Прецизійне ультразвукове вимірювання рівня рідини через «товсту» сталеву стінку
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглядаються 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, представляється як сума 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 методика 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.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Посилання
V. K. Bohushevych, L. M. Zamarenova, G. M. Kotov, M. I. Skipa, “Precizionnye ul’trazvukovye izmeriteli urovnya zhidkosti v zakrytyh rezervuarah [Precision Ultrasonic Meters of Fluid Level in Sealed Containers]”, Mikrosystemy, elektronika ta akustyka., vol. 24, no. 1, pp. 61–69, 2019, DOI: 10.20535/2523-4455.2019.24.1.160991.
Urovnemer ul’trazvukovoj portativnyj UUP1-P1. Rukovodstvo po ekspluatacii, Kyiv OOO ND Ltd [Portable ultrasonic level gauge UUP1-P1. Operations manual, Kyiv, ND, Ltd], [Online]. Available: http://www.eriskip.ru/disc/pdf/UUP1P1.pdf. Accessed on: April 18, 2017.
Urovnemer ul’trazvukovoj perenosnoj UZUM-2-P. Rukovodstvo po ekspluatacii, S.-Peterburg, ZAO “SPEK” [Portable ultrasonic level gauge UZUM-2-P. Operations manual, S.-Peterburg, “SPEK”, JSC], [Online]. Available: http://spec.ru/files/catalog_ files/846079.pdf. Accessed on: May 30, 2017.
Texas Instruments. TDC 1000, [Online]. Available: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tdc1000.pdf. Accessed on: July 7, 2017.
Avtomatizirovannyj ul’trazvukovoj urovnemer AUZUR-02, N. Novgorod [Automated ultrasonic level gauge AUZUR-02, N. Novgorod], [Online]. Available: http://www.vvgnn.com/ data/pages/files/file.1323775818.pdf. Accessed on: May 30, 2017.
Urovnemer-analizator Analik-M. Rukovodstvo po ekspluatacii, Kyiv, OOO “NPF “UAT” [Level meter-analyzer Analiq-M. Operations manual, Kyiv, “NPF “UAT”, Ltd], [Online]. Available: http://npfuet.com.ua/Analiq_manual.pdf Accessed on: May 17, 2013.
B. J. Tucker, A. A. Diaz, and B. A. Eckenrode, “Advanced ultrasonic measurement methodology for non-invasive interrogation and identification of fluids in sealed containers”, in Proc. of SPIE, vol. 6178, pp. 61780K-1–61780K-12, 2006. DOI: 10.1117/12.660439.
I. A. Viktorov, Zvukovye poverhnostnye volny v tverdyh telah [Sound Surface Waves in Solids], Moscow, USSR, Nauka, 1981.
V. T. Grinchenko, V. V. Meleshko, Garmonicheskie kolebaniya i volny v uprugih telah [Harmonic Vibrations and Waves in Elastic Solids], Kyiv, Naukova dumka, 1981.
Z. Nazarchuk, V. Skalskyi, O. Serhiyenko, Acoustic Emission: Methodology and application, Springer International Publishing AG 2017, ISNB: 978-3-319-49348-0, DOI: 10.1007/978-3-319-49350-3.
C. Prada, D. Clorennec, D. Royer, “Local vibration of an elastic plate and zero-group velocity Lamb modes”, Journ. Acoust. Soc. Amer., vol. 124, no. 1, pp. 203–212, 2008, DOI: 10.1121/1/2918543.
L. G. Merkulov, “Zatuhanie normal’nyh voln v plastinah, nahodyashchihsya v zhidkosti [Attenuation of Normal Waves in Plates Situated in Fluid]”, Akust. Zhurn., vol. 10, no. 2, pp. 206–212, 1964.
