SU1569567A1

SU1569567A1 - Acoustic level indicator

Info

Publication number: SU1569567A1
Application number: SU874344867A
Authority: SU
Inventors: Хак Су Тян; Ин Бон Хан; Евгений Андреевич Эдель; Олег Васильевич Маевский
Original assignee: Проектно-Конструкторский И Технологический Институт "Водавтоматика И Метрология"
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1990-06-07

Abstract

Изобретение относитс к акустическим средствам измерени и контрол уровн жидких сред и может найти применение в гидротехнике и мелиорации. Цель изобретени - повышение точности измерени и расширение измер емого диапазона рассто ний. Звуковой зондирующий импульс в трубе 11 отражаетс от каждого из отражателей 12, которые расположены в плане равномерно по периметру трубы и площади сечени которых монотонно возрастают по экспоненциальному закону. Вследствие этого амплитуды отраженных сигналов не завис т от измер емого рассто ни , чем достигаетс расширение диапазона измерени . Регистрирующий блок 14 заполн ет каждый отрезок времени прохождени акустическим сигналом рассто ни между отражател ми 12 фиксированным числом импульсов, а последнего отрезка между последним отражателем 12 и уровнем жидкости по сигналу с выхода измерительного датчика 1 - соответствующим этому отрезку числом импульсов, и суммирует их. Сумма импульсов соответствует рассто нию до границы жидкости. 2 ил.The invention relates to acoustic means of measuring and controlling the level of liquid media and can be used in hydraulic engineering and land reclamation. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and to extend the measurable range of distances. A sound probe pulse in the pipe 11 is reflected from each of the reflectors 12, which are located in the plan evenly around the pipe perimeter and whose cross-sectional area monotonically increases according to an exponential law. Because of this, the amplitudes of the reflected signals do not depend on the measured distance, thus achieving a wider range of measurement. The recording unit 14 fills the distance between the reflectors 12 with a fixed number of pulses with each acoustic period, and the last segment between the last reflector 12 and the liquid level at the output of measuring sensor 1 with the corresponding number of pulses, and sums them. The sum of the pulses corresponds to the distance to the liquid boundary. 2 Il.

Description

Изобретение относится к' измерени! ям акустическими методами и может быть использовано при контроле и измерении уровня жидких сред, например, в каналах,, водохранилищах и скважинах мелиоративных систем.The invention relates to 'measurement! by acoustic methods and can be used to control and measure the level of liquid media, for example, in channels, reservoirs and wells of amelioration systems.

Целью изобретения является повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.

На фиг,1 представлена структурная схема акустического уровнемера; на фиг.2 - труба эталонного датчика, , вид сверху. . ' Акустический уровнемер, содержит измерительный 1 и эталонный '2 датчики с усилителями 3 ^ги 4,: блоками 5 и 6 возбуждения зондирующих импульi сов, излучателями 7 и 8 и приемниками 9 и 10 акустических сигналов, включенными в измерительном датчике в схему автоциркуляции, а в эталонном датчике 2 работающими синхронно с измерительным датчиком 1 за счет подключения входа блока 6 возбуждения зондирующих импульсов к выходу усилителя 3 измерительного датчика 1, трубу (волновод) 11 эталонного датчика 2, снабженную фиксированными отражателями 12, трубу (волновод) 13 измерительного датчика 1 и регистрирующий блок 14. Фиксированные отражатели 12 выполнены с монотонно возрастающей по закону е^^х(где X - расстояние между соответствующим фиксированным отражателем 12 и излучателем 8) площадью отражающей поверхности и расположены в плане равномер'но по периметру волновода 11 эталонного .датчика 2.On Fig, 1 presents a structural diagram of an acoustic level gauge; figure 2 - pipe reference sensor,, top view. . 'Acoustic level gauge, contains measuring 1 and reference' 2 sensors with amplifiers 3 ^g and 4: blocks 5 and 6 of excitation of probing pulses, emitters 7 and 8 and receivers 9 and 10 of acoustic signals included in the measuring sensor in the auto-circulation circuit, and in the reference sensor 2 operating synchronously with the measuring sensor 1 by connecting the input of the probe pulse excitation unit 6 to the output of the amplifier 3 of the measuring sensor 1, the pipe (waveguide) 11 of the reference sensor 2, equipped with fixed reflectors 12, the pipe (waves one) 13 of the measuring sensor 1 and the recording unit 14. The fixed reflectors 12 are made with monotonically increasing according to the law e ^ ^x (where X is the distance between the corresponding fixed reflector 12 and the emitter 8) the area of the reflecting surface and are arranged uniformly along the perimeter of the waveguide 11 reference. Sensor 2.

