Розглянуто найпростіші мікроконтролерні рівнеміри з використанням робочого та одного компенсаційного давачів.

Приведены результаты разработки и экспериментального исследования акустического уровнемера погружного типа, предназначенного для измерения различных параметров жидкости в резервуарах, в том числе во взрывоопасных зонах. Получены аналитические выражения для калибровки и учета погрешностей прибора.

Побудовано та досліджено моделі, а також одержано та досліджено передаточні функції та статистичні характеристики поліелектродних циліндричних ємнісних датчиків рівня з поверхневими та радіальними електродами та двохелектродних ємнісних датчиків рівня з перпендикудярними дисковим і циліндричним електродами. Одержано аналітичні вирази для розрахунку почтакової ємності та чутливості розроблених ємнісних датчиків рівня. Запропоновано метод проектування ємнісних датчиків рівня, який характеризується варіацією форми та просторового розташування електродів такого датчика, що дозволяє розширити технічну базу проектування ємнісних датчиків рівня з необхідними технічними характеристиками.

Запропоновано спосіб ультразвукового вимірювання рівня рідинних середовищ зі змінним збудливим імпульсом, величина якого є функцією контрольованого рівня. На основі теорії реологічних перетворень теоретично й експериментально досліджено електродеформаційні процеси, що відбуваються в п'єзокерамічному перетворювачі. Одержано математичні моделі перетворень для випромінювального та сприймаючого ультразвукових сигналів. Розроблено математичні моделі ультразвукового засобу контролю (УЗЗК) рівня рідинних середовищ (РС) зі змінним збудливим імпульсом для похибок вимірювання та проведено їх дослідження варіаційним методом. На підставі аналізу впливу фізико-хімічних параметрів газового середовища на характеристики УЗЗК рівня РС показано, що найбільші похибки вимірювань мають засоби контролю рівня рідинних середовищ у разі збільшення температури та зменшення тиску газового середовища. Запропоновано структурну схему УЗЗК рівня РС зі змінним збудливим сигналом і розроблено мікропроцесорний пристрій на її базі.

Наведено результати досліджень магнітострикційного засобу контролю рівня рідинних середовищ. Показано, що похибки контролю залежать не тільки від висоти вимірювального рівня, але й від зміни форми переднього фронту ультразвукових сигналів. Основним впливовим фактором є температура рідинного середовища, яка може змінюватися в ємності за розподіленою координатою.

Наведено результати розробки і досліджень способів лінеаризації характеристик перетворення ультразвукових інтерференційних первинних вимірювальних перетворювачів з гармонійним вихідним сигналом для вимірювання рівня рідин і сипких матеріалів у повітрі. Реалізація способів спрощує одержання лінійного аналогового сигналу вимірювальної інформації таких перетворювачів залежно від необхідного залишкового значення похибки нелінійності.

Рассмотрены особенности пьезоэлектрических преобразователей с многослойными согласующими покрытиями, которые работают на воздушную среду. В результате применения многослойной конструкции обеспечивается возможность определения уровней до 61 м, а амплитуда колебательной скорости на рабочей поверхности преобразователя достигает такой величины, что становится возможным самоочищение поверхности.

Разработано устройство емкостного измерителя разности уровней между суспензией, находящейся в широкой кювете и дисперсной средой, находящейся в капиллярной трубке седиментометра Вигнера, позволяющее автоматизировать процесс отсчета высоты этого столбика в соответствии с временем выпадения в осадок фракций твердой фазы суспензии в широкой трубке с возможностью дальнейшей автоматической обработки кривой осаждения частиц коллоидной системы.

Набув подальшого розвитку метод тестових впливів в області приладів з інтервальним представленням вимірювальної інформації, що за рахунок сумісного застосування адитивного та мультиплікативного тестів дозволив компенсувати адитивні та мультиплікативні складові похибок. Вперше запропоновано тестовий метод підвищення точності ультразвукового рівнеміра рідинних і сипких середовищ, який за рахунок еталонного прирощення вимірюваного рівня та зміни періоду слідування квантуючих імпульсів шляхом часткової компенсації систематичних і випадкових похибок дозволив підвищити точність результату вимірювання рівня в особливих умовах експлуатації. Обгрунтовано використання медіанного алгоритму згладжування даних, що, на відміну від інших простих алгоритмів, більш ефективний для зменшення випадкових складових похибок. Побудовано ультразвуковий рівнемір сипких і рідинних середовищ, який реалізує методи тестових впливів, що дозволило зменшити сумарну похибку результату вимірювання за особливих умов експлуатації з 13,8 % до 0,8 %.

