI771725A FI771725A (fi) | 1977-12-10 |
| FI63636B FI63636B (fi) | 1983-03-31 |
| FI63636C true FI63636C (fi) | 1983-07-11 |
Family
ID=4321869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI771725A FI63636C (fi) | 1976-06-09 | 1977-05-31 | Foerfarande och anordning foer maetning av fyllnivaon i en behaollare resp massgodshoejden pao en lagerplats |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4114441A (fi) |
| JP (1) | JPS584971B2 (fi) |
| BE (1) | BE855486A (fi) |
| CA (1) | CA1102441A (fi) |
| CH (1) | CH607002A5 (fi) |
| DD (1) | DD131671A5 (fi) |
| DE (1) | DE2649075C3 (fi) |
| DK (1) | DK253477A (fi) |
| FI (1) | FI63636C (fi) |
| FR (1) | FR2354542A1 (fi) |
| GB (1) | GB1587617A (fi) |
| IT (1) | IT1065592B (fi) |
| NL (1) | NL7702729A (fi) |
| NO (1) | NO145739C (fi) |
| SE (1) | SE7702915L (fi) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4228530A (en) * | 1978-05-19 | 1980-10-14 | Bergey Taylor G | Mud level monitor |
| US4221004A (en) * | 1978-08-03 | 1980-09-02 | Robertshaw Controls Company | Adjustable ultrasonic level measurement device |
| CH644692A5 (en) * | 1979-01-17 | 1984-08-15 | Upjohn Co | Process and device for measuring the rise rate of an expanding polymer foam |
| GB2084322B (en) * | 1980-09-18 | 1984-08-30 | Avery Hardoll Ltd | Fluid measuring system |
| US4386409A (en) * | 1980-09-23 | 1983-05-31 | Petroff Alan M | Sewage flow monitoring system |
| US4437497A (en) * | 1981-09-23 | 1984-03-20 | Enander Frederick A | Ultrasonic control of filling a container |
| US4510804A (en) * | 1982-09-30 | 1985-04-16 | The Marconi Co. Ltd. | Distance measuring |
| DE3438045C2 (de) * | 1983-11-04 | 1986-12-18 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Anordnung zur Signalübertragung bei Ultraschall-Echolotgeräten |
| USRE33435E (en) * | 1983-12-08 | 1990-11-13 | The Coca-Cola Company | Ultrasound level detector |
| AU579648B2 (en) * | 1984-07-10 | 1988-12-01 | Coca-Cola Company, The | Automatic control system for filing beverage containers |
| US4883100A (en) * | 1984-07-10 | 1989-11-28 | Stembridge William F | Automatic control system for filling beverage containers |
| US4817689A (en) * | 1984-07-10 | 1989-04-04 | The Coca-Cola Company | Automatic control system for filling beverage containers |
| US4944335A (en) * | 1984-12-20 | 1990-07-31 | The Coca-Cola Company | Automatic control system for filling beverage containers |
| US4798232A (en) * | 1984-12-20 | 1989-01-17 | The Coca-Cola Company | Automatic control system for filling beverage containers |
| US4780861A (en) * | 1984-12-20 | 1988-10-25 | The Coca-Cola Company | Automatic control system for filling beverage containers |
| US4917155A (en) * | 1987-02-25 | 1990-04-17 | The Coca-Cola Company | Ultrasound level detector and container counter |
| US4811595A (en) * | 1987-04-06 | 1989-03-14 | Applied Acoustic Research, Inc. | System for monitoring fluent material within a container |
| DE3812293A1 (de) * | 1988-04-13 | 1989-10-26 | Endress Hauser Gmbh Co | Fuellstandsmessgeraet |
| US5035140A (en) * | 1988-11-03 | 1991-07-30 | The Boeing Company | Self cleaning liquid level detector |
| US5095747A (en) * | 1989-12-26 | 1992-03-17 | Barnstead Thermolyne Corporation | Cryogenic liquid level sensing apparatus |
| DE4010065A1 (de) * | 1990-03-29 | 1991-10-02 | Franz Sperner | Verfahren zum mengenbezogenen entsorgen von haushalts-und gewerbemuell und mengenbezogenes entsorgungssysstem fuer derartigen muell |
| US5131271A (en) * | 1990-04-16 | 1992-07-21 | Magnetrol International, Inc. | Ultrasonic level detector |
| US5335545A (en) * | 1990-09-04 | 1994-08-09 | Magnetrol International, Inc. | Ultrasonic detector with frequency matching |
| US5185126A (en) * | 1991-07-10 | 1993-02-09 | Raytheon Company | Infectious waste disposal unit |
| US5148700A (en) * | 1991-11-12 | 1992-09-22 | Entech Design, Inc. | Apparatus and method for locating sediment in a container |
