RU2256158C1 - Level gage - Google Patents

Level gage Download PDF

Info

Publication number
RU2256158C1
RU2256158C1 RU2004102630/28A RU2004102630A RU2256158C1 RU 2256158 C1 RU2256158 C1 RU 2256158C1 RU 2004102630/28 A RU2004102630/28 A RU 2004102630/28A RU 2004102630 A RU2004102630 A RU 2004102630A RU 2256158 C1 RU2256158 C1 RU 2256158C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
waveguide
trigger
signal
comparator
Prior art date
Application number
RU2004102630/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Кабатчиков (RU)
В.А. Кабатчиков
Original Assignee
Кабатчиков Валерий Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кабатчиков Валерий Александрович filed Critical Кабатчиков Валерий Александрович
Priority to RU2004102630/28A priority Critical patent/RU2256158C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256158C1 publication Critical patent/RU2256158C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

FIELD: ultrasonic length and distance measurements; liquid media level monitoring systems.
SUBSTANCE: proposed level gage has sealed tube 1, ultrasonic transducer 2, float 4 mounted on butt-end of waveguide 3 and provided with permanent magnet 5, metering coil 6, generator 7, first flip-flop 8, logical unit 9 that functions as EXCLUSIVE OR gate, amplifier 10, comparator 11, second flip-flop 12, and resolving unit 13. Rectangular pulses whose mean length is independent of signal amplitude in metering coil 6 generated by means of first flip-flop 8, comparator 11, logical unit 9, and second flip-flop 12 provide for high-precision location of permanent magnet 5 on waveguide 3 and, consequently, for accurate measurement of liquid level.
EFFECT: enhanced liquid-level measurement accuracy.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ультразвуковых измерений длин и расстояний и предназначено для использования в системах непрерывного контроля уровней жидких сред.The invention relates to the field of ultrasonic measurements of lengths and distances and is intended for use in systems for continuous monitoring of liquid levels.

Известен ультразвуковой уровнемер, содержащий волновод с распределенной по его длине измерительной обмоткой, ультразвуковой излучающий элемент, подключенный к первому выходу генератора и установленный на торце волновода, герметизированную трубку, в которой размещены волновод и излучающий элемент, поплавок с закрепленным на нем постоянным магнитом, установленный концентрично с герметизированной трубкой, усилитель, подключенный входом к сигнальной обмотке, а также решающий блок, подключенный входами к выходу усилителя и второму выходу генератора [Авторское свидетельство №838381, опубл. в Б.И. №22, 1981 г.].A known ultrasonic level gauge containing a waveguide with a measuring coil distributed along its length, an ultrasonic emitting element connected to the first output of the generator and mounted on the end of the waveguide, a sealed tube in which the waveguide and the radiating element are placed, a float with a permanent magnet fixed to it, mounted concentrically with a sealed tube, an amplifier connected by an input to the signal winding, as well as a deciding unit connected by inputs to the output of the amplifier and the second output the generator [Copyright certificate No. 838381, publ. in B.I. No. 22, 1981].

Существенным недостатком известного ультразвукового уровнемера является наличие у него значительной температурной погрешности, которая обусловлена зависимостью скорости распространения ультразвука в волноводе от температуры окружающей среды и проявляется в виде температурных дрейфов временных интервалов между моментами возбуждения ультразвуковых импульсов в ультразвуковом излучающем элементе и моментами появления импульсов в измерительной обмотке.A significant drawback of the known ultrasonic level gauge is the presence of a significant temperature error, which is due to the dependence of the speed of ultrasound propagation in the waveguide on the ambient temperature and manifests itself in the form of temperature drifts of time intervals between the moments of excitation of the ultrasonic pulses in the ultrasonic emitting element and the moments of the appearance of pulses in the measuring winding.

