СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ Российский патент 2007 года по МПК G01F23/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системах измерения уровня нефтепродуктов и других жидкостей в резервуарах.

Известен способ измерения уровня жидкой среды, основанный на применении в качестве чувствительного элемента магнитострикционного датчика перемещения (МДП), в котором изменение скорости распространения ультразвуковой волны в звукопроводе учитывают путем введения температурного коэффициента (Патент РФ №2194953, МКИ G01F 23/28, Артемьев Э.А., Камнев В.И.). Согласно этому способу в резервуаре размещают два звукопровода, материалы которых выбирают так, чтобы скорость и температурные коэффициенты скоростей крутильных волн в них были различными, в каждом из звукопроводов возбуждают крутильные волны в двух местах: одно на границе раздела сред, другое - у конца, находящегося в жидкой среде, регистрируют крутильные волны у верхнего конца звукопровода, измеряют интервалы времени между моментами регистрации крутильных волн и вычисляют уровень жидкой среды по формуле:

,

где Н - уровень жидкой среды в резервуаре, Т₂ - интервал времени между моментами регистрации крутильной волны во втором звукопроводе, С₂₀ - скорость крутильной волны во втором звукопроводе при температуре 20°С, α₂ - температурный коэффициент скорости крутильной волны во втором звукопроводе, ΔΘ - разность между средней температурой жидкой среды и 20°С, которая вычисляется по формуле

_.

Здесь С₁₀, α₁, T₁ - символы, отображающие параметры первого звукопровода, аналогичные параметрам С₂₀, α₂, Т₂ второго звукопровода.

Недостатком известного способа является отсутствие прямого измерения температуры жидкой среды и использование значительного числа постоянных и переменных параметров, влияющих на результат измерения уровня. Постоянные параметры, такие как скорости крутильных волн в звукопроводах и температурные коэффициенты этих скоростей, со временем меняются вследствие старения материалов звукопроводов, что также приводит к снижению точности определения уровня. Кроме того, устройство, реализующее известный способ измерения уровня, имеет сложную конструкцию, так как содержит два звукопровода, материалы которых должны обладать отличными один от другого характеристиками.

Другой способ измерения уровня жидкости в резервуаре и устройство, воплощающее этот способ, описаны в патенте US №5076100, МКИ G01F 23/00. Устройство представляет собой герметизированный корпус, в который помещен магнитострикционный датчик, содержащий звукопровод, устройство натяжения звукопровода, опорный магнит, установленный у нижнего конца звукопровода, подвижный постоянный магнит, установленный в поплавке, который свободно перемещается вдоль корпуса датчика, отслеживая уровень жидкости, электроакустический преобразователь, установленный у верхнего конца звукопровода, и многоточечный датчик температуры в виде набора равномерно размещенных вдоль звукопровода термосопротивлений. Устройство включает также электронную схему, формирующую импульс возбуждения магнитострикционного датчика и преобразующую считываемые с него сигналы и сигналы от термосопротивлений в цифровые коды. Цифровой код, соответствующий уровню жидкости, пропорционален времени распространения сигнала от опорного магнита до подвижного магнита, связанного с поплавком. Данные об уровне и температуре жидкости в виде последовательных кодов передаются по линии связи на удаленное устройство сбора данных, где измеренное значение уровня жидкости корректируется в соответствии с температурой, измеренной на каждом уровне размещения датчиков температуры, по известному графику температурной компенсации.

Недостатком данного способа измерения уровня жидкости является то, что он не позволяет компенсировать изменения скорости распространения ультразвуковой волны, происходящие вследствие старения материала звукопровода и наличия внутренних напряжений, связанных с его натяжением.

