[go: up one dir, main page]

RU2014134732A - ACOUSTIC FLUID DETECTOR AND METHOD OF ITS APPLICATION - Google Patents

ACOUSTIC FLUID DETECTOR AND METHOD OF ITS APPLICATION Download PDF

Info

Publication number
RU2014134732A
RU2014134732A RU2014134732A RU2014134732A RU2014134732A RU 2014134732 A RU2014134732 A RU 2014134732A RU 2014134732 A RU2014134732 A RU 2014134732A RU 2014134732 A RU2014134732 A RU 2014134732A RU 2014134732 A RU2014134732 A RU 2014134732A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
fluid
waveguides
pump
channel
Prior art date
Application number
RU2014134732A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2688883C2 (en
Inventor
Павел Михайлович Гребеньков
Павел Сергеевич Сумкин
Original Assignee
Павел Михайлович Гребеньков
Павел Сергеевич Сумкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Павел Михайлович Гребеньков, Павел Сергеевич Сумкин filed Critical Павел Михайлович Гребеньков
Priority to RU2014134732A priority Critical patent/RU2688883C2/en
Publication of RU2014134732A publication Critical patent/RU2014134732A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688883C2 publication Critical patent/RU2688883C2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. Акустический детектор текучей среды, содержащий:перекачивающее устройство - акустический насос, использующее в качестве рабочего тела - текучую среду, а в качестве побудителя расхода - энергию акустических колебаний, формируемую одним или более приводами; причем перекачивающее устройство содержит рабочую камеру, которая во время работы вмещает перекачиваемую текучую среду; причем камера имеет, по существу, форму цилиндра, ограниченную двумя торцевыми стенками и боковой стенкой; при этом перекачивающее устройство содержит один или более выходов, а также один или более входов, расположенных на заданном расстоянии в камере; причем приводы, содержащиеся в рабочей камере, во время работы вызывают колебательное перемещение одной торцевой стенки в направлении, по существу перпендикулярном плоскости другой торцевой стенки, что вызывает радиальные колебания давления текучей среды в камере акустического насоса;- один или более волноводов, конструктивно и акустически герметично связанных с рабочей камерой акустического насоса, являющейся, по существу, входами текучих сред в акустический детектор текучей среды; причем рабочая камера акустического насоса по сути объединяет волноводы, далее объединенная текучая среда из волноводов перекачивается от входов к выходам; причем волноводы содержат в своем составе приемники акустических колебаний, расположенные на заданном расстоянии; причем приемники акустических колебаний служат для регистрации акустических колебаний, генерируемых акустическим насосом; при этом частоты и амплитуды регистрируемых акустических колебаний, распространяющихся в волноводах, по существу, являютс1. An acoustic fluid detector, comprising: a pumping device — an acoustic pump using a fluid as a working fluid, and acoustic energy generated by one or more actuators as a flow inducer; moreover, the pumping device includes a working chamber, which during operation accommodates the pumped fluid; moreover, the chamber has a substantially cylindrical shape bounded by two end walls and a side wall; wherein the pumping device comprises one or more outputs, as well as one or more inputs located at a predetermined distance in the chamber; moreover, the actuators contained in the working chamber during operation cause oscillatory movement of one end wall in a direction essentially perpendicular to the plane of the other end wall, which causes radial fluctuations in the pressure of the fluid in the chamber of the acoustic pump; - one or more waveguides, structurally and acoustically sealed associated with the working chamber of the acoustic pump, which is essentially the inlet of the fluid into the acoustic fluid detector; moreover, the working chamber of the acoustic pump essentially combines the waveguides, then the combined fluid from the waveguides is pumped from inputs to outputs; moreover, the waveguides contain in their composition receivers of acoustic vibrations located at a given distance; moreover, the receivers of acoustic vibrations are used to record the acoustic vibrations generated by the acoustic pump; the frequencies and amplitudes of the recorded acoustic vibrations propagating in the waveguides are essentially

Claims (30)