Известен также ультразвуковой уровнемер, содержащий герметизированную трубку, в которой расположен волновод и установленный на его торце ультразвуковой излучающий элемент, измерительную обмотку, распределенную по высоте волновода, опорную обмотку, расположенную на волноводе между сигнальной обмоткой и ультразвуковым излучающим элементом и подключенную выводами к первому усилителю, постоянные магниты, первый из которых расположен на цилиндрическом поплавке, а второй - закреплен неподвижно и охватывает витки опорной обмотки, первый и второй усилители, подключенные входами к выводам соответственно сигнальной и опорной обмоток, генератор, подключенный первым выходом к ультразвуковому излучающему элементу, а вторым выходом к объединенным первым входам первого и второго формирователей временных интервалов, при этом вторые входы формирователей временных интервалов подключены к выходам соответствующих усилителей, первый выход первого формирователя соединен с третьим входом второго формирователя, а второй выход первого формирователя и выход второго формирователя подключены ко входам решающего блока [Патент №2064666, G 01 F 23/28, опубл. в Б.И. №21, 1996 г.].An ultrasonic level gauge is also known, which contains a sealed tube in which the waveguide is located and an ultrasonic radiating element mounted on its end, a measuring winding distributed over the height of the waveguide, a support winding located on the waveguide between the signal winding and the ultrasonic radiating element and connected to the first amplifier by leads, permanent magnets, the first of which is located on a cylindrical float, and the second is fixed motionless and covers the coils of the support winding, the first and second amplifiers connected by inputs to the terminals of the signal and reference windings respectively, a generator connected by the first output to the ultrasonic emitting element, and a second output to the combined first inputs of the first and second time interval shapers, while the second inputs of the time interval shapers are connected to the outputs of the respective amplifiers, the first output of the first driver is connected to the third input of the second driver, and the second output of the first driver and the output of the second driver Keys to the inputs of the block casting [Patent №2064666, G 01 F 23/28, publ. in B.I. No. 21, 1996].

В данном ультразвуковом уровнемере измеряется временной интервал между моментом возбуждения излучающим элементом ультразвукового импульса и моментом появления в опорной обмотке импульса ЭДС, наведенного отраженным от нижнего торца волновода ультразвуковым импульсом. Этот временной интервал зависит от температуры и используется в качестве опорного сигнала при измерении уровня, в результате чего температурная погрешность измерения уровня практически исключается и уровнемер по сравнению с предыдущим аналогом имеет более высокую точность измерения.In this ultrasonic level meter, the time interval between the moment of excitation of the ultrasonic pulse by the emitting element and the moment of the appearance of the EMF pulse in the reference winding induced by the ultrasonic pulse reflected from the lower end of the waveguide is measured. This time interval depends on temperature and is used as a reference signal for level measurement, as a result of which the temperature error of level measurement is practically eliminated and the level gauge has a higher measurement accuracy compared to the previous analog.

Недостатком ультразвукового уровнемера является наличие у него дополнительной опорной обмотки и дополнительного неподвижного постоянного магнита, которые усложняют конструкцию и повышают стоимость уровнемера.The disadvantage of an ultrasonic level gauge is that it has an additional supporting winding and an additional fixed permanent magnet, which complicate the design and increase the cost of the level gauge.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является уровнемер, который принят в качестве прототипа и содержит герметизированную трубку, в которой размещены волновод и установленный на его верхнем торце приемоизлучающий ультразвуковой преобразователь, поплавок с постоянным магнитом, выполненный в виде полого цилиндра и одетый на герметизированную трубку с возможностью перемещения по ней, распределенную по длине волновода измерительную обмотку, подключенную ко входам первого усилителя, генератор, подключенный первым выходом к ультразвуковому преобразователю и входу второго усилителя, а также первый и второй формирователи импульсов, первые входы которых объединены и подключены ко второму выходу генератора, вторые входы соединены с выходами соответствующих усилителей, а выходы подключены ко входам решающего блока [Патент №2060472, G 01 F 23/28, опубл. в Б.И. №14, 1996 г.].The closest in technical essence to the claimed device is a level gauge, which is adopted as a prototype and contains a sealed tube, in which there is a waveguide and a receiving-emitting ultrasonic transducer mounted on its upper end, a float with a permanent magnet, made in the form of a hollow cylinder and dressed on a sealed tube with the possibility of moving along it, a measuring winding distributed along the length of the waveguide connected to the inputs of the first amplifier, a generator connected the first output to the ultrasonic transducer and the input of the second amplifier, as well as the first and second pulse shapers, the first inputs of which are combined and connected to the second output of the generator, the second inputs are connected to the outputs of the respective amplifiers, and the outputs are connected to the inputs of the decision unit [Patent No. 2060472, G 01 F 23/28, publ. in B.I. No. 14, 1996].

