Спосіб дистанційного знімання даних
Номер патенту: 39546
Опубліковано: 25.02.2009
Автори: Шацман Леонід Георгійович, Нікітін Микола Михайлович, Шостак Олександр Тихонович, Волощук Ігор Вікторович, Коломейко Анатолій Вікторович
Формула / Реферат
1. Спосіб дистанційного знімання даних, при якому проводять підготовку чутливого елемента шляхом розміщення перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі, формують за кількістю відбивачів поверхневих акустичних хвиль кількість акустичних трактів, встановлюють чутливий елемент, що містить акустичний звукопровід з розміщеними на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, підключають чутливий елемент до пристрою виміру температури, тиску, перепаду тиску й витрати газу, подають у трубопровід газ під тиском, що має певну температуру, формують під впливом газового потоку й температури деформацію чутливого елемента, забезпечують за допомогою деформації чутливого елемента зміну довжини акустичних трактів, вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту, виділяють на заключному етапі виміру за допомогою пристрою виміру шукану величину вимірюваного параметра - температуру газу, тиск газу, перепад тиску й витрати газу, який відрізняється тим, що акустичні тракти формують так, щоб вони відрізнялися часом затримки, чутливий елемент встановлюють усередині газової труби, підключення чутливого елемента до зазначеного пристрою виміру виконують або за допомогою провідної лінії, або за допомогою лінії радіозв'язку, вимір довжини кожного акустичного тракту проводять у декілька послідовно виконуваних етапів, при цьому забезпечують на першому етапі збудження перетворювачем поверхневих акустичних хвиль акустичного імпульсу запиту, витримують перед проведенням другого етапу вимірів певний проміжок часу, що визначається часовою протяжністю радіоімпульсу запиту, забезпечують на другому етапі за допомогою відбивачів поверхневих акустичних хвиль чутливого елемента виникнення на перетворювачі поверхневих акустичних хвиль радіоімпульсів відповіді, часове положення яких визначається зазначеною довжиною акустичних трактів, забезпечують на третьому етапі реєстрацію фази кожного з радіоімпульсів відповіді за допомогою пристрою виміру, перетворюють сукупність змін кожного акустичного тракту в шукану інформацію про температуру, тиск, перепад тиску й витрати газу, що проходить по трубопроводу, причому зазначений вимір довжини кожного акустичного тракту здійснюють шляхом подачі радіоімпульсу запиту детермінованої тривалості з пристрою виміру на перетворювач поверхневих акустичних хвиль чутливого елемента.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що чутливий елемент виконують або у вигляді одного акустичного звукопроводу з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу, або на обох робочих поверхнях/сторонах акустичного звукопроводу симетрично його осям, або у вигляді з'єднаних жорстко між собою двох акустичних звукопроводів з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу й з'єднаних робочими поверхнями/сторонами назустріч один одному із зазором між згаданими робочими поверхнями/сторонами.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відбивач/відбивачі поверхневих акустичних хвиль виконують таким чином, щоб випромінювані ними імпульси відповіді були зміщені в часі менше, ніж тривалість імпульсу запиту.
