RU104307U1 - ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR - Google Patents
ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR Download PDFInfo
- Publication number
- RU104307U1 RU104307U1 RU2010149179/28U RU2010149179U RU104307U1 RU 104307 U1 RU104307 U1 RU 104307U1 RU 2010149179/28 U RU2010149179/28 U RU 2010149179/28U RU 2010149179 U RU2010149179 U RU 2010149179U RU 104307 U1 RU104307 U1 RU 104307U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- electro
- acoustic transducer
- processor
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Ультразвуковой датчик уровня жидкости в резервуаре, содержащий электроакустический преобразователь, размещенный на наружной поверхности днища резервуара, и управляющий модуль, включающий процессор, а также аналоговый и цифровой интерфейсы, причем вход и выход электроакустического преобразователя электрически соединены с выходом и входом процессора, выходы которого подключены к входам аналогового и цифрового интерфейсов, отличающийся тем, что электроакустический преобразователь дополнительно включает электронный датчик угла наклона, выход которого электрически соединен с входом процессора. An ultrasonic liquid level sensor in the tank, containing an electro-acoustic transducer located on the outer surface of the bottom of the tank, and a control module including a processor, as well as analog and digital interfaces, the input and output of the electro-acoustic transducer being electrically connected to the output and input of the processor, the outputs of which are connected to inputs of analog and digital interfaces, characterized in that the electro-acoustic transducer additionally includes an electronic angle sensor at whose output is electrically connected to the processor input.
Description
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, предназначена для измерения уровня жидкости в резервуарах и может быть использована для измерения уровня топлива в топливном баке с целью контроля расхода топлива и технического состояния транспортного средства. При этом устройство может использоваться как автономно, так и в составе ГЛОНАСС/GPS систем мониторинга транспортных средств как источник телематической информации.The utility model relates to a control and measuring technique, designed to measure the liquid level in tanks and can be used to measure the fuel level in a fuel tank in order to control fuel consumption and the technical condition of the vehicle. Moreover, the device can be used both autonomously and as part of GLONASS / GPS vehicle monitoring systems as a source of telematics information.
Известно устройство для измерения уровня топлива в топливном баке «поплавкового типа» (патент РФ №55973, МПК G01F 23/36, дата приоритета 10.04.2006, опубликовано 27.08.2006), установленное на электробензонасосе. В данном устройстве перемещение поплавка, расположенного на поверхности топлива, происходит в зависимости от расходования топлива и преобразуется через различные системы передачи в перемещение щетки потенциометра, сопротивление которого является функцией уровня топлива в баке. Недостатком описанного устройства является низкая надежность конструкции в процессе эксплуатации и невысокая точность измерений.A device for measuring the level of fuel in a fuel tank "float type" (RF patent No. 55973, IPC G01F 23/36, priority date 04/10/2006, published 08/27/2006), installed on an electric gasoline pump. In this device, the movement of the float located on the fuel surface depends on the fuel consumption and is converted through various transmission systems to the movement of the potentiometer brush, the resistance of which is a function of the fuel level in the tank. The disadvantage of the described device is the low reliability of the design during operation and the low accuracy of the measurements.
Известно устройство для измерения уровня топлива в топливном баке (патент РФ №68124, МПК G01F 23/00, дата приоритета 19.06.2007, опубликовано 10.11.2007), содержащее емкостной датчик, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и преобразователь интерфейса. Выводы датчика соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом микропроцессора. Выход микропроцессора подсоединен к входу преобразователя интерфейса, выход которого связан с однопроводной магистралью передачи данных на блок сбора и передачи данных.A device for measuring the fuel level in a fuel tank is known (RF patent No. 68124, IPC G01F 23/00, priority date 06/19/2007, published 10/11/2007), which contains a capacitive sensor, analog-to-digital converter, microprocessor and interface converter. The sensor leads are connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the microprocessor. The microprocessor output is connected to the input of the interface converter, the output of which is connected to a single-wire data transmission line to the data collection and transmission unit.
