[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU134317U1 - MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER - Google Patents

MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER Download PDF

Info

Publication number
RU134317U1
RU134317U1 RU2013119114/28U RU2013119114U RU134317U1 RU 134317 U1 RU134317 U1 RU 134317U1 RU 2013119114/28 U RU2013119114/28 U RU 2013119114/28U RU 2013119114 U RU2013119114 U RU 2013119114U RU 134317 U1 RU134317 U1 RU 134317U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
autonomous
tank
level gauge
magnetostrictive
sound
Prior art date
Application number
RU2013119114/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Радомский
Анатолий Ильич Демко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Средства автоматизации Радомского и Компании"
Priority to RU2013119114/28U priority Critical patent/RU134317U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU134317U1 publication Critical patent/RU134317U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Level Indicators Using A Float (AREA)

Abstract

1. Магнитострикционный уровнемер, характеризующийся тем, что он включает чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули, измеряющие температуру и давление жидкости в точке расположения, с измерительными схемами под управлением микропроцессоров, катушками возбуждения звукопровода и магнитными блоками из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенными вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее, а также дополнительно содержит «якорь Радомского», представляющий собой стойку с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и герметичным объемом в верхней части для размещения автономного модуля.2. Магнитострикционный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что в него установлены автономный источник питания, цифровая схема хранения результатов измерения, радиомодем и антенна.1. Magnetostrictive level gauge, characterized in that it includes a sensitive element with a sound guide made of magnetostrictive material placed in a magnetically permeable tube, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and a unit for calculating the time interval for the passage of ultrasonic vibrations from the surface (interface between fractions ) liquid to the bottom of the tank, at least one float, and in the floats placed active autonomous modules that measure the temperature y and the fluid pressure at the location, with measuring circuits controlled by microprocessors, sound pipe excitation coils and magnetic blocks of n permanent magnets (ring magnets with a radially oriented magnetic field), where n = 1, 2 ... i, placed around the tube with the possibility of movement along it, and also additionally contains the "Radomsky anchor", which is a rack with a heavier base, three pointed conical supports and a sealed volume in the upper part to accommodate an autonomous module. 2. The magnetostrictive level gauge according to claim 1, characterized in that it has an autonomous power source, a digital storage circuit for the measurement results, a radio modem and an antenna.

Description

Заявленное техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости преимущественно в резервуарах.The claimed technical solution relates to measuring equipment and can be used to measure the liquid level mainly in tanks.

Известно устройство для измерения уровня жидкости, использующее для своей работы ультразвуковые волны. Устройство содержит уровнемерную трубку, специальный звукопровод в виде металлического сердечника, на котором расположена первичная обмотка линейного трансформатора, электроакустический преобразователь, нагруженный на звукопровод, а также поплавок, охватывающий уровнемерную трубку. В блок вторичной электронной аппаратуры входит импульсный генератор, формирователь импульсов отраженных сигналов, логический блок и другие элементы, содержание которых зависит от схемы измерения временного интервала [Бабиков О.И. Ультразвуковые приборы контроля. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985, с.117; А.с. СССР №620828, кл. G01F 23/28, 1978].A device for measuring the level of a liquid using ultrasonic waves for its operation is known. The device contains a level gauge tube, a special sound duct in the form of a metal core, on which the primary winding of the linear transformer is located, an electro-acoustic transducer loaded on the sound duct, and also a float covering the level gauge tube. The block of secondary electronic equipment includes a pulse generator, a pulse shaper of reflected signals, a logic block and other elements, the content of which depends on the measurement scheme of the time interval [O. Babikov Ultrasonic monitoring devices. - L .: Engineering, Leningrad Branch, 1985, p. 117; A.S. USSR No. 620828, cl. G01F 23/28, 1978].

Недостатками данного устройства измерения уровня жидкости являются низкая точность при измерении больших уровней, невозможность измерения больше одного уровня, что, особенно, актуально для жидкостей, состоящих из нескольких фракций.The disadvantages of this device for measuring the liquid level are low accuracy when measuring large levels, the inability to measure more than one level, which is especially true for liquids consisting of several fractions.