Известен способ определения координаты контролируемого объекта, основанный на применении МДП, в котором для компенсации погрешности, вызванной изменением скорости звука в звукопроводе при изменении температуры и под влиянием других дестабилизирующих факторов, используется построение датчика по логометрической схеме преобразования (В.Х.Ясовеев, Р.Р.Исхаков. Принципы построения магнитострикционных датчиков перемещения. Датчики и системы, 2001, №3, с.57). Известны устройства измерения уровня жидкости, воплощающие этот способ, в которых в качестве объекта контроля используется поплавок с постоянным магнитом (Датчик уровня и раздела ДУУ 2, Каталог «ЗАО АЛЬБАТРОС», 2002 г.; Патент РФ №2060472, МКИ G01F 23/28, Кабатчиков В.А.; Патент РФ №2087874, МКИ G01F 23/28, Галустян О.Э., Кремнев А.В., Лакеев А.И., Печурин С.А., Попел В.З.; Патент РФ №2222786, МКИ G01F 23/28, Банщиков А.Ю., Сельское А.В., Высокое Д.Л.).

В известном способе в звукопроводе, изготовленном из магнитострикционного материала, возбуждают ультразвуковую волну механической деформации, измеряют интервалы времени ее распространения на искомом отрезке звукопровода от контролируемого объекта до опорной точки, расположенной у одного из концов звукопровода, и на опорном отрезке между названной опорной точкой и опорной точкой, расположенной у другого конца звукопровода, вычисляют координату контролируемого объекта L_x в соответствии с выражением:

где L_o - расстояние между опорными точками, Т_x и Т - интервалы времени распространения ультразвуковой волны на отрезках звукопровода L_x и L_o при температуре t, V_t - скорость распространения ультразвуковой волны в материале звукопровода при температуре t, определяемая выражением:

Расстояние L_o представляет собой длину опорного канала звукопровода и является его конструктивным параметром.

В известном способе результат измерения не зависит от температуры при условии, что она одинакова на всех участках звукопровода. Однако в большом резервуаре, и особенно в надземном резервуаре, температура не является постоянной по всему объему. В таком резервуаре градиент температуры формируется преимущественно вдоль вертикального направления. Этот градиент незначителен между нижними и верхними слоями жидкости, в которых температура может отличаться на несколько градусов, и существенно больше в объеме резервуара над жидкостью, где разность температур газопаровой среды у поверхности жидкости и под крышей резервуара может достигать 20 градусов и более. В этих условиях задержка Т распространения ультразвуковой волны вдоль звукопровода на опорном расстоянии L_o определяет некоторую усредненную скорость распространения волны, которая может заметно отличаться от скорости волны на том отрезке звукопровода, который погружен в жидкость. Так как скорости распространения ультразвуковой волны на измеряемом и опорном отрезках звукопровода не совпадают, то полная компенсация температурной составляющей погрешности измерения уровня жидкости известным способом невозможна.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения уровня жидкости в условиях наличия градиента температуры вдоль вертикального направления резервуара и воздействия долговременных дестабилизирующих факторов.

Поставленная цель в предлагаемом способе определения уровня жидкости, при котором в звукопроводе возбуждают ультразвуковую волну механической деформации и измеряют время ее распространения на искомом отрезке звукопровода от поплавка с постоянным магнитом до опорной точки, расположенной у нижнего конца звукопровода, погруженного в жидкость, измеряют время распространения ультразвуковой волны на опорном отрезке звукопровода между названной опорной точкой и другой опорной точкой, расположенной у верхнего конца звукопровода, находящегося в среде над жидкостью, и определяют уровень жидкости как произведение длины опорного отрезка звукопровода на отношение времени распространения ультразвуковой волны на искомом и опорном отрезках звукопровода, достигается тем, что дополнительно измеряют температуру на отрезках звукопровода между поплавком и нижней, и верхней опорными точками звукопровода и корректируют результаты измерений с учетом зависимости скорости распространения ультразвуковой волны от температуры.

Зависимость скорости распространения ультразвуковой волны от температуры определяется экспериментально и может быть представлена в виде таблицы, графика или функции. Так, если при некоторой исходной температуре t_o из диапазона рабочих температур измерения уровня жидкости скорость распространения ультразвуковой волны в звукопроводе равна V_o, то в общем виде ее зависимость от температуры звукопровода может быть представлена выражением (вариант 1):

где γ_v - температурный коэффициент скорости, представленный в виде функции.