| DE4233324C2 (de) * | 1992-10-05 | 1996-02-01 | Krohne Messtechnik Kg | Verfahren zur Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Radarprinzip |
| DE4320411C2 (de) * | 1993-06-22 | 1998-07-23 | Pepperl & Fuchs | Vorrichtung zum Feststellen des Erreichens eines vorgegebenen Füllstandes mit einem Schwingstab |
| US6338028B1 (en) | 1998-06-11 | 2002-01-08 | Trw Inc. | Ultrasonic sensor system and method having input capture for echo processing |
| US5991234A (en) * | 1998-06-11 | 1999-11-23 | Trw Inc. | Ultrasonic sensor system and method having automatic excitation frequency adjustment |
| DE10009406C2 (de) * | 2000-02-28 | 2002-01-10 | Sasib Beverage Deutschland Gmb | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Füllstandsmessung |
| US6725718B2 (en) * | 2001-02-08 | 2004-04-27 | Vega Grieshaber Kg | Method and device for the coarse differentiation between a liquid or a bulk material of a filling product present in a receptacle |
| US6634234B1 (en) * | 2001-02-10 | 2003-10-21 | Vega Grieshaber Kg | Adjustable measurement head and a level measurement device and method employing it |
| DE10139242A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Grieshaber Vega Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Befüllvorgangs |
| DE10325267A1 (de) * | 2003-06-03 | 2004-12-23 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Anordnung und Verfahren zur Füllstandsmessung |
| DE10360711A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Füllstandsmeßgerät und Verfahren zur Füllstandsmessung und -überwachung |
| BE1016358A5 (nl) * | 2004-11-08 | 2006-09-05 | Xaphina Nv | Niveaudetector. |
| US7819144B2 (en) * | 2005-09-01 | 2010-10-26 | Wotring Blake R | Method and apparatus for loading and conditioning materials |
| DE102008015470A1 (de) | 2008-03-17 | 2009-10-08 | Atanassow, Atanas, Dipl.-Ing. | Anwendung der elektromagnetischen Wellen anstelle von radioaktiver Strahlung im Einsatz bei Füllstandsmessungen |
| WO2011074061A1 (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | キヤノン株式会社 | 超音波制御装置及び記録材判別装置 |
| IL210776A (en) * | 2011-01-20 | 2015-10-29 | Israel Polishuk | A method and apparatus for assessing the contents of a solid material container |
| US8756998B1 (en) | 2011-03-04 | 2014-06-24 | Express Scripts, Inc. | Solid contents verification systems and methods |
| DE102014200924A1 (de) * | 2014-01-20 | 2015-07-23 | Alfons Tschritter Gmbh | Vorrichtung und Verfahren für die Förderung von fließfähigen Stoffen, insbesondere Schüttgütern |
| DE102016100674B4 (de) * | 2016-01-15 | 2019-03-21 | Krohne Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines berührungslos arbeitenden Ultraschall- oder Radar-Füllstandmessgeräts und berührungslos arbeitendes Ultraschall- oder Radar-Füllstandmessgerät |
| DE102022123829A1 (de) | 2022-09-16 | 2024-03-21 | Robert Högl | Vorrichtung zur Ermittlung des Füllstands von Schüttgut |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2775748A (en) * | 1953-03-17 | 1956-12-25 | Bogue Elec Mfg Co | Apparatus for measuring liquid levels |
| US3223964A (en) * | 1962-06-27 | 1965-12-14 | Stadlin Louis | Ultrasonic material measuring and control system |
| DE1208090B (de) * | 1964-02-15 | 1965-12-30 | Dr Helmut Roeschlau | Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Fuellstandes von Bunkern und Silos |
| FR1514156A (fr) * | 1966-11-08 | 1968-02-23 | Realisations Ultrasoniques Sa | Appareil de mesure de niveaux par réflexion d'impulsions ultrasonores |
| GB1377054A (en) * | 1973-07-24 | 1974-12-11 | Ford Motor Co | Vehicle fuel level indicating systems |
| SE381745B (sv) * | 1973-11-20 | 1975-12-15 | Saab Scania Ab | Sett och anordning for avstandsmetning med frekvensmodulerade kontinuerliga mikrovagor |
| US3985030A (en) * | 1974-10-29 | 1976-10-12 | William Mcgeoch & Company | Ultrasonic acoustic pulse echo ranging system |
| US4000650B1 (en) * | 1975-03-20 | 1995-11-14 | Endress Hauser Gmbh Co | Method and apparatus for ultrasonic material level measurement |