Известен ультразвуковой уровнемер, содержащий прямолинейный магнитострикционный звукопровод, сигнальный электроакустический преобразователь, поплавковый элемент с поляризатором, волновой отражатель, усилитель записи, усилитель считывания, блок кодирования и вычислений. Блок кодирования и вычислений подключен к звукопроводу через усилитель записи. Другой выход блока кодирования и вычислений подключен через усилитель считывания к выводам сигнального электроакустического преобразователя. Сигнальный электроакустический преобразователь закреплен на опорном расстоянии от конца звукопровода и подсоединен к выводам усилителя считывания. На другом конце звукопровода жестко закреплен волновой отражатель. Между сигнальным электроакустическим преобразователем и волновым отражателем помещен поплавковый элемент с поляризатором [Патент РФ №2213940, кл. G01F 23/28, G01F 23/30, 2003].A known ultrasonic level gauge containing a rectilinear magnetostrictive sound pipe, signal electro-acoustic transducer, a float element with a polarizer, a wave reflector, a recording amplifier, a reading amplifier, a coding and computing unit. The coding and computing unit is connected to the sound pipe through a recording amplifier. The other output of the coding and computing unit is connected through a read amplifier to the terminals of the signal electro-acoustic transducer. The signal electro-acoustic transducer is fixed at a reference distance from the end of the sound duct and is connected to the terminals of the reading amplifier. At the other end of the sound duct, a wave reflector is rigidly fixed. A float element with a polarizer is placed between the signal electro-acoustic transducer and the wave reflector [RF Patent No. 2213940, cl. G01F 23/28, G01F 23/30, 2003].

Недостатками данного устройства являются большие питающие напряжения, необходимые для формирования ультразвуковой волны электроакустическим преобразователем (особенно при большой длине звукопровода), что требует решения задачи искробезопасности, невысокая точность измерения, так как не учитывается неопределенность расположения волнового отражателя относительно днища емкости, невозможность измерения нескольких уровней, что характерно для жидкостей, состоящих из нескольких фракций.The disadvantages of this device are the large supply voltages necessary for the formation of an ultrasonic wave by an electro-acoustic transducer (especially with a long length of the sound duct), which requires solving the intrinsic safety problem, low measurement accuracy, since the uncertainty of the location of the wave reflector relative to the bottom of the capacitor, the impossibility of measuring several levels, which is typical for liquids consisting of several fractions.

Известен поплавковый уровнемер, содержащий электропроводный звукопровод, блок обработки, поплавок, установленный на звукопроводе с возможностью перемещения вдоль него, и проводящий элемент. Кроме того, уровнемер содержит генератор переменного тока, акустический преобразователь, соединенный с верхним концом звукопровода, дискриминатор-формирователь, промежуточный трансформатор, а поплавок содержит генератор электрических импульсов, выпрямитель, расположенные концентрично с отверстием поплавка тороидальный трансформатор и катушку возбуждения, подключенную к генератору электрических импульсов [Патент РФ №2463566, кл. G01F 23/28, 2012].Known float level gauge containing conductive sound pipe, processing unit, a float mounted on the sound pipe with the ability to move along it, and a conductive element. In addition, the level gauge contains an alternating current generator, an acoustic transducer connected to the upper end of the sound duct, a discriminator-shaper, an intermediate transformer, and the float contains an electric pulse generator, a rectifier located concentrically with the hole of the float, a toroidal transformer and an excitation coil connected to the electric pulse generator [RF patent No. 2463566, cl. G01F 23/28, 2012].