Данный уровнемер сохраняет все достоинства предыдущего аналога и имеет при этом более простую конструкцию, поскольку в нем отсутствуют дополнительный неподвижный постоянный магнит и опорная обмотка, а их функцию при формировании опорного сигнала выполняет приемоизлучающий ультразвуковой преобразователь.This level gauge retains all the advantages of the previous analogue and has a simpler construction, since it does not have an additional fixed permanent magnet and a supporting winding, and their function in the formation of the reference signal is performed by a receiving-emitting ultrasonic transducer.

В этом уровнемере измеряемой величиной является длительность импульса, вырабатываемого первым формирователем импульсов. Первый фронт этого импульса определяется моментом появления сигнала на втором выходе генератора, совпадающим с моментом возбуждения волны ультразвуковым преобразователем, а задний фронт - моментом времени, когда наведенный в измерительной обмотке и усиленный в усилителе сигнал достигнет определенного порогового значения. Поскольку сигнал в измерительной обмотке имеет вид затухающих колебаний, среднее значение амплитуды которых зависит от местонахождения на волноводе постоянного магнита, момент достижения сигналом порогового значения зависит не только от местонахождения магнита, но и от среднего значения амплитуды сигнала. При этом влияние амплитуды сигнала на момент формирования заднего фронта импульса является причиной появления нелинейной погрешности и соответственно низкой точности известного уровнемера.In this level gauge, the measured value is the duration of the pulse generated by the first pulse shaper. The first front of this pulse is determined by the moment the signal appears at the second output of the generator, which coincides with the moment of wave excitation by the ultrasonic transducer, and the trailing edge by the moment when the signal induced in the measuring winding and amplified in the amplifier reaches a certain threshold value. Since the signal in the measuring winding has the form of damped oscillations, the average value of the amplitude of which depends on the location of the permanent magnet on the waveguide, the moment the signal reaches the threshold value depends not only on the location of the magnet, but also on the average value of the signal amplitude. In this case, the influence of the signal amplitude at the moment of formation of the trailing edge of the pulse is the cause of the appearance of a nonlinear error and, accordingly, low accuracy of the known level gauge.

Таким образом недостатком известного уровнемера является низкая точность, обусловленная зависимостью амплитуды сигнала в измерительной обмотке от местонахождения на волноводе постоянного магнита.Thus, the disadvantage of the known level gauge is the low accuracy due to the dependence of the signal amplitude in the measuring winding on the location of a permanent magnet on the waveguide.

Изобретение решает задачу исключения влияния изменения амплитуды наводимого в измерительной обмотке сигнала на результат измерения уровня и повышения тем самым точности уровнемера.The invention solves the problem of eliminating the influence of changes in the amplitude of the signal induced in the measuring winding on the level measurement result and thereby increasing the accuracy of the level gauge.