1. Акустический детектор текучей среды, содержащий:1. An acoustic fluid detector comprising: перекачивающее устройство - акустический насос, использующее в качестве рабочего тела - текучую среду, а в качестве побудителя расхода - энергию акустических колебаний, формируемую одним или более приводами; причем перекачивающее устройство содержит рабочую камеру, которая во время работы вмещает перекачиваемую текучую среду; причем камера имеет, по существу, форму цилиндра, ограниченную двумя торцевыми стенками и боковой стенкой; при этом перекачивающее устройство содержит один или более выходов, а также один или более входов, расположенных на заданном расстоянии в камере; причем приводы, содержащиеся в рабочей камере, во время работы вызывают колебательное перемещение одной торцевой стенки в направлении, по существу перпендикулярном плоскости другой торцевой стенки, что вызывает радиальные колебания давления текучей среды в камере акустического насоса;a pumping device is an acoustic pump that uses a fluid as a working medium, and the energy of acoustic vibrations generated by one or more drives as a flow inducer; moreover, the pumping device includes a working chamber, which during operation accommodates the pumped fluid; moreover, the chamber has a substantially cylindrical shape bounded by two end walls and a side wall; wherein the pumping device comprises one or more outputs, as well as one or more inputs located at a predetermined distance in the chamber; moreover, the actuators contained in the working chamber during operation cause oscillatory movement of one end wall in a direction essentially perpendicular to the plane of the other end wall, which causes radial fluctuations in the pressure of the fluid in the chamber of the acoustic pump; - один или более волноводов, конструктивно и акустически герметично связанных с рабочей камерой акустического насоса, являющейся, по существу, входами текучих сред в акустический детектор текучей среды; причем рабочая камера акустического насоса по сути объединяет волноводы, далее объединенная текучая среда из волноводов перекачивается от входов к выходам; причем волноводы содержат в своем составе приемники акустических колебаний, расположенные на заданном расстоянии; причем приемники акустических колебаний служат для регистрации акустических колебаний, генерируемых акустическим насосом; при этом частоты и амплитуды регистрируемых акустических колебаний, распространяющихся в волноводах, по существу, являются информативными параметрами сравнения свойств перекачиваемых по волноводам текучих сред;- one or more waveguides structurally and acoustically hermetically connected to the working chamber of the acoustic pump, which is essentially the fluid inlet to the acoustic fluid detector; moreover, the working chamber of the acoustic pump essentially combines the waveguides, then the combined fluid from the waveguides is pumped from inputs to outputs; moreover, the waveguides contain in their composition receivers of acoustic vibrations located at a given distance; moreover, the receivers of acoustic vibrations are used to record the acoustic vibrations generated by the acoustic pump; the frequencies and amplitudes of the recorded acoustic vibrations propagating in the waveguides are essentially informative parameters for comparing the properties of the fluids pumped through the waveguides; - измерительное устройство, содержащее генератор синусоидальных напряжений, соединенный с одним или несколькими приводами акустического насоса, по существу являющегося излучателем акустических колебаний, принимаемых приемниками, расположенными в волноводах с фиксированными длинами и диаметрами, и связанных с усилителями электрических сигналов, а также полосовыми фильтрами, сигнал с которых поступает на вход устройства коммутации аналоговых сигналов, преобразуемых аналого-цифровым преобразователем в код; сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя поступает на вход микроконтроллера и далее после обработки на устройство отображения информации; также содержит устройство управления; кроме того, в составе измерительного устройства также предусмотрены устройства измерения температуры, расположенные в волноводах на заданном расстоянии и необходимые для коррекции информационной составляющей, сигнал с выходов которых также поступает на устройство коммутации аналоговых сигналов, и далее через аналого-цифровой преобразователь на вход микроконтроллера; кроме того, устройство содержит генератор опорной частоты, связанный с генератором синусоидальных напряжений, аналого-цифровым преобразователем и микроконтроллером, задавая единую точку отсчета времени.- a measuring device containing a sinusoidal voltage generator connected to one or more drives of an acoustic pump, which is essentially an emitter of acoustic waves received by receivers located in waveguides with fixed lengths and diameters, and associated with amplifiers of electrical signals, as well as band-pass filters, a signal from which it receives the input of the switching device of analog signals converted by an analog-to-digital converter into a code; the signal from the output of the analog-to-digital converter is fed to the input of the microcontroller and then after processing to the information display device; also contains a control device; in addition, the measuring device also includes temperature measuring devices located in the waveguides at a given distance and necessary for correcting the information component, the signal from the outputs of which also goes to the switching device of analog signals, and then through an analog-to-digital converter to the input of the microcontroller; in addition, the device contains a reference frequency generator associated with a sinusoidal voltage generator, an analog-to-digital converter and a microcontroller, setting a single point of reference time. 2. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в рабочей камере которого выходные отверстия текучей среды располагаются около оси распространения акустического луча, формируемого активными элементами приводов.2. An acoustic fluid detector comprising a pumping device — an acoustic pump according to claim 1, in the working chamber of which the fluid outlet openings are located near the axis of propagation of the acoustic beam formed by the active elements of the drives. 3. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в рабочей камере которого любые входные отверстия текучей среды располагаются на удалении от оси распространения акустического луча, которое выбирается из условия формирования разности давлений между входами и выходами насоса, обеспечивающего прокачку текучей среды, и выбирается исходя из условия L3<D, где L3 - расстояние между волноводами относительно осевой линии насоса, совпадающей с осью распространения акустического луча, D - диаметр колеблющейся части электромеханического вибратора.3. An acoustic fluid detector comprising a pumping device — an acoustic pump, according to claim 1, in the working chamber of which any fluid inlet openings are located at a distance from the axis of propagation of the acoustic beam, which is selected from the condition for the formation of a pressure difference between the pump inlets and outlets, providing fluid pumping, and is selected based on the condition L3 <D, where L3 is the distance between the waveguides relative to the axial line of the pump, which coincides with the axis of propagation of the acoustic beam, D is the diameter meter of the oscillating part of the electromechanical vibrator. 4. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в рабочей камере которого входные отверстия текучей среды располагаются на расстоянии от оси распространения акустического луча, обеспечивающем равенство акустического давления, формируемого акустическим лучом.4. An acoustic fluid detector comprising a pumping device — an acoustic pump, according to claim 1, in the working chamber of which the fluid inlet openings are located at a distance from the axis of propagation of the acoustic beam, ensuring equal acoustic pressure generated by the acoustic beam. 5. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в рабочей камере которого выходные отверстия текучей среды включают клапаны.5. An acoustic fluid detector comprising a pumping device — an acoustic pump according to claim 1, in the working chamber of which the fluid outlet openings include valves. 6. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в качестве активных элементов приводов которых могут быть использованы электромеханические вибраторы магнитострикционного или пьезокерамического типа или электромагнитные катушки.6. An acoustic fluid detector containing a pumping device — an acoustic pump, according to claim 1, the active elements of the drives of which can be electromechanical vibrators of magnetostrictive or piezoceramic type or electromagnetic coils. 7. Акустический детектор текучей среды, содержащий перекачивающее устройство - акустический насос, по п. 1, в котором выполнено профилирование торцевых стенок рабочей камеры.7. An acoustic fluid detector comprising a pumping device — an acoustic pump, according to claim 1, wherein profiling of the end walls of the working chamber is performed. 8. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий волновод или волноводы, геометрические параметры которых выбираются исходя из условия L2≤1 мм, где L2 - диаметр или наибольший линейный размер волновода или волноводов в плоскости, перпендикулярной оси симметрии волновода.8. The acoustic fluid detector according to claim 1, containing a waveguide or waveguides, the geometric parameters of which are selected based on the condition L2≤1 mm, where L2 is the diameter or the largest linear size of the waveguide or waveguides in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the waveguide. 9. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий волновод или волноводы, геометрия которых выбирается из условия равенства сопротивления перекачке текучей среды.9. An acoustic fluid detector according to claim 1, comprising a waveguide or waveguides, the geometry of which is selected from the condition that the resistance to fluid transfer is equal. 10. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий волновод или волноводы, в которых приемники акустических колебания располагаются исходя из условия L6≤1/2·L7, где L6 - расстояние между входом текучей среды в волноводы и приемниками акустических колебаний, L7 - длина волноводов, соединяющих приемники акустических колебаний и рабочую камеру насоса.10. The acoustic fluid detector according to claim 1, containing a waveguide or waveguides, in which the acoustic vibration receivers are located on the basis of the condition L6≤1 / 2 · L7, where L6 is the distance between the fluid inlet to the waveguides and the acoustic vibration receivers, L7 - the length of the waveguides connecting the receivers of acoustic vibrations and the working chamber of the pump. 11. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий волновод или волноводы, геометрия и расположение приемников акустических колебаний которых выбирается исходя из условия обеспечения четвертьволнового резонанса акустических колебаний насоса.11. The acoustic fluid detector according to claim 1, comprising a waveguide or waveguides, the geometry and location of the acoustic vibration receivers of which is selected based on the condition of providing a quarter-wave resonance of the acoustic vibrations of the pump. 12. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий приемники акустических колебаний, в качестве которых могут быть использованы конденсаторные микрофоны, динамические микрофоны, угольные микрофоны и пьезомикрофоны, а также оптоакустические микрофоны и магнитострикционные устройства.12. An acoustic fluid detector according to claim 1, comprising acoustic oscillation receivers, which may be used condenser microphones, dynamic microphones, carbon microphones and piezomicrophones, as well as optoacoustic microphones and magnetostrictive devices. 13. Акустический детектор текучей среды по п. 1, содержащий устройства измерения температуры в волноводах, взаимное расположение которых выбирается исходя из условия L4≤L7, где L4 - расстояние между приемниками акустических колебаний и устройствами измерения температуры, расположенными в волноводах, L7 - длина волноводов, соединяющих приемники акустических колебаний и рабочую камеру насоса.13. The acoustic fluid detector according to claim 1, comprising temperature measuring devices in waveguides, the relative position of which is selected on the basis of the condition L4≤L7, where L4 is the distance between the acoustic vibration receivers and temperature measuring devices located in the waveguides, L7 is the length of the waveguides connecting the receivers of acoustic vibrations and the working chamber of the pump. 14. Способ измерения параметров текучих сред, используемый при анализе бинарных и многокомпонентных сред, а также при контроле герметичности, для объектов контроля, содержащих контрольную среду с известными свойствами под избыточным давлением относительно опорной среды также с известными свойствами, заключающийся в том, что в процессе анализа текучих сред или проведения контроля герметичности один из волноводов служит аналитическим каналом, а другой - каналом сравнения, при этом входы текучей среды в волноводы акустического детектора располагаются заданным образом относительно объекта контроля, обеспечивая минимальное время срабатывания, при котором обеспечивается попадание максимума концентрации контрольной среды в аналитический канал; при этом колебания, возбуждаемые генератором синусоидальных напряжений, поступают на приводы акустического насоса таким образом, что колебания, возбуждаемые генератором опорной частоты, могут быть как обеспечивающими работу насоса, так и пачками зондирующих импульсов, далее преобразованные акустические колебания пропускают через текучую среду в волноводах, принимают их на заданном расстоянии приемниками акустических колебаний, преобразуют в электрические сигналы, усиливают, пропускают через полосовые фильтры и подают через устройство коммутации аналоговых сигналов на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), после чего полученный код подается в микроконтроллер, формируя массивы выборок входного сигнала, при этом микроконтроллер содержит массив отсчетов образа зондирующего импульса, по функции взаимной корреляции которого с массивами выборок входных сигналов судят о разности скоростей распространения и затухания акустических колебаний в аналитическом канале и канале сравнения; в результате, совокупность полученных информационных параметров позволяет локализовать место течи в объекте контроля, при этом сравнение табличных значений скоростей звука и коэффициентов затухания, записанных в памяти микроконтроллера для различных текучих сред с вычисленными значениями, позволяет преодолеть влияние помех в процессе проведения контроля герметичности.14. The method of measuring fluid parameters used in the analysis of binary and multicomponent media, as well as in leak testing, for control objects containing a control medium with known properties under excess pressure relative to the reference medium also with known properties, which consists in the fact that in the process fluid analysis or leak testing one of the waveguides serves as an analytical channel, and