Недостатками данного уровнемера являются невысокая точность измерения, так как измеряется расстояние от верхней крышки емкости (которая может подвергаться деформации от температуры, избыточного давления и т.д.) до поплавка, а не расстояние от поплавка до днища емкости, невозможность измерения нескольких уровней, что характерно для жидкостей, состоящих из нескольких фракций, невозможность измерения дополнительных параметров жидкости (фракций жидкости), таких как температура, давление, плотность и т.д.The disadvantages of this level gauge are the low accuracy of the measurement, since the distance from the top cover of the tank (which may undergo deformation from temperature, overpressure, etc.) to the float is measured, and not the distance from the float to the bottom of the tank, the inability to measure several levels, which typical for liquids consisting of several fractions, the inability to measure additional parameters of the liquid (liquid fractions), such as temperature, pressure, density, etc.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является магнитострикционный уровнемер, содержащий чувствительный элемент с помещенным в диэлектрическую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, обмотку, намотанную на диэлектрическую трубку, по крайней мере, один поплавок с магнитным блоком из n постоянных магнитов, где n=1, 2…i, размещенных вокруг изолирующей оболочки с возможностью перемещения вдоль нее, генератор электрического импульса, блок определения уровня, пьезоприемник, формирователь цифрового импульса из преобразованных электрических колебаний с пьезоприемника, блок определения интервала времени между моментом времени формирования магнитоупругого эффекта и моментом времени формирования пьезоэлектрического эффекта [Патент РФ №2222786, кл. G01F 23/28, 2004].Of the known technical solutions, the closest in purpose and technical nature to the claimed object is a magnetostrictive level gauge containing a sensing element with a sound duct made of magnetostrictive material placed in a dielectric tube, a winding wound on a dielectric tube, at least one float with a magnetic block of n constants magnets, where n = 1, 2 ... i, placed around the insulating shell with the possibility of movement along it, an electric pulse generator, ur determination unit a ram, a piezoelectric receiver, a digital pulse generator from the converted electric vibrations from the piezoelectric receiver, a unit for determining a time interval between the time of formation of the magnetoelastic effect and the time of formation of the piezoelectric effect [RF Patent No. 2222786, cl. G01F 23/28, 2004].

Недостатком этого магнитострикционного уровнемера являются невысокая точность измерения (измеряется расстояние от верхней крышки емкости, которая может подвергаться деформации от температуры, избыточного давления и т.д., до поплавка, а не расстояние от поплавка до днища емкости, не учитывается изменение длины звукопровода от температуры), невозможность измерения в месте расположения поплавка дополнительных параметров жидкости (фракций жидкости), таких как температура, давление, плотность и т.д., а также относительно высокая стоимость, сложность и невысокая надежность чувствительного элемента (особенно при его большой длине) из-за необходимости размещения обмотки по всей его длине.The disadvantage of this magnetostrictive level gauge is the low measurement accuracy (the distance from the top cover of the container, which may undergo deformation from temperature, gauge pressure, etc., to the float, and not the distance from the float to the bottom of the container, is not taken into account, the change in the length of the sound duct from temperature is not taken into account ), the impossibility of measuring at the location of the float additional liquid parameters (liquid fractions), such as temperature, pressure, density, etc., as well as a relatively high cost, falseness and low reliability sensing element (especially when long length) due to the need to accommodate the entire length of the winding.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании такого магнитострикционного уровнемера, который позволяет повысить точность измерения уровня жидкости (уровней фракций жидкости), в частности путем компенсации погрешности, связанной с температурным изменением длины звукопровода, и измерять дополнительные параметры жидкости (фракций жидкости), такие как температура, давление, плотность и т.д.The problem to which the claimed technical solution is directed is to create a magnetostrictive level gauge that can improve the accuracy of measuring the liquid level (levels of liquid fractions), in particular by compensating for the error associated with the temperature change in the length of the sound duct, and measure additional parameters of the liquid (fractions liquids) such as temperature, pressure, density, etc.