Решение указанной задачи достигается тем, что в уровнемер, включающий в себя герметизированную трубку, в которой размещены волновод с распределенной по его длине измерительной обмоткой и установленный на торце волновода ультразвуковой преобразователь, поплавок с постоянным магнитом, выполненный в виде полого цилиндра, одетого на герметизированную трубку с возможностью перемещения по ней, генератор, подключенный первым выходом к ультразвуковому преобразователю, усилитель, входы которого соединены с выводами измерительной обмотки, а также решающий блок, в отличие от прототипа введены первый и второй триггеры, логический блок, выполняющий операцию “Исключающее ИЛИ”, и компаратор, при этом счетный вход первого триггера и вход установки второго триггера объединяются и подключаются ко второму выходу генератора, вход компаратора соединяется с выходом усилителя, выходы первого триггера и компаратора подключаются ко входам логического блока, выход которого соединяется со счетным входом второго триггера, а выход второго триггера подключается ко входу решающего блока.The solution to this problem is achieved by the fact that in the level gauge, which includes a sealed tube, in which a waveguide with a measuring coil distributed along its length and an ultrasonic transducer mounted on the end of the waveguide is installed, a permanent magnet float made in the form of a hollow cylinder, dressed on a sealed tube with the ability to move along it, a generator connected to the ultrasonic transducer by the first output, an amplifier whose inputs are connected to the terminals of the measuring winding, and t Also, the decisive unit, in contrast to the prototype, introduced the first and second triggers, a logical unit that performs the “Exclusive OR” operation, and a comparator, while the counting input of the first trigger and the installation input of the second trigger are combined and connected to the second output of the generator, the comparator input is connected to the output of the amplifier, the outputs of the first trigger and comparator are connected to the inputs of the logic unit, the output of which is connected to the counting input of the second trigger, and the output of the second trigger is connected to the input of the deciding unit.

Существенное отличие предлагаемого уровнемера от известных устройств состоит в том, что в нем формируется два информационных импульса, первые фронты которых формируются в моменты появления сигнала на втором выходе генератора, а задние - в моменты первых двух совпадений значения колебательного сигнала, снимаемого с выхода усилителя, с порогом срабатывания компаратора. При этом вычисляется среднее значение длительностей этих импульсов, которое соответствует временному интервалу между моментом появления сигнала на втором выходе генератора и моментом времени, когда первая полуволна колебательного сигнала достигает своего максимального значения. Поскольку момент достижения максимума в данном случае практически не зависит от величины максимума, т.е. от амплитуды первой полуволны колебательного сигнала, то и среднее значение длительностей указанных импульсов также не зависит от амплитуды сигнала, а определяется исключительно местонахождением постоянного магнита на волноводе. Этот эффект и обуславливает высокую точность предлагаемого уровнемера.A significant difference between the proposed level gauge and the known devices is that two information pulses are formed in it, the first fronts of which are formed at the moments of the appearance of the signal at the second output of the generator, and the rear ones - at the moments of the first two matches of the value of the vibrational signal taken from the amplifier threshold of comparator operation. In this case, the average value of the durations of these pulses is calculated, which corresponds to the time interval between the moment the signal appears at the second output of the generator and the time moment when the first half-wave of the oscillating signal reaches its maximum value. Since the moment of reaching the maximum in this case is practically independent of the maximum value, i.e. from the amplitude of the first half-wave of the vibrational signal, the average duration of the indicated pulses is also independent of the signal amplitude, but is determined solely by the location of the permanent magnet on the waveguide. This effect determines the high accuracy of the proposed level gauge.

Принцип обработки сигналов и схема, используемые в предлагаемом уровнемере, в известных аналогах не обнаружены, в связи с чем можно считать, что заявляемое техническое решение обладает элементами новизны.The principle of signal processing and the circuitry used in the proposed level gauge are not found in the known analogues, and therefore, it can be considered that the claimed technical solution has novelty elements.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого уровнемера, а на фиг.2, 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Figure 1 presents the structural diagram of the proposed level gauge, and figure 2, 3 is a timing diagram explaining its operation.