Текст
1. Спосіб дистанційного знімання даних, при якому проводять підготовку чутливого елемента шляхом розміщення перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі, формують за кількістю відбивачів поверхневих акустичних хвиль кількість акустичних трактів, встановлюють чутливий елемент, що містить акустичний звукопровід з розміщеними на ньому перетворювачем поверхневих акустични х хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, підключають чутливий елемент до пристрою виміру температури, тиску, перепаду тиску й витрати газу, подають у трубопровід газ під тиском, що має певну температуру, формують під впливом газового потоку й температури деформацію чутливого елемента, забезпечують за допомогою деформації чутливого елемента зміну довжини акустичних трактів, вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту, виділяють на заключному етапі виміру за допомогою пристрою виміру шукану величину вимірюваного параметра - температур у газу, тиск газу, перепад тиску й витрати газу, який відрізняється тим, що акустичні тракти формують так, щоб вони відрізнялися часом затримки, чутли вий елемент встановлюють усередині газової труби, підключення чутливого елемента до зазначеного пристрою виміру виконують або за допомогою провідної лінії, або за допомогою лінії радіозв'язку, вимір довжини кожного акустичного тракту проводять у декілька послідовно виконуваних етапів, при цьому забезпечують на 2 (19) 1 3 39546 Корисна модель відноситься до галузі вимірювальної техніки, зокрема, до способів вимірювання фізичних і хімічних величин та знімання даних цих речовин, а саме, до способів дистанційного знімання даних за допомогою пристроїв, що використовують поверхневі акустичні хвилі. Вимір і контроль витрати речовини методом змінного перепаду тиску із пристроєм, що звужується, є основним промисловим способом для виміру витрати різних речовин - рідини, газу та пари [1]. Відомий спосіб дистанційного знімання даних, при якому проводять підготовку сенсору шляхом розміщення конструктивних елементів, що входять до його складу, а саме, перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі, формують за кількістю відбивачів поверхневих акустичних хвиль певну кількість акустичних трактів, розміщують сенсор, що містить акустичний звукопровід з розміщеними на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, на об'єкті виміру параметрів, підключають сенсор до пристрою виміру температури, тиску, перепаду тиску й витрати речовини, подають у трубопровід речовину під тиском, що має певну температуру, формують під впливом потоку речовини й температури деформацію сенсора, забезпечують за допомогою деформації сенсора зміну довжини акустичних трактів, вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту, виділяють на заключному етапі виміру параметрів речовини за допомогою пристрою виміру шукану величину вимірюваного параметра - температур у речовини, тиск речовини, перепад тиску й витрати речовини [2]. До недоліків відомого способу дистанційного знімання даних відноситься те, що зазначеним способом не вимірюється температура речовини в трубопроводі. До недоліків відомого способу дистанційного знімання даних відноситься й те, що знімання даних здійснюється з сенсору (чутливого елемента), який розташований на перфорованій бічній стінці трубопроводу, що, у свою чергу, може привести (в аварійному випадку) до розгерметизації зазначеного трубопроводу у місці установки сенсору. Також відбивач/відбивачі поверхневих акустични х хвиль виконано таким чином, що випромінювані ними радіоімпульси відповіді зміщені в часі більше чи дорівнює тривалості радіоімпульсу запиту, що призводить до збільшення габаритів сенсору. Сенсор, який застосовується при здійснені відомого способу, передбачає тільки однобічне своє деформування, що знижує точність виміру параметрів речовини рідини, газу або пари тощо, а конструкція зазначеного сенсору не захищає перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивач поверхневих акустичних хвиль від впливу навколишнього середовища, особливо при застосуванні сенсору у агресивному середовищі чи в агресивних речовинах. 4 Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так і по задачах, які вирішуються, яке обрано за найближчий аналог (прототип), є спосіб дистанційного знімання даних, при якому проводять підготовку чутливого елементу шляхом розміщення перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі, формують по кількості відбивачів поверхневих акустичних хвиль кількість акустичних трактів, встановлюють чутли вий елемент, що містить акустичний звукопровід з розміщеними на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, підключають чутливий елемент до пристрою виміру температури, тиску, перепаду тиску й витрати газу, подають у трубопровід газ під тиском, що має певну температур у, формують під впливом газового потоку й температури деформацію чутливого елемента, забезпечують за допомогою деформації чутливого елемента зміну довжини акустичних трактів, вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту, виділяють на заключному етапі виміру за допомогою пристрою виміру шукану величину вимірюваного параметра - температуру газу, тиск газу, перепад тиску й витрати газу [3]. До недоліків відомого способу дистанційного знімання даних, що обраний