Поставленная задача достигается за счет того, что магнитострикционный уровнемер содержит чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, как минимум, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули с измерительными схемами под управлением микропроцессоров, измеряющими температуру и давление жидкости в точке расположения, и катушками возбуждения звукопровода и магнитные блоки из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенных вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее. Также он дополнительно содержит «якорь Радомского», представляющий собой стойку с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и герметичным объемом в верхней части для размещения автономного модуля.The task is achieved due to the fact that the magnetostrictive level gauge contains a sensitive element with a sound conductor made of magnetostrictive material placed in a magnetically permeable tube, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and a unit for calculating the time interval of passage of ultrasonic vibrations from the surface (fraction interface ) liquids to the bottom of the tank, at least one float, and active autonomous modules with measured circuits controlled by microprocessors that measure the temperature and pressure of the liquid at the location, and the excitation coils of the sound pipe and magnetic blocks of n permanent magnets (ring magnets with a radially oriented magnetic field), where n = 1, 2 ... i, placed around the tube with the possibility moving along it. It also additionally contains a “Radomsky anchor”, which is a rack with a heavier base, three pointed conical supports and a sealed volume in the upper part for placing an autonomous module.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности измерения уровня (границ раздела фракций) за счет измерения непосредственно глубины жидкости, а не расстояния от поверхности жидкости до верхней крышки установочного патрубка емкости, которая изменяет свою конфигурацию под воздействием различных факторов (температуры, давления и др.), компенсации погрешности, вызванной температурным коэффициентом расширения звукопровода. Расширены функциональные возможности за счет измерения дополнительных параметров фракций жидкости (температура, давление, плотность и т.д.).The technical result provided by the given set of features is to increase the accuracy of measuring the level (interface of fractions) by directly measuring the depth of the liquid, and not the distance from the surface of the liquid to the top cover of the installation nozzle of the tank, which changes its configuration under the influence of various factors (temperature, pressure etc.), compensation for the error caused by the temperature coefficient of expansion of the sound duct. Functionality expanded by measuring additional parameters of liquid fractions (temperature, pressure, density, etc.).

Кроме того, согласно заявляемому техническому решению, пьезоприемник может быть присоединен к микропроцессору, который в свою очередь соединен с автономным источником питания, энергонезависимой памятью и радиомодемом.In addition, according to the claimed technical solution, the piezoelectric receiver can be connected to a microprocessor, which in turn is connected to an autonomous power source, non-volatile memory and a radio modem.

Сущность заявляемого технического решения поясняется с помощью графических материалов, в которых:The essence of the proposed technical solution is illustrated using graphic materials in which:

- на фиг. 1 представлена функциональная схема реализации магнитострикционного уровнемера;- in FIG. 1 shows a functional diagram of the implementation of a magnetostrictive level gauge;

- на фиг. 2 представлена функциональная схема активного автономного модуля с измерительными схемами под управлением микропроцессора и катушкой возбуждения звукопровода;- in FIG. 2 shows a functional diagram of an active autonomous module with measuring circuits under the control of a microprocessor and a sound pipe excitation coil;

- на фиг. 3 представлены основные геометрические параметры магнитострикционного уровнемера, важные для понимания его работы.- in FIG. Figure 3 shows the basic geometric parameters of a magnetostrictive level gauge, which are important for understanding its operation.

Магнитострикционный уровнемер состоит из чувствительного элемента, который в свою очередь содержит пьезоприемник 2, установленный на верхнем торце звукопровода 3 в виде проволоки из магнитострикционного материала, не фиксированной в нижней части, помещенной в магнитопроницаемую оболочку 4. Возможно выполнение звукопровода и в виде стержня, но в большинстве конструкций предпочтение отдается проволоке, в связи с ее гибкостью (особенно для больших пределов измерения, т.е. с длинным звуководом), в результате чего упрощается транспортировка магнитострикционного уровнемера. На магнитопроницаемой оболочке 4 размещен (размещены) поплавок (поплавки) 6 с возможностью перемещения вдоль нее (а таким образом и вдоль чувствительного элемента), внутри поплавка установлены катушка связи, автономный модуль под управлением микропроцессора 5 и магнитный блок 7 из кольцевого магнита с радиально ориентированным магнитным полем или n постоянных магнитов, где n=1, 2…i.The magnetostrictive level gauge consists of a sensitive element, which in turn contains a piezoelectric receiver 2 mounted on the upper end of the sound duct 3 in the form of a wire of magnetostrictive material, not fixed in the lower part, placed in a magneto-permeable sheath 4. The sound duct can also be made in the form of a rod, but in most designs prefer wire because of its flexibility (especially for large measuring ranges, i.e. with a long sound guide), which makes transportation easier magnetostrictive level gauge. A float (s) 6 is placed (placed) on the magnetically permeable shell 4 and can be moved along it (and thus along the sensing element), a communication coil, an autonomous module under the control of microprocessor 5, and a magnet block 7 made of a ring magnet with a radially oriented magnetic field or n permanent magnets, where n = 1, 2 ... i.