the other as a comparison channel, while the fluid inputs into the waveguides of the acoustic detector p are set in a predetermined manner relative to the control object, providing a minimum response time at which the maximum concentration of the control medium enters the analytical channel; in this case, the oscillations excited by the sinusoidal voltage generator are transmitted to the acoustic pump drives in such a way that the oscillations excited by the reference frequency generator can be both providing the pump and probe pulses, then the converted acoustic vibrations are passed through the fluid in the waveguides, and they are at a given distance by receivers of acoustic vibrations, converted into electrical signals, amplified, passed through bandpass filters and fed through the device your switching of analog signals to an analog-to-digital converter (ADC), after which the received code is sent to the microcontroller, forming arrays of samples of the input signal, while the microcontroller contains an array of samples of the image of the probe pulse, according to the cross-correlation function of which with the arrays of samples of input signals, the difference propagation and attenuation rates of acoustic vibrations in the analytical channel and the comparison channel; as a result, the totality of the obtained information parameters allows you to localize the leak in the test object, while comparing the tabular values of the sound velocities and attenuation coefficients recorded in the microcontroller's memory for various fluids with the calculated values allows you to overcome the influence of interference during the leak test. 15. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором в детекторе текучей среды используется один волновод как канал сравнения.15. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein a single waveguide is used as a comparison channel in the fluid detector. 16. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором частота записи в память микроконтроллера данных о характере прокачиваемой текучей среды выбирается исходя из условия
Figure 00000001
, где
Figure 00000002
- частота записи.16. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the frequency of writing to the microcontroller memory data on the nature of the pumped fluid is selected based on the condition
Figure 00000001
where
Figure 00000002
- recording frequency. 17. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, в процессе которого расстояние между входами текучей среды в волноводы акустического детектора и предполагаемым местом течи в направлении градиента поля концентрации контрольной среды в опорной выбирается исходя из условия r1<r2, где r1 - кратчайшее расстояние между точкой входа анализируемой среды в волновод аналитического канала и местом течи, r2 - кратчайшее расстояние между точкой входа анализируемой среды в волновод канала сравнения и местом течи, при этом входы газа в волноводы акустического детектора располагаются заданным образом относительно объекта контроля, обеспечивая минимальное время срабатывания.17. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, in which the distance between the fluid inlets of the acoustic detector waveguides and the expected leak point in the direction of the concentration field gradient of the control medium in the reference is selected based on the condition r1 <r2, where r1 is the shortest distance between the entry point of the analyzed medium into the waveguide of the analytical channel and the leak point, r2 is the shortest distance between the entry point of the analyzed medium into the waveguide of the comparison channel and the leak point, while the gas inputs to the acoustic waveguides Cesky detector are arranged in a predetermined manner relative to the object of control, providing a minimum response time. 18. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, в процессе которого калибровка способа осуществляется посредством применения контрольных течей текучей анализируемой среды.18. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, during which the calibration of the method is carried out by applying control leaks of the fluid analyzed medium. 19. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором частота посылок зондирующих импульсов выбирается из условия обеспечения в волноводах требуемого линейного расхода текучей среды при работе акустического насоса и должна соответствовать выражению
Figure 00000003
, где
Figure 00000004
- частота посылок зондирующих импульсов.19. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the frequency of the probe pulses is selected from the condition that the waveguides provide the required linear flow rate of the fluid during operation of the acoustic pump and must correspond to the expression
Figure 00000003
where
Figure 00000004
