РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР Российский патент 2012 года по МПК G01F23/284 H01Q3/02 

Изобретение относится к контролю и измерению уровня сыпучих веществ в резервуарах и может быть использовано на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятиях, где имеются резервуары, заполненные 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 жестко устанавливается на фланце патрубка резервуара. Его микрополосковая антенна не имеет возможности изменять свое положение в пространстве, т.к. жестко закреплена в корпусе датчика.

Данная установка антенны имеет недостатки при измерении уровня сыпучих веществ, находящихся в различного рода резервуарах, емкостях и т.п. Измерение уровня сыпучих веществ в отличие от жидких продуктов имеет свои особенности. Это связано с тем, что поверхность такого вещества не является гладкой и, в отдельных случаях, может представлять собой нерегулярную структуру, при этом отсутствует зеркальное отражение зондирующего сигнала от датчика, что приводит, иногда, к его частичной или полной потере.

Для того, чтобы увеличить уровень отраженного сигнала в случае его снижения, предлагается изменять положение диаграммы направленности микрополосковой антенны.

Перед авторами стояла задача создания радиолокационного уровнемера, надежно работающего при измерении уровня сыпучих веществ в различного рода резервуарах, емкостях и т.п.

Задача решена за счет того, что в радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, микрополосковая антенна установлена с возможностью изменения наклона излучающей поверхности за счет введения регулируемых опор с исполнительными механизмами, соединенными с устройством управления.

Регулируемые опоры равно расположены по окружности в плане.

Исполнительные механизмы выполнены, например, в виде соленоидов.

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 - вид на микрополосковую антенну снизу;

на фиг.3 - вид на микрополосковую антенну сбоку.

Радиолокационный уровнемер содержит датчик 1 уровня с микрополосковой антенной 2, преобразователь 3 интерфейса, устройство 4 управления и источник 5 питания.

Микрополосковая антенна 2 установлена на регулируемых опорах 6, снабженных исполнительными механизмами 7, которые электрически связаны с устройством 4 управления. Регулируемые опоры 6 равно расположены по окружности в плане, например, через 90°, 60°, 30° и т.д.

Исполнительные механизмы 7 могут быть выполнены в виде соленоидов, срабатывающих по сигналам, поступающим из устройства управления 4.

Микрополосковая антенна 2 содержит элементарные излучатели 8.

Радиолокационный уровнемер работает следующим образом.

Датчик 1 уровня излучает сигнал в направлении сыпучего вещества, расстояние (дальность) до которого 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.

Изменение положения диаграммы направленности микрополосковой антенны 2 осуществляется путем изменения угла наклона излучающей поверхности микрополосковой антенны 2. Изменение угла наклона производится с помощью исполнительных механизмов 7 регулируемых опор 6, равно расположенных по окружности в плане.

Исходным положением микрополосковой антенны 2 является ее ориентация в плоскости, перпендикулярной продольной оси датчика 1 уровня. Подача сигналов управления на любой из соленоидов приводит к наклону микрополосковой антенны 2 на определенный угол. При подаче сигнала на один из соленоидов возможно несколько вариантов углового положения микрополосковой антенны 2. Кроме этого, возможна подача сигналов управления на смежные соленоиды, что дает еще несколько положений микрополосковой антенны.

С учетом этого появляется возможность осуществлять N изменений углового положения микрополосковой антенны.

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 области расходометрии и может быть использовано для измерения уровня сыпучих веществ в резервуарах. Сущность: устройство содержит датчик уровня с микрополосковой антенной, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания. При этом микрополосковая антенна установлена с возможностью изменения угла наклона излучающей поверхности. Изменение угла наклона излучающей поверхности осуществляется посредством регулируемых опор с исполнительными механизмами, соединенными с устройством управления. Технический результат: повышение надежности результатов при измерении уровня сыпучих веществ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Радиолокационный уровнемер, содержащий датчик уровня с использованием микрополосковой антенны, преобразователь интерфейса, устройство управления и источник питания, отличающийся тем, что микрополосковая антенна установлена с возможностью изменения наклона излучающей поверхности за счет введения регулируемых опор с исполнительными механизмами, соединенными с устройством управления.

2. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что регулируемые опоры равнорасположены по окружности в плане.

3. Радиолокационный уровнемер по п.1, отличающийся тем, что исполнительные механизмы выполнены, например, в виде соленоидов.