Нижняя часть магнитопроницаемой оболочки 4 заканчивается герметизирующим концевым устройством 12, к которому прикреплен груз 13 с помощью шпильки 14.The lower part of the magnetically permeable shell 4 ends with a sealing end device 12, to which the load 13 is attached using a stud 14.

Нижняя часть магнитопроницаемой оболочки 4 с концевым устройством 12 и грузом 13 входит в конструкцию «Якорь Радомского» (стойка 11 с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и зафиксированным в верхней части стойки герметичным объемом 9 с автономным модулем под управлением микропроцессора 8 и магнитным блоком 10).The lower part of the magnetically permeable shell 4 with the end device 12 and the load 13 is included in the Radomsky anchor structure (rack 11 with a weighted base, three pointed cones and a sealed volume 9 fixed in the upper part of the rack with an autonomous module controlled by microprocessor 8 and a magnetic block 10) .

К выходу пьезоприемника 2, присоединен блок определения интервала времени 16, к которому, в свою очередь, присоединен блок определения уровня 15.To the output of the piezoelectric receiver 2, a block for determining the time interval 16 is connected, to which, in turn, a block for determining the level 15 is connected.

Верхняя часть магнитопроницаемой оболочки 4 с пьезоприемником 2, блоками определения интервала времени 16 и блоком определения уровня 15 закрыта герметичным кожухом 1, который при помощи цангового зажима 17, позволяющего первоначально выставить прибор в нужном положении относительно якоря, фиксируется на крышке 18, которая в свою очередь прикреплена к верхней части емкости 19.The upper part of the magnetically permeable shell 4 with a piezoelectric receiver 2, time interval determination units 16, and a level determination unit 15 is closed by a hermetic casing 1, which, with the help of a collet clamp 17, which allows the device to initially be set in the desired position relative to the armature, is fixed on the cover 18, which in turn attached to the top of the tank 19.

Поплавок (поплавки) 6 плавают на поверхности жидкости 20 (на границе раздела фракций жидкости).The float (floats) 6 float on the surface of the liquid 20 (at the interface of the liquid fractions).

Автономный модуль 5 (8) состоит из датчиков параметров жидкости 21 и 22, автономного источника питания 23, микропроцессора 24, накопителя энергии 25, схемы формирования импульсов 26, катушки индуктивности 27, намотанной на гильзе, в которую пропущена магнитопроницаемая оболочка 4 со звукопроводом 3.Stand-alone module 5 (8) consists of liquid parameters sensors 21 and 22, a stand-alone power source 23, a microprocessor 24, an energy storage device 25, a pulse generating circuit 26, an inductor 27 wound on a sleeve into which a magnetically-permeable sheath 4 with sound duct 3 is passed.

Заявляемое техническое решение поясняется во взаимодействии между отдельными элементами в процессе работы.The claimed technical solution is illustrated in the interaction between the individual elements in the process.