- the frequency of the sending sounding pulses. 20. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором частота зондирующих импульсов выбирается из условия L7≈1/4λ, где L7 - длина волновода, по которому распространяется зондирующий импульс, λ - длина волны зондирующего импульса.20. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the frequency of the probe pulses is selected from the condition L7≈1 / 4λ, where L7 is the waveguide length along which the probe pulse propagates, λ is the wavelength of the probe pulse. 21. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором частота зондирующих импульсов выбирается исходя из условия близости к одной из резонансных частот системы, объединяющей акустический насос, волновод или волноводы с приемниками акустических колебаний.21. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the frequency of the probe pulses is selected based on the condition of proximity to one of the resonant frequencies of the system that combines an acoustic pump, waveguide or waveguides with acoustic vibration receivers. 22. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором скорость звука в анализируемой среде рассчитывается по формуле22. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the speed of sound in the analyzed medium is calculated by the formula
Figure 00000005
Figure 00000005
 где Vзв2 - скорость звука в перекачиваемой текучей среде в волноводе канала сравнения; c2 - объемная доля газового компонента пробной среды выходящей из течи; Vзвоп - средняя скорость звука в сумме неопределяемых компонентов в опорной среде.where Vzv 2 is the speed of sound in the pumped fluid in the waveguide of the comparison channel; c 2 is the volume fraction of the gas component of the test medium emerging from the leak; Vsp op - the average speed of sound in the sum of undetectable components in the reference medium. 23. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором количество выборок каждого сигнала одинаково и выбирается по формуле23. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the number of samples of each signal is the same and is selected by the formula
Figure 00000006
,
Figure 00000006
, где N - количество выборок сигнала; L - длина пути, преодолеваемого зондирующим импульсом,
Figure 00000007
- частота взятия выборок сигнала АЦП, Cmin - минимальная скорость звука в среде, прокачиваемой через волноводы.where N is the number of samples of the signal; L is the length of the path overcome by the probe pulse,
Figure 00000007
- the sampling frequency of the ADC signal, C min - the minimum speed of sound in the medium pumped through the waveguides. 24. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором в микроконтроллере хранится массив данных yn длиной K отсчетов, представляющих собой образ зондирующего импульса, с частотой дискретизации которого, равной частоте взятия выборок аналого-цифрового преобразователя
Figure 00000008
.24. A method for measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the microcontroller stores an array of data y n of length K samples, representing an image of a probe pulse with a sampling frequency of which is equal to the sampling frequency of the analog-to-digital converter
Figure 00000008
. 25. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором количество отсчетов образа зондирующего импульса K должно быть меньше или равно количеству выборок сигнала N.25. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the number of samples of the image of the probe pulse K must be less than or equal to the number of samples of the signal N. 26. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором время пробега зондирующего импульса в волноводах, вычисляется с помощью функции взаимной корреляции Ra n и Rbn по формулам26. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the travel time of the probe pulse in the waveguides is calculated using the cross-correlation function R a n and Rb n according to the formulas
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
,
Figure 00000010
, где Ra n - массив отсчетов функции взаимной корреляции принятого сигнала в канале с анализируемой средой и образа зондирующего импульса; Rbn - функции взаимной корреляции принятого сигнала в канале с опорной средой и образа зондирующего импульса; yn - массив отсчетов образа зондирующего сигнала; a n - массив выборок сигнала в канале с анализируемой средой; bn - массив выборок сигнала в канале с опорной средой; K - количество отсчетов образа зондирующего импульса.where R a n - an array of samples of the cross-correlation function of the received signal in the channel with the analyzed medium and the image of the probe pulse; Rb n are the functions of mutual correlation of the received signal in the channel with the reference medium and the image of the probe pulse; y n is an array of samples of the image of the probe signal; a n is an array of signal samples in the channel with the analyzed medium; b n is an array of signal samples in a channel with a reference medium; K is the number of samples of the image of the probe pulse. 27. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором временной сдвиг в секундах вычисляется по формулам27. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the time shift in seconds is calculated by the formulas
