РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР Российский патент 2012 года по МПК G01F23/284 

Изобретение относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами.

Известен бесконтактный радарный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания (Руководство по эксплуатации на радиоволновый бесконтактный уровнемер УЛМ-31А2 УЛМ0.01.001РЭ, ЗАО ЛИМАКО, г.Тула).

Датчик данного уровнемера устанавливается на фланце патрубка резервуара. Возникает проблема, которая заключается в том, что наличие патрубка служит источником маскирующего сигнала. Этот сигнал приводит к появлению на выходе датчика паразитных коэффициентов, которые можно принять за полезные и соответствующие эхо-сигналам небольшой дальности. Паразитные сигналы мешают правильной оценке текущей дальности и приводят к необходимости увеличения «мертвой» зоны работы прибора, что, в свою очередь, сужает область возможного применения уровнемера. Появление паразитных сигналов является следствием влияния близко расположенных металлических конструкций на излучение антенны в ближней зоне.

Перед авторами стояла задача создания радиолокационного уровнемера, лишенного недостатков прототипа.

Задача решена за счет того, что в радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, над излучающей поверхностью микрополосковой антенны датчика уровня, под углом к ней, установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны.

Толщина диэлектрической пластины выбрана равной длине волны в ней.

Угол наклона диэлектрической пластины выбран в пределах от 20° до 30° к излучающей поверхности микрополосковой антенны.

Заявляемый радиолокационный уровнемер обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый радиолокационный уровнемер, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность предлагаемого радиолокационного уровнемера поясняется с помощью чертежей, где:

- на фиг.1 представлена блок-схема;

- на фиг.2 - конструкция части датчика уровня.

Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. Над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 установлена диэлектрическая пластина 6, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны 2.

Опытным путем установлено, что оптимальный угол α, под которым расположена диэлектрическая пластина 6, равен 20°÷30°.

Материалом диэлектрической пластины может служить, например, фторопласт. Толщина В пластины для этого материала, равная длине волны, составляет 8,73 мм.

Радиолокационный уровнемер работает следующим образом.

Датчик 1 уровня излучает сигнал в направлении поверхности, расстояние (дальность) до которой необходимо измерить. Отраженный сигнал возвращается обратно в датчик 1 уровня. Частота излучаемого сигнала изменяется во времени по пилообразному закону. В результате взаимодействия прямого и отраженного сигналов внутри датчика 1 уровня образуется целый ряд спектральных составляющих, которые несут информацию о дальности. Информация с датчика 1 уровня передается на преобразователь 3 интерфейса, соединенного с устройством управления 4. Питание блоков уровнемера осуществляется от источника 5 питания.

Проведенные эксперименты показали, что применение диэлектрической пластины 6 позволяет снизить уровень бокового излучения микрополосковой антенны 2, что приводит к повышению достоверности измеряемой дальности.

На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация радиолокационного уровнемера заявляемой конструкции, изготовлен его опытный образец, испытания которого подтвердили работоспособность и преимущества по сравнению с известными, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Изобретение относится к контролю и измерению уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные жидкими или сыпучими веществами. Сущность: радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания. При этом над излучающей поверхностью микрополосковой антенны 2 установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны 2. В дополнительных пунктах формулы указано конкретное выполнение и расположение частей уровнемера. Технический результат: повышение точности измерения уровня жидких и сыпучих веществ в резервуарах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, отличающийся тем, что над излучающей поверхностью микрополосковой антенны датчика уровня, под углом к ней, установлена диэлектрическая пластина, перекрывающая излучающую поверхность микрополосковой антенны.

2. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что толщина диэлектрической пластины выбрана равной длине волны в ней.

3. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что угол наклона диэлектрической пластины выбран в пределах от 20° до 30° к излучающей поверхности микрополосковой антенны.