Уровнемер включает в себя герметизированную трубку 1, ультразвуковой преобразователь 2, установленный на верхнем торце волновода 3, поплавок 4 с постоянным магнитом 5, одетый на герметизированную трубку 1 и имеющий возможность передвигаться по ней, измерительную обмотку 6, распределенную по длине волновода 3, генератор 7, подключенный выходом “1” к ультразвуковому преобразователю 2, первый триггер 8, подключенный счетным входом к выходу “2” генератора 7, а выходом - к первому входу логического блока 9, выполняющего логическую операцию “Исключающее ИЛИ”, усилитель 10, подключенный входами к выводам измерительной обмотки 6, а выходом - через компаратор 11 ко второму входу логического блока 9, а также второй триггер 12, вход установки которого соединен с выходом “2” генератора 7, счетный вход - с выходом логического блока 9, а выход подключен ко входу решающего блока 13.The level gauge includes a sealed tube 1, an ultrasonic transducer 2 mounted on the upper end of the waveguide 3, a float 4 with a permanent magnet 5, dressed on a sealed tube 1 and able to move along it, a measuring winding 6 distributed along the length of the waveguide 3, generator 7 connected by the output “1” to the ultrasonic transducer 2, the first trigger 8, connected by a counting input to the output “2” of the generator 7, and the output to the first input of the logical unit 9 that performs the logical operation “Exclusion OR, ”amplifier 10 connected by inputs to the terminals of the measuring winding 6, and by an output through a comparator 11 to the second input of the logic unit 9, as well as a second trigger 12, the installation input of which is connected to the output“ 2 ”of the generator 7, the counting input - the output of the logical block 9, and the output is connected to the input of the decision block 13.

Уровнемер работает следующим образом. Генератор 7 возбуждает мощными электрическими импульсами U7-1 (Фиг.2) ультразвуковой преобразователь 2, который излучает в волновод 3 ультразвуковые импульсы. Эти импульсы распространяются по волноводу в виде упругих продольных волн и, проходя мимо участка, намагниченного расположенным на поплавке 4 постоянным магнитом 5, наводят в измерительной обмотке 6 сигналы, имеющие после усиления в усилителе 10 вид затухающих колебаний U10. Сигналы U10 поступают на вход компаратора 11, где сравниваются по величине с пороговым напряжением U0. В моменты времени, характеризующие собой равенство значений сигнала U10 и порогового напряжения U0, т.е. U10=U0, компаратор 11 формирует прямоугольные импульсы U11.The level gauge works as follows. The generator 7 excites with powerful electric pulses U 7-1 (Figure 2) an ultrasonic transducer 2, which emits ultrasonic pulses into the waveguide 3. These pulses propagate along the waveguide in the form of elastic longitudinal waves and, passing the section magnetized by the permanent magnet 5 located on the float 4, induce signals in the measuring winding 6 that, after amplification in the amplifier 10, have the form of damped oscillations U 10 . The signals U 10 are fed to the input of the comparator 11, where they are compared in magnitude with the threshold voltage U 0 . At times that characterize the equality of the values of the signal U 10 and the threshold voltage U 0 , i.e. U 10 = U 0 , the comparator 11 generates rectangular pulses U 11 .

Одновременно с мощными импульсами, возбуждающими ультразвуковой преобразователь 2, генератор 7 вырабатывает импульсы U7-2, которые снимаются с его выхода “2” и поступают на счетный вход первого триггера 8 и вход установки второго триггера 12. С приходом импульсов первый триггер периодически меняет логический уровень сигнала U8 на своем выходе, осуществляя тем самым деление частоты генератора 7 на два, а второй триггер устанавливается в положение, при котором его выходной сигнал U12 имеет уровень “лог.1” (Фиг.2).Simultaneously with the powerful pulses exciting the ultrasonic transducer 2, the generator 7 generates pulses U 7-2 , which are removed from its output “2” and fed to the counting input of the first trigger 8 and the installation input of the second trigger 12. With the arrival of pulses, the first trigger periodically changes the logical the level of the signal U 8 at its output, thereby dividing the frequency of the generator 7 into two, and the second trigger is set to a position at which its output signal U 12 has a level of “log.1” (Figure 2).