Figure 00000011
Figure 00000011
Figure 00000012
,
Figure 00000012
, где Ta - время распространения зондирующего импульса по волноводу с анализируемой средой,с; Tb - время распространения зондирующего импульса по волноводу с опорной средой,с; n(Ra max) - номер отсчета в массиве значений функции взаимной корреляции анализируемого канала, имеющего максимальную амплитуду; n(Rbmax) - номер отсчета в массиве значений функции взаимной корреляции опорного канала, имеющего максимальную амплитуду;
Figure 00000013
- частота взятия выборок.where T a is the propagation time of the probe pulse along the waveguide with the analyzed medium, s; Tb is the propagation time of the probe pulse along the waveguide with the reference medium, s; n (R a max ) is the reference number in the array of values of the cross-correlation function of the analyzed channel with the maximum amplitude; n (Rb max ) is the reference number in the array of values of the cross-correlation function of the reference channel having the maximum amplitude;
Figure 00000013
- sampling frequency. 28. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором амплитуды Aa и Ab принятых зондирующих импульсов в каналах пропорциональны максимальным значениям функций взаимной корреляции Ra max и Rbmax соответственно и вычисляются по формулам28. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the amplitudes A a and A b of the received sounding pulses in the channels are proportional to the maximum values of the cross-correlation functions R a max and Rb max, respectively, and are calculated by the formulas Aa=h·Ra max, A a = h R a max, Ab=h·Rbmax,Ab = hRb max , где: Aa - амплитуда принятого зондирующего импульса в канале с анализируемой средой и Ab - амплитуда принятого зондирующего импульса в канале с опорной средой; h - коэффициент пропорциональности; Ra max - максимальная величина в массиве значений функции взаимной корреляции анализируемого канала; Rbmax - максимальная величина в массиве значений функции взаимной корреляции опорного каналаwhere: A a is the amplitude of the received sounding pulse in the channel with the analyzed medium and A b is the amplitude of the received sounding pulse in the channel with the reference medium; h is the coefficient of proportionality; R a max - the maximum value in the array of values of the cross-correlation function of the analyzed channel; Rb max - the maximum value in the array of values of the cross-correlation function of the reference channel 29. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором место течи в объекте контроля локализуется исходя из условия нахождения максимальных значений ΔT и ΔA, вычисленных по формулам:29. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the leak location in the monitoring object is localized based on the condition for finding the maximum values of ΔT and ΔA calculated by the formulas: ΔT=Ta-Tb,ΔT = T a -Tb, ΔA=Aa-Ab,ΔA = A a -Ab, где ΔT - разность времени распространения зондирующего импульса в волноводах анализируемого и опорного каналов; ΔA - разность амплитуд принятых зондирующих импульсов в волноводах анализируемого и опорного каналов; Ta - время распространения зондирующего импульса в волноводе анализируемого канала; Tb - время распространения зондирующего импульса в волноводе опорного канала; Aa - амплитуда принятого зондирующего импульса в канале с анализируемой средой и Ab - амплитуда принятого зондирующего импульса в канале с опорной средойwhere ΔT is the difference in the propagation time of the probe pulse in the waveguides of the analyzed and reference channels; ΔA is the difference in the amplitudes of the received probe pulses in the waveguides of the analyzed and reference channels; T a is the propagation time of the probe pulse in the waveguide of the analyzed channel; Tb is the propagation time of the probe pulse in the waveguide of the reference channel; A a is the amplitude of the received probe pulse in the channel with the analyzed medium and A b is the amplitude of the received probe pulse in the channel with the reference medium 30. Способ измерения параметров текучих сред по п. 14, при котором генератор опорной частоты связан с генератором синусоидальных напряжений, АЦП и микроконтроллером, задавая, таким образом, единую точку отсчета времени для генерации сигналов, взятия выборок АЦП, и вычислений, производимых с массивами выборок в микроконтроллере. 30. The method of measuring fluid parameters according to claim 14, wherein the reference frequency generator is connected to a sinusoidal voltage generator, an ADC and a microcontroller, thus setting a single time reference point for generating signals, taking ADC samples, and calculations performed with arrays samples in the microcontroller.