Акустический уровнемер работает следующим образом.Acoustic level gauge works as follows.

При включении питания блок 5 возбуждает с помощью излучателя 7 зондирующий акустический импульс в трубе 13, который, отразившись от поверхности жидкости, достигает входа . ^приемника 9 и воспринимается им. Пос. ледний преобразует акустический импульс в электрический, по которому (после его усиления усилителем 3) срабатывают уже оба блока 5 и 6 возбуждения зондирующих импульсово Зондирующий импульс в трубе II отражается от каждого из фиксированных отражателей. 12, причем отраженные им-; пульсы, достигающие приемника 10, имеют одинаковую амплитуду вследствие увеличения площади отражающей поверхности фиксированных отражате25 лей 12 с увеличением, расстояния X от. излучателя 8 и приемника-9 до них по закону т.е₀ обратному затуханию акустического сигнала. Равномерное распределение фиксированных отражателей 12 по окружности трубы (фиг,2) позволяет каждому отраженному сигналу достичь приемника 10 по оптимальному прямому пути, Таким образом, достигается расширение диапазона измерения, так как амплитуда принимаемых сигналов не зависит от измеряемого расстояниях X (т.ё.,. от диапазона измерения), и оно может быть любым достаточно большим ,When the power is turned on, the unit 5 excites, using the emitter 7, a probe acoustic pulse in the pipe 13, which, reflected from the surface of the liquid, reaches the entrance. ^ receiver 9 and is perceived by him. Pos. the ice transforms the acoustic impulse into an electric one, according to which (after amplification by amplifier 3), both sounding pulse excitation pulses 5 and 6 are already triggered. The sounding pulse in tube II is reflected from each of the fixed reflectors. 12, and reflected by him; pulses reaching receiver 10 have the same amplitude due to an increase in the area of the reflecting surface of fixed reflectors 12 with an increase in the distance X from. emitter 8 and receiver-9 to them according to the law i.e. ₀ reverse acoustic signal attenuation. The uniform distribution of the fixed reflectors 12 around the circumference of the pipe (FIG. 2) allows each reflected signal to reach the receiver 10 along the optimal direct path. Thus, the measurement range is expanded, since the amplitude of the received signals does not depend on the measured distance X (i.e., . from the measuring range), and it can be any large enough,

Регистрирующий блок 14 производит заполнение каждого цтрезка времени прохождения акустическим сигналом расстояния, между фиксиров.-щным отражателем 12 фиксированным числом имцульсов, а последнего отрезка между последним фиксированным отражателем и уровнем жидкости по сигналу с выхода измерительного датчика 1 соответствующим этому отрезку числом импульсов, и производит их суммирование Сумма импульсов соответствует расстоянию до уровня жидкости.The recording unit 14 fills each time segment with the acoustic signal of the distance between the fixed reflector 12 by a fixed number of pulses, and the last segment between the last fixed reflector and the liquid level by the signal from the output of the measuring sensor 1 corresponding to this segment by the number of pulses, and produces them summation The sum of the pulses corresponds to the distance to the liquid level.

Claims

Claim

An acoustic level gauge containing a recording unit, a measuring sensor and a reference sensor, including the execution of a shape in the form of a pipe with spaced apart reflectors, a transmitter and a receiver. An acoustic signal, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and expand the measuring range, the reflectors are located in plan evenly around the perimeter of the wave. water and are made with a monotonously increasing area of the reflecting surface from the emitter, determined by the ratio

fifty .

where S · is the area

- body area, m i-ro reflector, m; last reflection ^

- sound absorption coefficient, 1 / m;

- distance to the i-ro reflector. m;

- measuring range, m.

Figure 2.

• The compiler _{of the} Winds. .