Розроблено метод ультразвукового вимірювального контролю рівня рідинних середовищ з компенсувальним сприймаючим сигналом, величина якого є функцією контрольованого рівня. На основі теорії реологічних перетворень теоретично й експериментально досліджено електромеханічні процеси, що відбуваються в ультразвуковому випромінювачі й одержано нелінійні математичні моделі перетворень для опорного та робочого ультразвукових сигналів. Встановлено, що ультразвукові випромінювачі описуються нелінійними диференціальними рівняннями, що дозволило вивчити вплив нелінійності на метрологічні характеристики ультразвукового засобу контролю рівня рідинних середовищ і розробити заходи щодо їх покращання. На основі теорії реологічних перетворень і методу нульового градієнта одержано математичні моделі ультразвукового випромінювача та засобу контролю рівня в аналітичній формі та досліджено причини, які впливають на зону нечутливості та його метрологічні характеристики. Розроблено математичні моделі ультразвукового засобу контролю рівня для похибок вимірювання та виконано їх дослідження методом інтегрального функціоналу. На основі досліджень впливу фізико-хімічних параметрів газового середовища, в якому розповсюджуються ультразвукові сигнали, показано, що найбільші похибки вимірювання мають засоби контролю рівня за збільшення температури та зменшення тиску газового середовища. Розроблено алгоритми уведення поправок. Запропоновано структурну схему ультразвукового засобу контролю рівня рідинних середовищ з компенсувальним сприймаючим сигналом, на основі якої розроблено мікропроцесорний пристрій контролю рівня.

Розроблено принцип забезпечення єдності вимірювань об'єму рідини, заснований на централізованому відтворенні одиниці об'єму рідини державним первинним еталоном, принципи побудови цього еталона. Вперше розроблено методологію аналізу з використанням спеціалізованих комп'ютерних програм і проведено аналіз похибок градуювальних таблиць горизонтальних циліндричних резервуарів, яка обумовлена зміною їх нахилу. Розвинуто методики розрахунку й аналізу дебалансу об'єму нафтопродуктів під час їх обліку, обумовленого похибками застосовуваних засобів вимірювальної техніки. Розроблено обгрунтовані нормовані метрологічні характеристики ультразвукових рівнемірів за результатами їх метрологічних досліджень. Розроблено нові методи вимірювань - методи вимірювань інтегральних характеристик короткохвильової частини спектру морської поверхні ультразвуковим рівнеміром-хвилеграфом. Проведено удосконалення методів вимірювання маси нафти, нафтопродуктів, харчових та інших рідин - опосередкованого методу статичних вимірювань й опосередкованого методу, заснованого на гідростатичному принципі.

Проведено порівняльний аналіз розроблених способів визначення вологості речовин з найбільш досконалими серед виявлених аналогів. Розглянуто способи визначення вологості із застосуванням тестових методів. Основним завданням є вибір оптимального способу з точки зору його точністних характеристик, зокрема, компенсації основної складової невизначеності діелькометричних вологомірів - "сортової невизначеності". Описано основні ідеї, що стосуються суті визначення вологості кожним із запропонованих способів, наведено тестові алгоритми для розрахунку вологості і результати розрахунку, одержані для даних алгоритмів у ході перевірки їх на наявність сортової залежності. В якості параметрів для проведення порівняльного аналізу обрано величину "сортової невизначеності" вимірювань, величину розбіжності отриманих в результаті розрахунку за запропонованим тестовим алгоритмом значень вологості з дійсними, простоту реалізації способу. Проведений аналіз дозволив виявити спосіб, що задовольняє всім вимогам.