Логический блок 9, выполняющий логическую операцию “Исключающее ИЛИ”, сравнивает выходные сигналы первого триггера и компаратора U8, U11 и вырабатывает сигнал U9, поступающий на счетный вход второго триггера 12. Первые после моментов установки второго триггера положительные фронты сигнала U9 приводят к изменению логического уровня сигнала U12 на выходе второго триггера 12. В результате сигнал U12 имеет вид прямоугольных импульсов, первые фронты которых формируются в моменты появления сигналов на выходах генератора, а задние фронты - в моменты, когда первая полуволна колебательного сигнала U10 проходит значения, равные значению порогового напряжения U0. При этом, если сигнал U8 на выходе первого триггера имеет уровень “лог.0”, задние фронты импульсов U12 соответствуют переднему фронту первой полуволны сигнала U10 на выходе усилителя, а если сигнал U8 имеет уровень “лог.1”, то задние фронты импульсов U12 соответствуют заднему фронту первой полуволны сигнала U10. Соответственно в первом случае длительность импульсов U12 равна τ1, а во втором - τ2 (Фиг.2).The logical unit 9, performing the logical operation “Exclusive OR”, compares the output signals of the first trigger and comparator U 8 , U 11 and generates a signal U 9 , which is received at the counting input of the second trigger 12. The first positive edges of the signal U 9 after the moments of the second trigger are installed to change the logic level of the signal U 12 at the output of the second flip-flop 12. The resulting signal U 12 has the form of rectangular pulses, the first edges of which are formed at the time the signals on the outputs of the generator and trailing edges - in momen s when the first half-wave oscillating signal U 10 extends values equal to the value of the threshold voltage U 0. Moreover, if the signal U 8 at the output of the first trigger has a level of “log.0”, the trailing edges of the pulses U 12 correspond to the leading edge of the first half-wave of the signal U 10 at the output of the amplifier, and if the signal U 8 has a level of “log.1”, then the trailing edges of the pulses U 12 correspond to the trailing edge of the first half-wave of the signal U 10 . Accordingly, in the first case, the pulse duration of U 12 is equal to τ 1 , and in the second - τ 2 (Figure 2).

Триггер 12, работа которого определяется указанными сигналами, может быть реализован, например, на основе D-триггера, на вход “D” которого подан сигнал с уровнем “лог.1”. При этом выходом триггера 12 будет являться инверсный выход D-триггера.The trigger 12, whose operation is determined by the indicated signals, can be implemented, for example, on the basis of a D-trigger, to the input “D” of which a signal with the level “log.1” is applied. In this case, the trigger output 12 will be the inverse output of the D-trigger.

В решающем блоке 13 определяется среднее из N значений длительностей импульсов U12, которое составляетIn the decision block 13, the average of N values of the pulse durations U 12 is determined, which is

Figure 00000002
Figure 00000002

где N=n1+n2, а n1 и n2 - количество измеряемых импульсов с длительностями соответственно τ1 и τ2, илиwhere N = n 1 + n 2 , and n 1 and n 2 are the number of measured pulses with durations of τ 1 and τ 2 , respectively, or

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

где τ*=0,5(τ12) - среднее значение длительности двух следующих друг за другом импульсов из последовательности U12, Δn=n1-n2, Δτ=τ12.where τ * = 0.5 (τ 1 + τ 2 ) is the average duration of two consecutive pulses from the sequence U 12 , Δn = n 1 -n 2 , Δτ = τ 12 .