Известно ультразвуковое устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах (патент РФ №30974, МПК G01F 23/28, дата приоритета: 14.01.2003, опубликовано 10.07.2003), содержащее электроакустический преобразователь, контактирующий с наружной поверхностью днища резервуара, соединенный с первым входом электронного блока приема-передачи и анализа информации, а также трубу постоянного сечения, размещенную внутри резервуара соосно контактной поверхности электроакустического преобразователя и имеющую перфорацию по всей длине. Указанная труба жестко соединена с днищем резервуара в месте контакта с ним электроакустического преобразователя. Данное ультразвуковое устройство содержит электронный датчик угла наклона, выход которого соединен со вторым входом электронного блока приема-передачи и анализа информации.A known ultrasonic device for measuring the liquid level in tanks (RF patent No. 30974, IPC G01F 23/28, priority date: 01/14/2003, published 10.07.2003), containing an electro-acoustic transducer in contact with the outer surface of the bottom of the tank, connected to the first input of the electronic block transmit-receive and analysis of information, as well as a pipe of constant cross-section, placed inside the tank coaxially on the contact surface of the electro-acoustic transducer and having perforation along the entire length. The specified pipe is rigidly connected to the bottom of the tank at the point of contact with the electro-acoustic transducer. This ultrasonic device contains an electronic angle sensor, the output of which is connected to the second input of the electronic unit for transmitting and analyzing information.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа является ультразвуковой датчик уровня топлива (патент РФ №90195, МПК G01F 23/00, дата приоритета: 08.09.2009, опубликовано 27.12.2009), содержащий электроакустический преобразователь, размещенный на наружной поверхности днища резервуара, и управляющий модуль, причем электроакустический преобразователь снабжен ультразвуковым и температурным датчиками, а управляющий модуль включает процессор, а также аналоговый и цифровой интерфейсы, причем выходы ультразвукового и температурного датчиков электрически соединены с входами процессора, выходы которого подключены к входам аналогового и цифрового интерфейсов. Приемлемая точность контроля уровня жидкости с помощью прототипа может быть достигнута только в неподвижных резервуарах. В тех случаях, когда требуется достоверно определять уровень жидкости в резервуаре при его транспортировке (например, уровень топлива в баке автомобиля во время движения), прототип не обеспечивает требуемую точность измерений.Closest to the claimed utility model and selected as a prototype is an ultrasonic fuel level sensor (RF patent No. 90195, IPC G01F 23/00, priority date: 09/08/2009, published 12/27/2009) containing an electro-acoustic transducer located on the outer surface of the bottom reservoir, and a control module, and the electro-acoustic transducer is equipped with ultrasonic and temperature sensors, and the control module includes a processor, as well as analog and digital interfaces, and the outputs of ultrasonic and tempera The sensors are electrically connected to the inputs of the processor, the outputs of which are connected to the inputs of the analog and digital interfaces. Acceptable accuracy of fluid level control using a prototype can only be achieved in fixed tanks. In those cases when it is required to reliably determine the liquid level in the tank during its transportation (for example, the fuel level in the vehicle’s tank while driving), the prototype does not provide the required measurement accuracy.
Недостатком прототипа является низкая точность измерения уровня жидкости в резервуаре при его транспортировке.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of measuring the liquid level in the tank during its transportation.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение точности измерений уровня жидкости в резервуаре при его транспортировке.The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is to increase the accuracy of measuring the liquid level in the tank during its transportation.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем электроакустический преобразователь, размещенный на наружной поверхности днища резервуара, и управляющий модуль, включающий процессор, а также аналоговый и цифровой интерфейсы, вход и выход электроакустического преобразователя электрически соединены с выходом и входом процессора, выходы которого подключены к входам аналогового и цифрового интерфейсов, а электроакустический преобразователь дополнительно включает электронный датчик угла наклона, выход которого электрически соединен с входом процессора.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed device containing an electro-acoustic transducer located on the outer surface of the tank bottom, and a control module including a processor, as well as analog and digital interfaces, the input and output of the electro-acoustic transducer are electrically connected to the output and input of the processor, outputs which are connected to the inputs of the analog and digital interfaces, and the electro-acoustic transducer additionally includes an electronic angle sensor it, whose output is electrically connected to the processor input.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings.
На фиг.1. изображена функциональная схема, которая включает электроакустический преобразователь 1 с электронным датчиком угла наклона 2, а также управляющий модуль 3, содержащий процессор 4, аналоговый 5 и цифровой 6 интерфейсы. При этом вход электроакустического преобразователя 1 соединен с выходом процессора 4, а его выход соединен с входом процессора 4. Выход электронного датчика угла наклона 2 соединен с входом процессора 4.In figure 1. a functional diagram is shown, which includes an electro-acoustic transducer 1 with an electronic angle sensor 2, as well as a control module 3 containing a processor 4, analog 5 and digital 6 interfaces. The input of the electro-acoustic transducer 1 is connected to the output of the processor 4, and its output is connected to the input of the processor 4. The output of the electronic angle sensor 2 is connected to the input of the processor 4.