RU2014134732A 2014-08-26 2014-08-26 Fluid acoustic detector and its application method RU2688883C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014134732A RU2688883C2 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Fluid acoustic detector and its application method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014134732A RU2688883C2 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Fluid acoustic detector and its application method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014134732A true RU2014134732A (en) 2016-03-20
RU2688883C2 RU2688883C2 (en) 2019-05-22

Family

ID=55530700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014134732A RU2688883C2 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Fluid acoustic detector and its application method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688883C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683633C1 (en) * 2015-10-29 2019-03-29 Мустанг Сэмплинг, Ллк Monitoring stationary state of fluid flow for sampling

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5103181A (en) * 1988-10-05 1992-04-07 Den Norske Oljeselskap A. S. Composition monitor and monitoring process using impedance measurements
RU2052805C1 (en) * 1993-10-21 1996-01-20 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Method for measurement of liquid media parameters by attenuation of ultrasound
US5789676A (en) * 1994-04-26 1998-08-04 Cytec Technology Corp. Settling process analysis device and method
RU2115116C1 (en) * 1994-07-08 1998-07-10 Уракаев Иван Михайлович Method controlling composition of gas mixtures and liquid media
US5625140A (en) * 1995-12-12 1997-04-29 Lucent Technologies Inc. Acoustic analysis of gas mixtures
US6202468B1 (en) * 1998-01-14 2001-03-20 Life Measurement Instruments Apparatus and method for the determination of the relative proportions of gases
GB0026021D0 (en) * 2000-10-24 2000-12-13 Univ Cambridge Tech Sensing apparatus and method
RU24564U1 (en) * 2002-04-10 2002-08-10 Тверской государственный технический университет ACOUSTIC DETECTOR FOR GAS CHROMATOGRAPHY
EP1761104A4 (en) * 2004-06-03 2016-12-28 Olympus Corp Electrostatic capacity type ultrasonic vibrator, manufacturing method thereof, and electrostatic capacity type ultrasonic probe
US7443079B2 (en) * 2004-09-17 2008-10-28 Product Systems Incorporated Method and apparatus for cavitation threshold characterization and control
RU56637U1 (en) * 2005-10-27 2006-09-10 Владимир Николаевич Алферов ACOUSTIC GAS ANALYZER
RU57467U1 (en) * 2006-06-22 2006-10-10 Научно-производственная фирма "ИНКРАМ" ACOUSTIC GAS ANALYZER
US8176783B2 (en) * 2007-09-25 2012-05-15 Los Alamos National Security, Llc Non-contact fluid characterization in containers using ultrasonic waves
BR112013004989A2 (en) * 2010-09-03 2016-05-31 Los Alamos Nat Security Llc method and apparatus for determining the properties of a multiphase fluid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683633C1 (en) * 2015-10-29 2019-03-29 Мустанг Сэмплинг, Ллк Monitoring stationary state of fluid flow for sampling
US10684259B2 (en) 2015-10-29 2020-06-16 Mustang Sampling, LLC. Steady state fluid flow verification for sample takeoff
US11536694B2 (en) 2015-10-29 2022-12-27 Mustang Sampling, Llc Steady state fluid flow verification for sample takeoff

Also Published As

Publication number Publication date
RU2688883C2 (en) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7069793B2 (en) Ultrasonic flow meter and ultrasonic sensor
US11293791B2 (en) Leaky lamb wave flowmeter
CN108594238B (en) Electroacoustic performance calibration device and calibration method of underwater acoustic transducer based on transient signal
CN110383014A (en) Device and method for measuring the flow rate of a fluid in a pipeline
CN102146791A (en) Method and device for measuring working fluid level of oil well
KR101951533B1 (en) Ultrasonic flowmeter
Monnier et al. Primary calibration of acoustic emission sensors by the method of reciprocity, theoretical and experimental considerations
CN111207802A (en) Method for operating a measuring device and measuring device
Bühling et al. Fluidic Ultrasound Generation for Non‐Destructive Testing
Bühling et al. Experimental analysis of the acoustic field of an ultrasonic pulse induced by a fluidic switch
GB574819A (en) Apparatus for testing the density of fluids
TW201140003A (en) Flow rate measuring device
RU2014134732A (en) ACOUSTIC FLUID DETECTOR AND METHOD OF ITS APPLICATION
RU2580907C1 (en) Ultrasonic waveguide level meter for liquid
KR102167810B1 (en) Ultrasonic flow meter
JP2020046315A (en) Ultrasonic flowmeter
Mousavi et al. Design, simulation, fabrication and testing of ultrasonic gas flowmeter transducer (sensor)
CN102410871B (en) Indoor measuring device for shearing wave velocity of soil body
CN107655563B (en) A kind of test device and method of sonic transducer low frequency sensitivity
SU838552A1 (en) Device for measuring undissolved gas concentration in liquid
US20050193805A1 (en) Acoustic method for determining the viscosity and/or surface tension of a liquid
RU2284015C2 (en) Method and device for measuring flux discharge
US11221313B2 (en) Method and device for examining a sample
JP2020056639A (en) Pressure measuring device
CN102288277A (en) Drilling mud sound velocity measurement device and measurement method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200827