Автономный модуль 5 для обеспечения высокой энергетической экономичности большую часть времени находится в режиме пониженного энергопотребления (спящем режиме) и только изредка активизируется, формирует кодированную последовательности импульсов, которая посредством катушки индуктивности, окружающей чувствительный элемент, вызывает магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита (магнитов), вызывает в звукопроводе ультразвуковые колебания, распространяющиеся по звукопроводу вверх и вниз, причем внизу они отражаются от конца звукопровода и также идут вверх. Таким образом, на выходе пьезоприемника от каждого автономного модуля принимается по два сигнала, задержанные друг от друга на удвоенное время прохождения ультразвуковых колебаний от данного автономного модуля (допустим, он расположен на поверхности жидкости) до нижнего конца звукопровода. Однако, поскольку звукопровод закреплен сверху к крышке емкости, то расстояние от нижнего конца звукопровода до днища емкости может изменяться при изменении температуры, вызывающей изменение длины звукопровода, и других факторов, вызывающих деформацию крыши емкости, поэтому глубина погруженной части звукопровода также будет изменяться, а значит и удвоенное время прохождения ультразвуковых колебаний от данного автономного модуля до нижнего конца звукопровода будет изменяться, т.к. возможно изменение длины части звуковода, расположенной ниже магнитной системы автономного модуля. Для того, чтобы устранить эту ошибку, используется еще один автономный модуль 8, жестко зафиксированный относительно дна емкости.Standalone module 5 to ensure high energy efficiency most of the time is in low power mode (sleep mode) and only occasionally activated, forms a coded pulse sequence, which through the inductor surrounding the sensing element, causes a magnetic field, which, interacting with a constant magnetic field magnet (magnets), causes ultrasonic vibrations in the sound pipe propagating through the sound pipe up and down, and below or reflected from the end of the twin-turbo and also go up. Thus, at the output of the piezoelectric receiver from each autonomous module, two signals are received, delayed from each other by twice the transit time of ultrasonic vibrations from this autonomous module (for example, it is located on the surface of the liquid) to the lower end of the sound duct. However, since the sound duct is fixed from above to the container lid, the distance from the lower end of the sound duct to the bottom of the container can change with a change in temperature, causing a change in the length of the sound pipe, and other factors causing deformation of the roof of the container, so the depth of the immersed part of the sound pipe will also change, and therefore and the doubled time of passage of ultrasonic vibrations from this autonomous module to the lower end of the sound duct will change, because it is possible to change the length of the part of the sound guide located below the magnetic system of the autonomous module. In order to eliminate this error, another stand-alone module 8 is used, rigidly fixed relative to the bottom of the tank.

Вычисление уровня жидкости производится в соответствии с соотношением (см. фиг. 3):The calculation of the liquid level is carried out in accordance with the ratio (see Fig. 3):

Figure 00000002
Figure 00000002

гдеWhere

h - расстояние от измерительного поплавка до днища емкости, м;h is the distance from the measuring float to the bottom of the tank, m;

h1 - расстояние от измерительного поплавка до нижнего конца звукопровода, м;h 1 - distance from the measuring float to the lower end of the sound duct, m;

h2 - расстояние от измерительной системы якоря до нижнего конца звукопровода, м;h 2 - distance from the measuring system of the armature to the lower end of the sound duct, m;

h3 - расстояние от измерительной системы якоря до днища емкости, м;h 3 - distance from the measuring system of the armature to the bottom of the tank, m;

Vзв - скорость звука в звукопроводе, м/с.V sv is the speed of sound in the sound duct, m / s.

Расстояние от измерительной системы якоря до днища емкости 3 может быть измерено с высокой точностью при первоначальном размещении измерителя в емкости с жидкостью в результате привязки конкретного уровнемера к емкости путем замеров уровня контрольной рулеткой относительно высотного трафарета по паспорту и градуировочной таблице. Значение этой величины вводится в блок определения уровня и используется для вычислений.The distance from the measuring system of the armature to the bottom of the tank 3 can be measured with high accuracy when the meter is initially placed in the tank with liquid as a result of linking a specific level gauge to the tank by measuring the level with a control tape measure relative to the high-altitude stencil according to the passport and calibration table. The value of this quantity is entered into the level determination unit and is used for calculations.

