способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах
Классы МПК: | G01F23/296 звуковых волн |
Автор(ы): | Казинцев В.А., Соловьев Ю.Ф., Вольнов А.С., Шавыкина Н.С. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Союзцветметавтоматика" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-03-14 публикация патента:
10.09.2002 |
Изобретение относится к технике контроля наличия жидкости в технологических резервуарах с цилиндрической или близкой к ней формой и может применяться в металлургической, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. С помощью наклонного акустического излучателя возбуждают нормальную ультразвуковую волну, которую направляют перпендикулярно поверхности контролируемой жидкости. Наклонные акустический излучатель и приемник устанавливают на противоположных сторонах введенного в резервуар стержня на одном уровне и с углами ввода (
и 180-
) выше возможного уровня заполнения резервуара жидкостью. Стержень опускают до дна резервуара параллельно образующей резервуара. Принимают акустическим приемником ультразвуковую волну, отраженной от нижней поверхности стержня. Измеряют амплитуду отраженной нормальной ультразвуковой волны, которую преобразуют в постоянное напряжение, которое с помощью аналого-цифрового преобразователя преобразуют в десятичный код индикатора. По показаниям индикатора судят об уровне контролируемой жидкой среды. Технический результат состоит в расширении диапазона измерения непрерывного уровня жидкости в резервуарах и повышении точности контроля уровня. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
Формула изобретения
Способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, заключающийся в том, что с помощью наклонного акустического излучателя, установленного выше возможного уровня заполнения резервуара жидкой средой, возбуждают нормальную ультразвуковую волну, которую направляют перпендикулярно поверхности контролируемой жидкой среды, принимают ультразвуковую волну наклонным акустическим приемником и измеряют амплитуду ультразвуковой волны, отличающийся тем, что наклонные акустические излучатель и приемник устанавливают на противоположных сторонах введенного в резервуар стержня на одном уровне и с углами ввода (![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике контроля уровня и наличия жидкости в технологических резервуарах и трубопроводах различных производств и может найти применение в металлургической, химической, нефтеперерабатывающей, водоподготовке и других отраслях промышленности. Известен способ непрерывного измерения уровня жидких сред, заключающийся в том, что в стенке резервуара или трубопровода, частично заполненных жидкостью, над границей заполнения возбуждают ультразвуковую (у.з.) волну, которая распространяется в стенке под углом к поверхности жидкости, отличным от 90 и 180o, принимают ее ниже границы заполнения под тем же углом, причем в точке ввода на внешней поверхности в стенке возбуждают сдвиговую у.з. волну, которую направляют по винтовой линии с многократными отражениями в процессе распространения в точках, лежащих на внутренней и внешней поверхностях стенки резервуара на траектории винтовой линии, а принимают в точках отражений на внешней поверхности, используют экспериментальную зависимость амплитуды сдвиговой УЗВ от уровня жидкости в области, близкой к линейной, определяют для этой области конкретную точку приема, выделяют в этой точке амплитуду сдвиговой УЗВ, по которой судят об уровне жидкости [1]. Недостатком данного способа является низкая точность, обусловленная методической ошибкой измерения, возникающей при расширении диапазона непрерывного измерения уровня. Известен другой способ непрерывного измерения уровня жидких сред, заключающийся в том, что в стенке резервуара с помощью наклонного акустического излучателя, установленного на ее внешней поверхности выше возможного уровня заполнения резервуара жидкостью, возбуждают нормальную у.з. волну, которую направляют вдоль образующей резервуара, принимают эту волну наклонным акустическим приемником, установленным на той же стороне на уровне дна резервуара и встречно акустическому излучателю, измеряют амплитуду принятой нормальной у.з. волны, по величине которой судят о контролируемом уровне жидкости [2]. Недостатком такого способа являются также узкий диапазон и низкая точность измерения уровня из-за нелинейной зависимости амплитуды принятой у.з. волны от изменений уровня жидкости, демпфирующей стенку резервуара. Более близким (прототипом) предложенному способу является второй. От известного способа предложенный отличается тем, что наклонные акустические излучатель и приемник устанавливают на противоположных сторонах введенного в резервуар стержня на одном уровне и с углами ввода (![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189016/2189016-2t.gif)
где C1 - скорость продольной у.з. в волноводе акустического излучателя;
С2 - фазовая скорость выбранной моды нормальной волны. Направленная продольная у.з. волна 8 на границу раздела волновод-стержень под углом
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
![способ непрерывного ультразвукового контроля уровня жидких сред в технологических резервуарах, патент № 2189016](/images/patents/281/2189011/945.gif)
1. Патент RU 2149362, G 01 F 23/296, опубл. 20.05.2000 г. 2. А.С. СССР 877342, G 01 F 23/28, опубл. 01.07.1981 г.
Класс G01F23/296 звуковых волн