С учетом (3) выражение (1) для координаты контролируемого объекта L_н относительно опорной точки, расположенной у нижнего конца звукопровода, приводится к виду:

где V_o - скорость распространения ультразвуковой волны в звукопроводе по (2) при исходной температуре t_o; Т_н - интервал времени распространения ультразвуковой волны на отрезке звукопровода L_н при температуре t_н, а - значение этого интервала, приведенное к скорости V_o.

Аналогично определяется координата контролируемого объекта L_в относительно опорной точки, расположенной у верхнего конца звукопровода:

где Т_в - интервал времени распространения ультразвуковой волны на отрезке звукопровода L_в при температуре t_в, а - значение этого интервала, приведенное к скорости V_o.

На основании выполненных измерений Т_н и Т_в расстояние между опорными точками звукопровода равно

где - интервал времени распространения ультразвуковой волны на опорном отрезке звукопровода L_о, приведенный к скорости V_о.

С учетом значений временных интервалов Т_но, Т_во, T_o по (4) - (6) выражение (1) для определения координаты контролируемого объекта, то есть в рассматриваемом применении МДП - поплавка с постоянным магнитом, приводится к виду

или к виду

где L_y - уровень жидкости, k - коэффициент, корректирующий изменение скорости распространения ультразвуковой волны V_o, происходящее в процессе эксплуатации уровнемера. Этот коэффициент представляет собой отношение длины опорного отрезка звукопровода L_o, известной как конструктивный параметр уровнемера, и длины L_{o изм} того же отрезка звукопровода, вычисленной на основе результатов измерений:

В ограниченном диапазоне температур, например до 100°С, зависимость скорости ультразвука V_t от температуры звукопровода t может быть представлена линейной функцией вида (вариант 2):

где V_o - скорость распространения ультразвуковой волны в звукопроводе по (2) при исходной температуре t_o, γ_v - температурный коэффициент скорости, являющийся в рассматриваемом варианте постоянной величиной.

Линейный характер зависимости скорости ультразвука от температуры звукопровода определяется свойствами магнитострикционных материалов, применяемых для изготовления звукопроводов. Известно, что скорость распространения ультразвуковых продольных колебаний в звукопроводе связана с модулем упругости Е и плотностью ρ его материала соотношением (Захарящев Л.И. Конструирование линий задержки. Советское радио, М., 1972, с.32)

Зависимость модуля упругости от температуры выражается функцией вида (Лаврова А.Т. Элементы автоматических приборных устройств. Издательство «Машиностроение», М., 1975, с.43)

где Е_о - модуль упругости при исходной температуре t_o, γ_e - температурный коэффициент модуля упругости.

Зависимость плотности твердого тела от температуры имеет вид (Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М., «Наука», 1988, с.86-87):

где ρ_o - плотность тела при исходной температуре t_o, α - температурный коэффициент линейного расширения.

С учетом (12) и (13) и после исключения величин второго порядка малости выражение (11) приводится к виду

где .

Принимая во внимание, что значения коэффициентов α и γ_e существенно меньше единицы (для магнитострикционных сплавов γ_e=±1,5·10^-4 С^-1, α=8·10^-6 С^-1), в ограниченном диапазоне температур выражение (14) можно представить в виде

.

Погрешность такого представления в оговоренных условиях составляет менее 0,1% (Бронштейн И.Н. и К.А.Семендяев К.А. Справочник по математике. Издательство «Наука», М., 1967, с.119). Температурные коэффициенты α и γ_e изменяются с изменением температуры, но в ограниченном диапазоне температур их можно считать постоянными величинами. Производный от них температурный коэффициент скорости ультразвука γ_v=0,5·(3α-γ_e) также является постоянной и отрицательной величиной, что отражает факт уменьшения скорости распространения ультразвуковой волны в звукопроводе при увеличении температуры. Эти выводы подтверждаются экспериментальными исследованиями. Таким образом, применение линейной аппроксимации вида (10) вполне обосновано.

