Резонансный акустический уровнемер


Резонансный акустический уровнемер

Резонансный акустический уровнемер — электронный прибор для высокоточного дистанционного измерения уровня жидкостей в резервуарах.

Конструкция

Уровнемер состоит из трубчатого акустического резонатора, верхний конец которого закрывает головка уровнемера. Нижний, открытый конец резонатора погружается в контролируемую жидкость.

Уровнемер РАУ-2

Резонатор может выполняться из цельного отрезка трубы или состоять из соединенных между собой секций. Материал, из которого изготовлен резонатор, должен удовлетворять условиям эксплуатации и быть акустически непроницаемым. Резонатор может иметь изогнутый профиль по вертикали. Диаметр поперечного сечения резонатора должен быть рассчитан таким образом, чтобы в нем легко распространялись продольные волны, а распространение поперечных волн было бы минимальным. На практике диаметр труб резонатора выбирают от 15 до 50 мм. Головка уровнемера содержит акустический излучатель, акустический датчик (микрофон) и электрический модуль обработки сигнала. В зависимости от области применения и требуемой точности измерения могут быть использованы различные излучатели: пьезокерамические, элетродинамические, механические, и пр. Акустическим датчиком обычно служит миниатюрный электретный микрофон. Электрический модуль обработки содержит генератор излучаемого сигнала, аналоговый фильтр сигнала микрофона, АЦП, цифровой процессор, выполняющий расчет уровня жидкости, и интерфейсный канал выдачи измеряемой величины в АСУТП.

Принцип действия

Под воздействием вынужденных колебаний в трубчатом акустическом резонаторе устанавливаются ряды стоячих волн, длины которых кратны длине резонатора. Принцип действия уровнемера основан на измерении интервала между частотами ряда резонансных колебаний, возбуждаемых в воздушной полости резонатора. При вычислении интервала частот используется цифровое преобразование входного сигнала, называемое кепстр. Использование принципа резонанса акустических волн в трубчатом резонаторе, заполненном воздухом или другим газом, при разработке уровнемеров позволяет повысить помехоустойчивость и точность измерений.

К недостаткам данного уровнемера можно отнести существенную зависимость скорости звука от температуры и состава среды. Однако существуют методы позволяющие компенсировать возникающие при этом погрешности.

Достоинством уровнемера является высокая помехозащищенность и разрешающая способность, обеспечиваемая конструкцией резонансного типа и сложной цифровой обработкой сигнала.

Уровнемер может применяться при измерении уровня жидкостей в условиях повышенных шумов и вибраций при диапазонах изменения контролируемого уровня до 12 метров с точностью 1 мм.

См. также

  • Акустический институт имени Н. Н. Андреева

Ссылки

Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева  (рус.) (2010). Проверено 17 февраля 2010.

Резонансный акустический уровнемер. Патент РФ.  (рус.) (2010). Проверено 26 февраля 2010.


Wikimedia Foundation. 2010.


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.