На фиг.2а, б приведены схемы расположения элементов конструкции заявляемого устройства. На схеме фиг.2а показаны резервуар 7 с жидкостью, высота H уровня поверхности 8 которой подлежит измерению, а также электроакустический преобразователь 1, расположенный на наружной поверхности днища резервуара 7 и соединенный с управляющим модулем 3. На фиг.2б показан заполненный жидкостью резервуар 7 в наклоненном на угол α положении. На фиг.2а, б сплошными и пунктирными линиями схематически показаны, соответственно, зондирующие и отраженные от поверхности 8 жидкости ультразвуковые импульсы. Из рис.2а, б видно, что при наклоненном положении резервуара 7 кратчайшее геометрическое расстояние от электроакустического преобразователя 1 до поверхности 8 жидкости меньше, чем расстояние от электроакустического преобразователя 1 до поверхности 8 жидкости при горизонтальном положении резервуара 7. Величина уменьшения расстояния определяется углом наклона резервуара 7.On figa, b shows the arrangement of structural elements of the inventive device. The diagram of FIG. 2a shows a tank 7 with a liquid whose surface height H is to be measured 8, as well as an electro-acoustic transducer 1 located on the outer surface of the bottom of the tank 7 and connected to the control module 3. FIG. 2b shows a tank 7 filled with liquid tilted angle α position. On figa, b solid and dashed lines schematically shows, respectively, probing and reflected from the surface 8 of the liquid ultrasonic pulses. It can be seen from Fig.2a, b that with the inclined position of the tank 7, the shortest geometric distance from the electro-acoustic transducer 1 to the liquid surface 8 is less than the distance from the electro-acoustic transducer 1 to the liquid surface 8 with the horizontal position of the tank 7. The magnitude of the decrease in the distance is determined by the angle of inclination of the tank 7.
Заявляемое устройство работает следующим образом. По команде процессора 4 электроакустический преобразователь 1 генерирует акустические ультразвуковые импульсы, которые через днище резервуара 7 проникают в жидкость, заполняющую резервуар 7. Указанные ультразвуковые импульсы распространяются в жидкости, достигают ее поверхности 8 и частично отражаются от нее. Отраженные акустические импульсы регистрируются электроакустическим преобразователем 1, преобразуются в электрические сигналы и поступают на вход процессора 4. Процессор 4 снабжен внутренним таймером, что обеспечивает возможность измерения времени задержки Т поступления на вход электроакустического преобразователя 1 акустического сигнала, отраженного от поверхности жидкости 8, относительно момента излучения электроакустическим преобразователем 1 зондирующего ультразвукового импульса. Уровень жидкости в резервуаре 7, таким образом, может быть определен как расстояние H от днища резервуара 7 до поверхности жидкости 8 и рассчитан по формуле H=VT/2cos(α), где V - скорость звука в жидкости, α - угол наклона резервуара 7 относительно горизонта (рис.2б). Известно, что поверхность жидкости остается горизонтальной при любых наклонах резервуара 7. Во время транспортировки резервуара 7 в реальных условиях неизбежно возникновение его наклонов относительно уровня горизонта, что может быть вызвано, например, неровностями дорог или фактором ускоренного движения. При наклонном положении резервуара 7 измеряемый уровень содержащейся в нем жидкости отличается от реального, причем в меньшую сторону. Для повышения точности измерения реального уровня жидкости по данным расчета необходимо контролировать текущее (на момент измерения) значение угла наклона резервуара 7 относительно горизонта. В данном устройстве значение указанного угла определяют с помощью предварительно калиброванного электронного датчика угла наклона 2. Процессор 4 устройства производит вычисление реального уровня жидкости в резервуаре 7 с учетом данных, поступающих на его вход с выхода электронного датчика угла наклона 2, после чего передает вычисленное значение уровня на входы аналогового 5 и цифрового 6 интерфейсов. С выходов этих интерфейсов данные об уровне жидкости в резервуаре 7 могут быть переданы, например, по беспроводным телекоммуникационным каналам в диспетчерскую службу, осуществляющую контроль за транспортировкой и техническим состоянием транспортируемых резервуаров.The inventive device operates as follows. At the command of the processor 4, the electro-acoustic transducer 1 generates acoustic ultrasonic pulses, which through the bottom of the tank 7 penetrate into the liquid filling the tank 7. These ultrasonic pulses propagate in the liquid, reach its surface 8 and partially reflect from it. The reflected acoustic pulses are recorded by the