Критерием выбора величины температурного интервала является допустимая погрешность измерения координаты контролируемого объекта на этом интервале. Линейная зависимость скорости распространения от температуры имеет место и при распространении в звукопроводе крутильной ультразвуковой волны (Патент РФ №2194953, МКИ G01F 23/28, Артемьев Э.А., Камнев В.И.).

При линейной аппроксимации функции, описывающей зависимость скорости распространения ультразвуковой волны в звукопроводе от температуры в соответствии с (10), выражение (7) для определения уровня жидкости приводится к виду:

В широком диапазоне температур линейная аппроксимация зависимости V_t может быть заменена кусочно-линейной. При этом диапазон рабочих температур делится на интервалы с постоянными температурными коэффициентами γ_vi, определенными относительно исходных значений температуры t_oi, выбранных из этих интервалов. Уровень жидкости вычисляют в соответствии с выражением

в котором параметры γ_vi, t_oi выбирают согласно используемому интервалу температуры.

Из-за наличия градиента температуры вдоль звукопровода в выражениях (7) - (9), (15), (16) в качестве значений t_н и t_в следует использовать средние значения температур отрезков звукопровода, погруженного в жидкость и находящегося в среде над жидкостью.

Существенными отличиями предлагаемых вариантов способа определения уровня жидкости от известного способа по логометрической схеме преобразования, по мнению авторов, являются, во-первых, измерение температуры вдоль всей длины звукопровода, во-вторых, функциональная обработка значений временных интервалов Т_н и Т_в распространения ультразвуковой волны на отрезках звукопровода от контролируемого объекта - поплавка с постоянным магнитом, до опорных точек, расположенных у концов звукопровода, с учетом зависимости скорости распространения ультразвуковой волны в звукопроводе от его температуры. Существенными отличиями предлагаемых вариантов способа определения уровня жидкости от способов, представленных в аналогах (патент РФ №2194953, МКИ G01F 23/28, патент US №5076100, МКИ G01F 23/00) являются, во-первых, применение в основе способа логометрической схемы преобразования с привязкой к опорной длине звукопровода, что позволяет компенсировать изменение скорости распространения ультразвуковой волны в звукопроводе, связанное с изменением свойств его материала в течение длительного времени, во-вторых, измерение средней температуры отрезка звукопровода, находящегося в газопаровой среде над жидкостью, дополнительно к измерению средней температуры отрезка звукопровода, погруженного в жидкость.

Совокупность отличительных признаков предлагаемых вариантов способа обусловливает его новое свойство: возможность использования опорного канала магнитострикционного преобразователя для повышения точности определения координаты контролируемого объекта в условиях, когда части звукопровода, расположенные по обе стороны от объекта контроля, имеют различную температуру. Это достигается за счет приведения значений временных интервалов Т_н и Т_в, измеренных на отрезках звукопровода с разной температурой, к одной исходной температуре (нулевой или t_o) из диапазона рабочих температур, при которой значения скорости распространения ультразвуковой волны на каждом из отрезков звукопровода равны. Данное свойство расширяет область применения логометрического способа компенсации погрешности МДП и соответствует заявленной цели изобретения.

На фиг.1 изображена схема одного из устройств, воплощающего предлагаемые варианты способа измерения уровня жидкости, на фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из датчика 1 и измерительного блока 2. Датчик 1 конструктивно объединяет МДП и многоточечный датчик температуры, размещенные в герметизированной диэлектрической трубке, концентрично с которой расположен постоянный магнит 3 МДП, заключенный в поплавок 4, свободно перемещающийся вдоль трубки и отслеживающий уровень жидкости. Датчик 1 содержит звукопровод 5 из магнитострикционного материала с демпферами 6 на концах, устройство натяжения звукопровода 7, входной электромагнитный преобразователь (ЭМП) 8, осуществляющий возбуждение электромагнитного поля вдоль звукопровода, приемные преобразователи 9, расположенные у концов звукопровода 5 на опорном расстоянии L_o один от другого, цифровые датчики температуры 10, равномерно распределенные вдоль звукопровода 5 и соединенные с двунаправленной линией связи 11.