В силу того, что первые полуволны сигнала U10 обладают симметрией относительно своих максимумов, временной интервал τ* соответствует моментам появления этих максимумов (Фиг.3). При этом благодаря неизменной форме сигнала U10 он не зависит от величины максимумов, т.е. для двух произвольных значений максимумов Um и Um1 имеет место равенствоDue to the fact that the first half-waves of the signal U 10 have symmetry with respect to their maxima, the time interval τ * corresponds to the moments of the appearance of these maxima (Figure 3). Moreover, due to the unchanged waveform U 10, it does not depend on the magnitude of the maxima, i.e. for two arbitrary values of the maxima U m and U m1 we have the equality

Figure 00000005
Figure 00000005

Вследствие этого τ* характеризует собой исключительно местонахождение постоянного магнита 5 на волноводе 3 и точную величину измеряемого уровня.As a consequence, τ * characterizes exclusively the location of the permanent magnet 5 on the waveguide 3 and the exact value of the measured level.

Заметим, что в уровнемере, принятом за прототип, формируются только импульсы, длительность которых определяется величиной τ1. При этом изменение амплитуды первых полуволн колебательного сигнала при постоянной величине U0 ведет к дополнительному изменению длительностей импульсов, что является причиной низкой точности этого уровнемера.Note that in the level meter adopted as a prototype, only pulses are formed, the duration of which is determined by the value of τ 1 . Moreover, a change in the amplitude of the first half-waves of the oscillatory signal at a constant value of U 0 leads to an additional change in the pulse durations, which is the reason for the low accuracy of this level gauge.

Погрешность измерения уровня в предлагаемом уровнемере обуславливается неравенством количеств измеряемых импульсов с длительностями τ1 и τ2. Она снижается путем увеличения числа измеряемых импульсов N и практически исключается при равенстве n1=n2, когда N является четным числом.The error in level measurement in the proposed level gauge is caused by the inequality in the number of measured pulses with durations τ 1 and τ 2 . It is reduced by increasing the number of measured pulses N and is practically eliminated when n 1 = n 2 , when N is an even number.

Значение измеряемого уровня определяется по формулеThe value of the measured level is determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где Н - значение расстояния от верхнего торца волновода 3 до дна резервуара с жидкостью (Фиг.1), которое вводится перед началом работы уровнемера в память решающего блока 13,where H is the value of the distance from the upper end of the waveguide 3 to the bottom of the tank with liquid (Figure 1), which is entered before the start of the level gauge in the memory of the decision unit 13,

Figure 00000007
Figure 00000007

- расстояние от верхнего торца волновода 3 до середины его участка, намагниченного постоянным магнитом 5, а К - коэффициент преобразования, определяемый при калибровке уровнемера.- the distance from the upper end of the waveguide 3 to the middle of its portion magnetized by a permanent magnet 5, and K is the conversion coefficient determined during calibration of the level gauge.

Таким образом, определение среднего значения длительностей импульсов, соответствующих одинаковым значениям сигнала U10 на переднем и заднем фронтах его первых полуволн, дает возможность вычислять параметр τ*, не зависящий от изменений средней амплитуды сигнала, и тем самым существенно увеличить точность уровнемера.Thus, the determination of the average value of the pulse durations corresponding to the same values of the signal U 10 at the leading and trailing edges of its first half-waves makes it possible to calculate the parameter τ *, which is independent of changes in the average amplitude of the signal, and thereby significantly increase the accuracy of the level gauge.

Claims (1)