electro-acoustic transducer 1, converted into electrical signals and fed to the input of the processor 4. The processor 4 is equipped with an internal timer, which makes it possible to measure the delay time T of the arrival of the acoustic signal reflected from the liquid surface 8 at the input of the electro-acoustic transducer 1 relative to the radiation moment electro-acoustic transducer 1 of the probing ultrasonic pulse. The liquid level in the tank 7, thus, can be defined as the distance H from the bottom of the tank 7 to the surface of the liquid 8 and is calculated by the formula H = VT / 2cos (α), where V is the speed of sound in the liquid, α is the angle of inclination of the tank 7 relative to the horizon (Fig.2b). It is known that the surface of the liquid remains horizontal at any inclination of the reservoir 7. During transportation of the reservoir 7 in real conditions, it is inevitable that it will incline relative to the horizon, which may be caused, for example, by road irregularities or accelerated traffic. When the tank 7 is inclined, the measured level of the liquid contained in it differs from the real one, and to a lesser extent. To increase the accuracy of measuring the real liquid level according to the calculation, it is necessary to control the current (at the time of measurement) value of the angle of inclination of the tank 7 relative to the horizon. In this device, the value of the specified angle is determined using a pre-calibrated electronic sensor of the angle of inclination 2. The processor 4 of the device calculates the real liquid level in the tank 7, taking into account the data received at its input from the output of the electronic sensor of the angle of inclination 2, and then transmits the calculated level value to the inputs of analog 5 and digital 6 interfaces. From the outputs of these interfaces, data on the liquid level in the tank 7 can be transmitted, for example, via wireless telecommunication channels to a dispatching service that monitors the transportation and technical condition of the transported tanks.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010149179/28U RU104307U1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010149179/28U RU104307U1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU104307U1 true RU104307U1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44733143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010149179/28U RU104307U1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU104307U1 (en) |
-
2010
- 2010-11-30 RU RU2010149179/28U patent/RU104307U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7542870B2 (en) | Immersed fuel level sensor | |
EP1676102B1 (en) | Fluid level measurement device | |
US6598473B2 (en) | Quantity gauging | |
US8689624B2 (en) | Level sensor system for propane tanks and or the likes | |
EP3161428B1 (en) | Method for determining a liquid level and quality in a tank | |
US6968738B2 (en) | Acoustic fluid-gauging system | |
CN103403506A (en) | Arrangement and method for determining a concentration of a constituent of a fluid mixture | |
JPH10193992A (en) | Detecting method and device for fuel residual quantity in fuel tank | |
US20060169055A1 (en) | Method and system for measuring fluid level in a container | |
RU104307U1 (en) | ULTRASONIC FLUID LEVEL SENSOR IN THE RESERVOIR | |
US7225671B2 (en) | Fluid-quantity gauging | |
KR20140089806A (en) | Ultrasonic level measurement device | |
JP3139702U (en) | On-vehicle tank collection amount calculation device and vacuum vehicle equipped with the same | |
RU90195U1 (en) | ULTRASONIC FUEL LEVEL SENSOR | |
KR102010615B1 (en) | Method for measuring the fill level of a fluid | |
CN214533163U (en) | Urea liquid level quality sensor | |
JP2005315774A (en) | On-vehicle tank collection amount calculation device, vacuum vehicle equipped with the same, collection amount calculation method thereof, program, and recording medium | |
KR19990058443A (en) | Fuel quantity measuring device and method using ultrasonic sensor | |
RU135117U1 (en) | SYSTEM FOR MEASURING THE HEIGHT OF INTERNAL WAVES IN THE SEA AT THE COURT OF THE VESSEL | |
JP2003215112A (en) | Ultrasonic densitometer | |
WO2008147223A1 (en) | Improvements relating to ultrasonic distance measuring devices | |
RU2439505C1 (en) | Device to monitor fuel consumption | |
RU107371U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF DANGEROUS ICE HYDROLOGICAL PHENOMENA | |
CA2267949C (en) | Method of estimating total volume of an irregular wetwell | |
RU24550U1 (en) | ELECTRONIC-ACOUSTIC MEASURING DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120914 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20141201 |