Измерительный блок 2 содержит генератор импульсов тока записи (ГТИ) 12, соединенный с входным ЭМП 8, коммутатор 13 и усилитель 14 сигналов, считываемых с приемных преобразователей 9, генератор опорной частоты (ГОЧ) 15, формирователь опорного напряжения 16 и вычислительное устройство (ВУ) 17, входы которого подключены к выходу усилителя 14, формирователя 16 и через устройство сопряжения 18 к линии связи 11 с датчиками температуры 10. Устройство сопряжения 18 предназначено для преобразования уровней сигналов в процессе информационного обмена между датчиками температуры 10 и ВУ 17.

ВУ 17 является многофункциональным устройством, которое поддерживает информационный обмен с устройством сбора данных, осуществляет управление процессом измерения, выполняет преобразование временных интервалов Т_н и Т_в в код, обеспечивает запись и хранение координат l_i расположения датчиков температуры 10, параметра L_o, таблицы значений температурного коэффициента γ_v(t) для первого варианта способа либо постоянной величины γ_v(γ_vi) и значения исходной температуры t_o(t_oi) для второго варианта способа, производит опрос датчиков температуры 10 и вычисление уровня продукта в соответствии с одним из выражений (7), (15), (16). Все перечисленные функции могут быть осуществлены на базе однокристальной микроЭВМ (ОЭВМ), например, типа AT90S8535 фирмы ATMEL. При этом выходы усилителя 14 и формирователя опорного напряжения 16 подключаются к выводам ОЭВМ, конфигурированным как аналоговые входы встроенного компаратора, линии связи с датчиками температуры и с устройством сбора данных - к выводам ОЭВМ, конфигурированным как порты последовательной передачи данных, сигналы управления «Чт 1», «Чт 2», «Зп ГТИ» - к выводам параллельного порта данных. Для хранения параметров L_o, t_o, γ_v, l_i используется память данных (EEPROM) ОЭВМ.

Предлагаемый способ определения уровня жидкости применим при возбуждении в звукопроводе как продольной, так и крутильной ультразвуковой волны механической деформации. В первом случае в качестве входного ЭМП 8 используется катушка, распределенная вдоль всей рабочей части звукопровода 5 и намотанная виток к витку на охватывающем его изолирующем каркасе. Во втором случае импульс тока, возбуждаемый генератором 12, пропускается непосредственно через тело звукопровода 5. Соответственно в первом случае в качестве приемного преобразователя 9 используется сосредоточенная катушка индуктивности с подмагничивающим постоянным магнитом или установленный на звукопроводе 5 пьезодатчик, а во втором случае - сосредоточенная катушка индуктивности, установленная соосно звукопроводу 5.

В качестве датчиков температуры 10 в устройстве используется цифровой интегральный термометр типа DS18B20 фирмы Dallas Semiconductor Corp. Датчики 10 устанавливаются с постоянным шагом на обмотке распределенной катушки возбуждения или, в случае подачи импульса тока непосредственно в звукопровод, на охватывающую его изолирующую трубку и закрепляются с помощью бандажа.

Устройство работает следующим образом. В ждущем режиме ВУ 17 осуществляет опрос датчиков температуры 10. При этом на линию связи 11 в виде последовательного кода поочередно выставляется адрес каждого датчика температуры 10 и принимаются данные о температуре в разных точках звукопровода также в виде последовательного кода. Данные записываются и сохраняются в оперативной памяти (ОЗУ) ВУ 17. После опроса всех датчиков температуры 10 цикл опроса возобновляется, и новые данные замещают в ОЗУ данные предшествующего цикла опроса.