Положение нижнего конца звукопровода в процессе эксплуатации может изменяться из-за изменения длины звукопровода при изменении температуры, деформации крыши емкости при изменении температуры, давления, механических деформаций, однако это не будет вносить ошибку в измерения, так как данная погрешность будет компенсироваться при вычитании задержек

Figure 00000003
и
Figure 00000004
. С учетом кодирования принимаемых пьезоприемником ультразвуковых колебаний, производится разделение информации от каждого из автономных модулей, поэтому можно измерять нескольких уровней (границ раздела фаз жидкости) одновременно, причем в кодированной информации от каждого из них содержатся дополнительные параметры жидкости в точке расположения каждого из автономных модулей.The position of the lower end of the sound duct during operation can change due to changes in the length of the sound duct when the temperature changes, the roof of the container deforms when the temperature, pressure, and mechanical deformations change, but this will not introduce a measurement error, since this error will be compensated for when subtracting delays
Figure 00000003
and
Figure 00000004
. Taking into account the coding of ultrasonic vibrations received by the piezoelectric receiver, information is separated from each of the autonomous modules, therefore it is possible to measure several levels (liquid phase boundaries) at the same time, and the encoded information from each of them contains additional liquid parameters at the location of each of the autonomous modules.

Подробнее работу магнитострикционного уровнемера можно уяснить, рассмотрев взаимодействие между его отдельными элементами.The operation of the magnetostrictive level gauge can be understood in more detail by considering the interaction between its individual elements.

Микропроцессор 24 автономного модуля большую часть времени находится в режиме пониженного энергопотребления (спящем режиме) и только изредка активизируется, считывает измеренные датчиками 21 и 22 параметры (например, температуру и давление), выдает команду на накопление энергии накопителю 25 от автономного источника питания 23 и в необходимые моменты запускает схему формирования импульсов передачи 26, которая подключает накопитель энергии к катушке индуктивности 27, формирующей магнитное поле, в результате взаимодействия которого с магнитным полем постоянного магнита (например, 7) и магнитострикционного эффекта возникают ультразвуковые колебания в звукопроводе. Ультразвуковые колебания, достигающие пьезоприемника 2, за счет пьезоэлектрического эффекта вызывают на выходе последнего импульсы напряжения, которые поступают на вход блока вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости 16, который вычисляет этот интервал времени и подает его на блок определения уровня 15, результаты работы которого могут быть отображены на индикаторном устройстве (например, цифрового типа), либо переданы для хранения и отображения потребителю. Переданные от датчиков дополнительные параметры жидкости могут использоваться в алгоритме вычисления блока определения уровня, либо передаваться потребителю.The microprocessor 24 of the autonomous module most of the time is in the low power consumption mode (sleep mode) and only occasionally activates, reads the parameters measured by sensors 21 and 22 (for example, temperature and pressure), issues a command to store energy to the drive 25 from the autonomous power source 23 and The necessary moments are triggered by the transmission pulse formation circuit 26, which connects the energy storage device to the inductor 27 forming a magnetic field, as a result of the interaction of which with the magnetic th field of the permanent magnet (e.g., 7) and the magnetostrictive effect ultrasonic vibrations occur in the acoustic line. The ultrasonic vibrations reaching the piezoelectric receiver 2, due to the piezoelectric effect, cause voltage pulses at the output of the latter, which are fed to the input of the unit for calculating the time interval for the passage of ultrasonic vibrations from the surface (interface of the fractions) of the liquid to the bottom of the tank 16, which calculates this time interval and delivers it to the level determination unit 15, the results of which can be displayed on an indicator device (for example, a digital type), or transferred for storage and display otrebitelyu. Additional liquid parameters transmitted from the sensors can be used in the algorithm for calculating the level determination unit, or transmitted to the consumer.