Уровнемер, включающий в себя герметизированную трубку, в которой размещены волновод с распределенной по его длине измерительной обмоткой и установленный на торце волновода ультразвуковой преобразователь, поплавок с постоянным магнитом, выполненный в виде полого цилиндра, одетого на герметизированную трубку с возможностью перемещения по ней, генератор, подключенный первым выходом к ультразвуковому преобразователю, усилитель, входы которого соединены с выводами измерительной обмотки, а также решающий блок, отличающийся тем, что он содержит первый и второй триггеры, логический блок, выполняющий операцию Исключающее ИЛИ, и компаратор, при этом счетный вход первого триггера и вход установки второго триггера объединены и подключены ко второму выходу генератора, вход компаратора соединен с выходом усилителя, выходы первого триггера и компаратора подключены ко входам логического блока, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, а выход второго триггера подключен ко входу решающего блока.A level gauge that includes a sealed tube in which a waveguide with a measuring coil distributed along its length and an ultrasonic transducer mounted on the end of the waveguide, a permanent magnet float made in the form of a hollow cylinder, dressed on a sealed tube with the ability to move along it, a generator, are placed, connected to the first output to an ultrasonic transducer, an amplifier, the inputs of which are connected to the terminals of the measuring winding, as well as a decision unit, characterized in that it comprises The first and second triggers, the logic block that performs the exclusive OR operation, and the comparator, the counting input of the first trigger and the installation input of the second trigger are combined and connected to the second output of the generator, the input of the comparator is connected to the output of the amplifier, the outputs of the first trigger and comparator are connected to the inputs of the logical block, the output of which is connected to the counting input of the second trigger, and the output of the second trigger is connected to the input of the decision block.
RU2004102630/28A 2004-01-29 2004-01-29 Level gage RU2256158C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102630/28A RU2256158C1 (en) 2004-01-29 2004-01-29 Level gage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102630/28A RU2256158C1 (en) 2004-01-29 2004-01-29 Level gage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256158C1 true RU2256158C1 (en) 2005-07-10

Family

ID=35838462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004102630/28A RU2256158C1 (en) 2004-01-29 2004-01-29 Level gage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256158C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468340C1 (en) * 2011-07-29 2012-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Новейшие Информационные Решения" Method of determining level of liquid and float level gauge for realising said method
RU2592045C1 (en) * 2015-02-12 2016-07-20 Владимир Иванович Мельников Ultrasonic waveguide liquid level indicator
RU2678931C2 (en) * 2014-06-30 2019-02-04 Роузмаунт Танк Радар Аб Multi-channel guided wave radar level gauge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468340C1 (en) * 2011-07-29 2012-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Новейшие Информационные Решения" Method of determining level of liquid and float level gauge for realising said method
RU2678931C2 (en) * 2014-06-30 2019-02-04 Роузмаунт Танк Радар Аб Multi-channel guided wave radar level gauge
RU2592045C1 (en) * 2015-02-12 2016-07-20 Владимир Иванович Мельников Ultrasonic waveguide liquid level indicator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9579045B2 (en) Length measuring device
RU2423673C2 (en) Energy-efficient ultrasonic flow metre
CN101813528A (en) Method for precisely measuring temperature by using ultrasonic technology and measuring instrument
CN109540266B (en) Magnetostrictive liquid level meter and liquid level measurement method
RU2256158C1 (en) Level gage
JPS6156450B2 (en)
CN103777202B (en) Based on the method for ultrasonic measurement distance having free decaying vibration
BR0008284A (en) Process and apparatus for measuring the propagation time of a signal, in particular an ultrasound signal
RU2544310C1 (en) Method to compensate for error of measurement of ultrasonic locator
RU2351903C1 (en) Level indicator
JP6989925B2 (en) Stress measurement method for concrete structures and stress measurement system for concrete structures
JPH08136643A (en) Ultrasonic distance measuring instrument
RU2599602C1 (en) Method for compensation of error of measurement of ultrasonic locator
RU2064666C1 (en) Ultrasonic level gauge
RU2773980C1 (en) Method for measuring the speed of sound in a liquid
RU2374608C1 (en) Method of measuring linear displacement
RU2060472C1 (en) Level gauge
JPS6031009A (en) Apparatus for measuring thickness of solidified cast piece
JP2010014690A (en) Ultrasonic flowmeter and flow measuring method
RU222271U1 (en) Magnetostrictive linear displacement sensor
RU52635U1 (en) ELECTRONIC-ACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING THE FLUID LEVEL AND PIPE LENGTH
RU88460U1 (en) ULTRASONIC FLOW METER (OPTIONS)
RU48629U1 (en) ULTRASONIC LEVEL METER
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
RU2121664C1 (en) Ultrasonic device for determination of boundary of two immiscible liquid media

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20060630

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150130