При поступлении запроса от устройства сбора данных очередной цикл сбора данных от датчиков температуры 10 завершается и начинается цикл измерения уровня жидкости. В ходе выполнения этого цикла ВУ 17 формирует два измерительных интервала, длительность которых определяется опорной длиной L_o и минимальной скоростью распространения ультразвуковой волны по звукопроводу V_мин, и должна быть не менее L_o/V_мин. В каждом измерительном интервале ВУ 17 выдает ряд сигналов управления, показанных на фиг.1 и 2. По сигналу «Зп ГТИ» ГТИ 12 формирует импульс тока (фиг.2а), поступающий на входной ЭМП 8, под воздействием которого на участке звукопровода в месте расположения поплавка 4 с магнитом 3 возникает ультразвуковая волна. Распространяясь в обе стороны вдоль звукопровода, она достигает приемные преобразователи 9 и возбуждает в них импульсные сигналы (фиг.2б). Демпферы 6 препятствуют возникновению ультразвуковых волн, отраженных от концов звукопровода. Сигналы нижнего и верхнего приемных преобразователей 9 подаются на вход усилителя 14 через коммутатор 13 под управлением сигналов «Чт 1» и «Чт 2» соответственно (фиг.2г,д). В каждом измерительном интервале действует только один сигнал чтения. Выдача сигналов «Чт 1» и «Чт 2» осуществляется с задержкой относительно момента подачи сигнала «Зп ГТИ» на время окончания переходных процессов в приемных преобразователях 9, вызванных действием импульса возбуждения на входной ЭМП 8. Усиленный сигнал приемного преобразователя подается на вход встроенного компаратора ВУ 17. Срабатывание компаратора (фиг.2в) происходит в момент сравнения импульсного напряжения с пороговым уровнем, задаваемым формирователем 16 (фиг.26). По сигналу от компаратора ВУ 17 сбрасывает действующий сигнал чтения («Чт 1» или «Чт 2»).

Временные интервалы Т_н и Т_в (фиг.2е,ж) между моментами выдачи команды «Зп ГТИ» и срабатыванием компаратора по сигналам, считываемым с нижнего и верхнего приемных преобразователей 9 соответственно, пропорциональны расстояниям от поплавка 4 с магнитом 3 до этих преобразователей. Для выполнения вычислительных операций ВУ 17 преобразует временные интервалы Т_н и Т_в в коды N_н и N_в путем подсчета количества периодов сигнала ГОЧ 15 в течение длительности интервала. Преобразование осуществляется на базе встроенного таймера ОЭВМ и описывается выражением

где N - код, соответствующий интервалу времени Т распространения ультразвуковой волны на участке звукопровода, f_оп - частота ГОЧ 15.

Вычисление уровня жидкости выполняется в следующем порядке. Сначала находится значение уровня в соответствии с выражением

которое следует из выражения (1) с учетом замены временных интервалов на соответствующие коды согласно соотношению (17). Код N_o в выражении (18) соответствует интервалу времени распространения ультразвуковой волны на опорном расстоянии L_o. Он представляет собой сумму кодов N_н и N_в, соответствующих временным интервалам Т_н и Т_в.

Координаты l_i расположения датчиков температуры 10 относительно нижнего приемного преобразователя 9 последовательно сравниваются со значением уровня жидкости, найденным по (18). При этом датчики температуры разделяются на две группы, одна из которых объединяет датчики, расположенные ниже этого уровня жидкости, а другая - выше этого уровня. Для каждой группы вычисляется усредненное значение температуры: t_н - для группы датчиков, расположенных ниже уровня, t_в - для группы датчиков, расположенных выше уровня жидкости. Эти значения получают, например, как средние арифметические.

Если устройство реализует алгоритм вычисления уровня жидкости, соответствующий первому варианту способа, то по введенной в память ВУ 17 табулированной функциональной зависимости γ_v(t) определяются значения температурного коэффициента при t_н и t_в и вычисляется значение уровня жидкости в соответствии с выражением

,

которое следует из выражения (7) с учетом замены временных интервалов на соответствующие коды согласно соотношению (17).