Claims (2)

1. Магнитострикционный уровнемер, характеризующийся тем, что он включает чувствительный элемент с помещенным в магнитопроницаемую трубку звукопроводом из магнитострикционного материала, автономный измерительный модуль, находящийся на известном расстоянии от днища емкости, пьезоприемник, блок вычисления интервала времени прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности (границы раздела фракций) жидкости до днища емкости, по крайней мере, один поплавок, причем в поплавках размещены активные автономные модули, измеряющие температуру и давление жидкости в точке расположения, с измерительными схемами под управлением микропроцессоров, катушками возбуждения звукопровода и магнитными блоками из n постоянных магнитов (кольцевые магниты с радиально ориентированным магнитным полем), где n=1, 2…i, размещенными вокруг трубки с возможностью перемещения вдоль нее, а также дополнительно содержит «якорь Радомского», представляющий собой стойку с утяжеленным основанием, тремя остроконусными опорами и герметичным объемом в верхней части для размещения автономного модуля.1. Magnetostrictive level gauge, characterized in that it includes a sensitive element with a sound guide made of magnetostrictive material placed in a magnetically permeable tube, an autonomous measuring module located at a known distance from the bottom of the tank, a piezoelectric receiver, and a unit for calculating the time interval for the passage of ultrasonic vibrations from the surface (interface between fractions ) liquid to the bottom of the tank, at least one float, and in the floats placed active autonomous modules that measure the temperature y and fluid pressure at the location, with measuring circuits controlled by microprocessors, sound pipe excitation coils and magnetic blocks of n permanent magnets (ring magnets with a radially oriented magnetic field), where n = 1, 2 ... i, placed around the tube with the possibility of movement along it, and also additionally contains the “Radomsky anchor”, which is a rack with a heavier base, three pointed conical supports and a sealed volume in the upper part for placing an autonomous module. 2. Магнитострикционный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что в него установлены автономный источник питания, цифровая схема хранения результатов измерения, радиомодем и антенна.
Figure 00000001
2. The magnetostrictive level gauge according to claim 1, characterized in that it has an autonomous power supply, a digital storage circuit for the measurement results, a radio modem and an antenna.
Figure 00000001
RU2013119114/28U 2013-04-24 2013-04-24 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER RU134317U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119114/28U RU134317U1 (en) 2013-04-24 2013-04-24 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119114/28U RU134317U1 (en) 2013-04-24 2013-04-24 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU134317U1 true RU134317U1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49517156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119114/28U RU134317U1 (en) 2013-04-24 2013-04-24 MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU134317U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189910U1 (en) * 2018-07-16 2019-06-11 Валерий Александрович Кабатчиков Level

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189910U1 (en) * 2018-07-16 2019-06-11 Валерий Александрович Кабатчиков Level

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3161047A (en) Omnidirectional electromagnetic flowmeter
JPH0915278A (en) Electric conductivity measuring circuit and probe therefor
US3948100A (en) Probe for measuring the level of a liquid
RU134317U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
RU2518470C1 (en) Method to define level and other parameters of fractionated fluid and magnetostriction level gauge for its implementation
RU142932U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
RU150031U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER WITH TEMPERATURE CIRCUIT
RU2222786C1 (en) Procedure measuring level of liquid with use of magnetostrictive level gauge and magnetostrictive level gauge
RU142930U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
CN101876526A (en) Displacement sensing measuring method and displacement sensing device
CN104121968A (en) Material level measuring device and measuring method based on magnetoelectric effect
RU147592U1 (en) MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER
US3722281A (en) Liquid height gauge
WO2019197949A1 (en) Low power water cut sensing
RU208494U1 (en) MAGNETOSTRICTION LEVEL FOR LIQUID LEVEL MEASUREMENT WITH COMPENSATION OF ERRORS CAUSED BY LINEAR EXPANSION OF THE TANK WALLS
RU2310174C1 (en) Ultrasonic level meter
RU2710007C1 (en) Bypass level gauge
JPH0763595A (en) Tank liquid level measuring device
RU52477U1 (en) ULTRASONIC LEVEL METER
RU2517919C2 (en) Magnetostriction level gauge
RU155410U1 (en) ADAPTIVE MAGNETOSTRICTION CONVERTER OF VEHICLE LEVEL AND DENSITY OF FUEL FUEL (ITS OPTIONS)
RU195795U1 (en) LEVEL
CN204142332U (en) Based on the apparatus for measuring charge level of magnetoelectric effect
RU191611U1 (en) Densitometer
KR101415128B1 (en) Method for measuring density of liquid using magnetostriction

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140103

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20160927

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180425