Описано розроблену авторами систему на основі програмованого логічного контролера для дистанційного контролю рівня рідини із застосуванням радарного датчика. На основі апаратних засобів, необхідних для вимірювання робочих параметрів танків, запропоновано розподілену структуру системи управління рівня. Розглянуто взаємодію між основними компонентами і людино-машинним інтерфейсом системи. Наведена система тестується на експериментальній установці.

Описана разработанная авторами система на основе программируемого логического контролера для дистанционного контроля уровня жидкости с применением радарного датчика. На основе аппаратных средств, необходимых для измерения рабочих параметров танков, авторы предложили распределенную структуру системы управления уровня. Также рассмотрено взаимодействие между основными компонентами и человеко-машинным интерфейсом системы. Приведенная система тестируется на экспериментальной установке.

Article describes the designed by the authors programmable logic controller based system for remote level control with radar sensor. Based on the hardware, required to measure the operating parameters of tanks, authors proposed a distributed structureof the level control system. The interaction between main components and human-machine interface of the system are considered. Resulted system is then tested on experimental setup.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж108.8-5

Рубрики:

Вимірювання рівня рідин

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Роботу присвячено вирішенню важливої науково-прикладної задачі – розробці ультразвукового рівнеміра рідини, який дає змогу підвищити ефективність використання ємностей за рахунок зменшення зони нечутливості, розширення діапазону та зменшення похибок вимірювання. Суть роботи рівнеміра полягає в одноразовому проходженні ультразвуковим імпульсом товщини газу. Досліджено динамічні процеси, що відбуваються в ультразвукових перетворювачах, та отримані їх математичні моделі. На підставі методу нульового градієнта отримані математичні моделі ультразвукового рівнеміра рідини в аналітичній формі. Запропоновано програмний реперний алгоритм, який дає змогу значно зменшити зону нечутливості та похибки вимірювання, котрі зумовлені внутрішніми та зовнішніми факторами. Розроблено алгоритми обробки вимірювальної інформації та програмне забезпечення рівнеміра.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж108.8-5-02

Рубрики:

Вимірювання рівня рідин

Шифр НБУВ: РА433271 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Увагу приділено розробці магнітострикційного рівнеміра рідинних середовищ, який дозволяє підвищити ефективність використання ємностей за рахунок зменшення зони нечутливості, розширення діапазону та зменшення похибок вимірювання. На основі теорії реологічних перетворень досліджено електромеханічні процеси в магнітострикційному перетворювачі. Перетворювачі описано нелінійними диференціальними рівняннями, що дало можливість вивчити вплив нелінійності та метрологічні характеристики рівнеміра, а також розробити заходи щодо їх покращення. Одержано математичні моделі запропонованого рівнеміра в аналітичній формі. Виконано дослідження похибок вимірювання методом інтегрального функціоналу. Запропоновано структурну схему магнітострикційного рівнеміра з багатократним відбиттям ультразвукового торсійного імпульсу. Розроблено алгоритми обробки вимірювальної інформації та програмне забезпечення для мікропроцесора.

Розглянуто питання вимірювання рівня рідини через "товсту" сталеву стінку. При вимірюванні рівня за часом поширення сигналу найкращу точність забезпечує кореляційно-фазовий прийом складних сигналів. Але при проходженні таких сигналів через "товсту" стінку руйнується їх фазова структура, що пов'язано з хвилями Лемба вищого порядку. При вирішенні задачі сигнал, що приймається, є сумою сигналу, який пройшов через стінку та шар рідини, сигналів коливань товщинних резонансів поздовжніх і поперечних хвиль і сигналу нерезонансних коливань, що поширюються в стінці. Запропоновано оцінювання спотворень сигналу, що приймається, за його спектрами та методику формування оптимальних зондуючих сигналів. Експерименти на "товстій", 14,5 мм, сталевій стінці показали, що при використанні оптимальних сигналів для трьох діапазонів частот, 593 - 790, 395 - 593 і 197 - 395 кГц, похибка вимірювання часу не перевищила 1 мкс, а значення коефіцієнта фазової кореляції склали 0,84 - 0,92, 0,78 - 0,90 і 0,45 - 0,65, відповідно.