-
1976
- 1976-06-09 CH CH722876A patent/CH607002A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-10-28 DE DE2649075A patent/DE2649075C3/de not_active Expired
- 1976-12-29 IT IT30979/76A patent/IT1065592B/it active
-
1977
- 1977-03-02 GB GB8849/77A patent/GB1587617A/en not_active Expired
- 1977-03-14 NL NL7702729A patent/NL7702729A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-03-15 SE SE7702915A patent/SE7702915L/ not_active Application Discontinuation
- 1977-05-23 US US05/799,517 patent/US4114441A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-05-26 FR FR7717295A patent/FR2354542A1/fr active Granted
- 1977-05-31 FI FI771725A patent/FI63636C/fi not_active IP Right Cessation
- 1977-06-03 CA CA279,791A patent/CA1102441A/en not_active Expired
- 1977-06-07 DD DD7700199345A patent/DD131671A5/xx unknown
- 1977-06-07 BE BE6046043A patent/BE855486A/xx unknown
- 1977-06-08 DK DK253477A patent/DK253477A/da not_active Application Discontinuation
- 1977-06-08 NO NO772000A patent/NO145739C/no unknown
- 1977-06-08 JP JP52067765A patent/JPS584971B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO772000L (no) | 1977-12-12 |
| FR2354542B1 (fi) | 1980-10-03 |
| CA1102441A (en) | 1981-06-02 |
| NO145739B (no) | 1982-02-08 |
| IT1065592B (it) | 1985-02-25 |
| NO145739C (no) | 1982-05-19 |
| DE2649075A1 (de) | 1977-12-15 |
| DE2649075C3 (de) | 1981-04-02 |
| JPS584971B2 (ja) | 1983-01-28 |
| JPS52151051A (en) | 1977-12-15 |
| DE2649075B2 (de) | 1980-07-24 |
| BE855486A (fr) | 1977-10-03 |
| FI771725A (fi) | 1977-12-10 |
| GB1587617A (en) | 1981-04-08 |
| DD131671A5 (de) | 1978-07-12 |
| NL7702729A (nl) | 1977-12-13 |
| CH607002A5 (fi) | 1978-11-30 |
| FR2354542A1 (fr) | 1978-01-06 |
| FI63636B (fi) | 1983-03-31 |
| DK253477A (da) | 1977-12-10 |
| SE7702915L (sv) | 1977-12-10 |
| US4114441A (en) | 1978-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI63636C (fi) | Foerfarande och anordning foer maetning av fyllnivaon i en behaollare resp massgodshoejden pao en lagerplats | |
| US9513153B2 (en) | Radar level gauging using frequency modulated pulsed wave | |
| US7307582B2 (en) | Method for determining a level of material with a two-wire radar sensor comprising intermittently operating circuitry components and a two-wire radar sensor | |
| EP2748629B1 (en) | Mfpw radar level gauging with distance approximation | |
| US8223066B2 (en) | Pulsed radar level gauge system and method with reduced start-up time | |
| JPH10319111A (ja) | パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方法および距離測定装置 | |
| JPS5812548B2 (ja) | 液体内の含有気体泡測定装置 | |
| US10295394B2 (en) | Method and measuring device for fill level measurement | |
| EP2659239A1 (en) | Radar level gauging using frequency modulated pulsed wave | |
| JP2859514B2 (ja) | ドップラーシフト補正パルス式漁網深度計 | |
| US9746366B2 (en) | Radar level gauging | |
| JP2003502646A (ja) | 距離測定装置及び距離測定装置を校正する方法 | |
| US6634228B2 (en) | Method of measuring level in a vessel | |
| JPS585387B2 (ja) | ソクドソクテイソウチ | |
| US7633434B2 (en) | Pulse radar system with a signal integration device having a sample and hold circuit | |
| RU2399888C1 (ru) | Способ измерения уровня материала в резервуаре | |
| CA1065043A (en) | Receiving system of telemetering signal | |
| RU2176382C1 (ru) | Радиолокационный импульсный рециркуляционный уровнемер | |
| RU2123191C1 (ru) | Эхолот | |
| JPS6339843B2 (fi) | ||
| RU1835528C (ru) | Способ измерени действительной скорости движени наземных транспортных средств и устройство дл его осуществлени | |
| JPS54108599A (en) | Detecting method for kind of vehicle using microprocessor | |
| RU2029248C1 (ru) | Измеритель уровня | |
| SU118867A1 (ru) | Способ измерени среднего уровн сигнала на входе радиоприемника | |
| SU940079A1 (ru) | Устройство дл измерени частоты заполнени импульсно-модулированных колебаний |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: G.H. ENDRESS & CO. |