Если устройство реализует алгоритм вычисления уровня жидкости, соответствующий второму варианту способа, то значение уровня жидкости, откорректированное с учетом распределения температуры вдоль звукопровода, вычисляется в соответствии с выражением

Данные об уровне и, при необходимости, о температуре жидкости ВУ 17 выводит на линию связи с устройством сбора данных. После передачи данных ВУ 17 переходит в режим ожидания запроса данных и возобновляет опрос датчиков температуры 10.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении уровня жидкости в резервуарах. Сущность: в магнитострикционном звукопроводе, расположенном вертикально в емкости, возбуждают ультразвуковые волны механической деформации, измеряют время их распространения на отрезках звукопровода от объекта контроля - поплавка с магнитом до опорных точек, расположенных у концов звукопровода, и температуру этих отрезков звукопровода и определяют координату объекта контроля с учетом функциональной зависимости скорости распространения ультразвуковой волны от температуры. Технический результат: повышение точности измерения уровня жидкости в условиях наличия градиента температуры вдоль вертикального направления резервуара и воздействия долговременных дестабилизирующих факторов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения уровня жидкости, при котором в магнитострикционном звукопроводе, расположенном вертикально в емкости с контролируемой жидкостью, возбуждают ультразвуковые волны механической деформации, измеряют время распространения ультразвуковой волны на искомом отрезке звукопровода от границы раздела сред до опорной точки, расположенной у конца звукопровода, погруженного в жидкость, измеряют время распространения ультразвуковой волны на опорном отрезке звукопровода между названной опорной точкой и другой опорной точкой, расположенной у конца звукопровода, находящегося в среде над жидкостью, и определяют уровень жидкости путем вычисления, отличающийся тем, что дополнительно измеряют температуру в точках, равномерно распределенных вдоль опорного отрезка звукопровода, вычисляют средние значения температуры на отрезке звукопровода, расположенном ниже уровня раздела сред, и на отрезке звукопровода, расположенном выше уровня раздела сред, определяют время распространения ультразвуковой волны на опорном отрезке звукопровода путем измерения времени распространения ее на отрезках звукопровода от границы раздела сред до каждой опорной точки, корректируют измеренные значения времени с учетом функциональной зависимости скорости распространения ультразвуковой волны от температуры таким образом, чтобы эти значения соответствовали скорости распространения ультразвуковой волны при некотором значении температуры, одинаковом для каждого отрезка звукопровода, и определяют уровень жидкости в соответствии с выражением

где L_y - уровень жидкости;

L_o - длина опорного отрезка звукопровода, мм;

Т_н - время распространения ультразвуковой волны при температуре t_н на отрезке звукопровода, расположенном ниже уровня раздела сред;

Т_в - время распространения ультразвуковой волны при температуре t_в на отрезке звукопровода, расположенном выше уровня раздела сред;

γ_v(t) - температурный коэффициент, представленный в виде функции, выражающей изменение скорости распространения ультразвуковой волны механической деформации в звукопроводе от температуры относительно ее значения при некоторой исходной температуре;

t_н и t_в - средние значения температур отрезков звукопровода, погруженного в жидкость и находящегося в среде над жидкостью соответственно.

где L_y - уровень жидкости;

L_o - длина опорного отрезка звукопровода;

Т_н - время распространения ультразвуковой волны при температуре t_н на отрезке звукопровода, расположенном ниже уровня раздела сред;

Т_в - время распространения ультразвуковой волны при температуре t_в на отрезке звукопровода, расположенном выше уровня раздела сред;

γ_v(t) - температурный коэффициент скорости распространения ультразвуковой волны механической деформации в звукопроводе, представленный в виде постоянной величины, измеренной при исходной температуре t_o, выбранной из используемого диапазона температур;

t_н и t_в - средние значения температур отрезков звукопровода, погруженного в жидкость и находящегося в среде над жидкостью соответственно.

в котором параметры γ_vi, t_oi выбирают согласно используемому интервалу температуры.