за найближчий аналог (прототип), відноситься те, що зазначеним способом не вимірюється температура речовини в трубопроводі. До недоліків відомого способу дистанційного знімання даних відноситься й те, що знімання даних здійснюється з чутливого елемента, який розташований на перфорованій бічній стінці трубопроводу, що, у свою чергу, може привести в аварійному випадку до розгерметизації зазначеного трубопроводу у місці установки чутливого елемента. Також відбивач/відбивачі поверхневих акустични х хвиль виконано таким чином, що випромінювані ними радіоімпульси відповіді зміщені в часі більше чи дорівнює тривалості радіоімпульсу запиту, що призводить до збільшення габаритів чутливого елементу (сенсору). При цьому до непрямих недоліків можна віднести й те, що чутливий елемент (сенсор), який входить до обладнання, що застосовується при здійснені відомого способу, передбачає тільки однобічне своє деформування, що знижує точність виміру параметрів речовини - рідини, газу та пари, а конструкція зазначеного чутливого елементу (сенсору) не захищає перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивач поверхневих акустичних хвиль від впливу навколишнього середовища, особливо при застосуванні чутливого елементу (сенсору) у агресивному середовищі чи в агресивних речовинах. В основу корисної моделі покладена задача шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити підвищення точності виміру параметрів газового потоку (або потоку будь-якої іншої речовини), що проходить по трубопроводу. Суть корисної моделі у способі дистанційного знімання даних, при якому проводять підготовку 5 39546 чутливого елементу шля хом розміщення перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі, формують по кількості відбивачів поверхневих акустични х хвиль кількість акустичних трактів, встановлюють чутливий елемент, що містить акустичний звукопровід з розміщеними на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, підключають чутливий елемент до пристрою виміру температури, тиску, перепаду тиску й витрати газу, подають у трубопровід газ під тиском, що має певну температуру, формують під впливом газового потоку й температури деформацію чутливого елемента, забезпечують за допомогою деформації чутли вого елемента зміну довжини акустичних трактів, вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту, виділяють на заключному етапі виміру за допомогою пристрою виміру шукану величину вимірюваного параметра - температуру газу, тиск газу, перепад тиску й витрати газу, полягає в тому, що акустичні тракти формують так, щоб вони відрізнялися часом затримки, чутливий елемент встановлюють усередині газової труби, підключення чутливого елемента до зазначеного пристрою виміру роблять або за допомогою провідної лінії, або за допомогою лінії радіозв'язку, вимір довжини кожного акустичного тракту проводять у декілька послідовно виконуваних етапів. Суть корисної моделі полягає і в тому, що забезпечують на першому етапі збудження перетворювачем поверхневих акустичних хвиль акустичного імпульсу запиту, витримують перед проведенням другого етапу вимірів певний проміжок часу, що визначається часовою протяжністю радіоімпульсу запиту, забезпечують на другому етапі за допомогою відбивачів поверхневих акустичних хвиль чутливого елемента виникнення на перетворювачі поверхневих акустичних хвиль радіоімпульсів відповіді, часове положення яких визначається зазначеною довжиною акустичних трактів, забезпечують на третьому етапі реєстрацію фази кожного з радіоімпульсів відповіді за допомогою пристрою виміру, перетворюють сукупність змін кожного акустичного тракту в шукану інформацію про температуру, тиск, перепад тиску й витрати газу, що проходить по трубопроводу. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що зазначений вимір довжини кожного акустичного тракту здійснюють шляхом подачі радіоімпульсу запиту детермінованої тривалості з пристрою виміру на перетворювач поверхневих акустичних хвиль чутливого елемента, чутливий елемент виконують або у вигляді одного акустичного звукопроводу з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу, або на обох робочих поверхнях/сторонах акустичного звукопроводу симетрично його осей, або у вигляді з'єднаних жорстко між собою двох акустичних звукопроводів з розташуванням перетворювача 6 поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу й з'єднаних робочими поверхнями/сторонами назустріч один одному із зазором між згаданими робочими поверхнями/сторонами, а відбивач/відбивачі поверхневих акустичних хвиль виконують таким чином, щоб випромінювані ними імпульси відповіді були зміщені в часі менше, ніж тривалість імпульсу запиту. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом показує, що спосіб дистанційного знімання даних, який заявляється, відрізняється тим, що акустичні тракти формують так, щоб вони відрізнялися часом затримки, чутливий елемент встановлюють усередині газової труби, підключення чутливого елемента до зазначеного пристрою виміру роблять або за допомогою провідної лінії, або за допомогою лінії радіозв'язку, вимір довжини кожного акустичного тракту проводять у декілька послідовно виконуваних етапів, при цьому забезпечують на першому етапі збудження перетворювачем поверхневих акустичних хвиль акустичного імпульсу запиту, витримують перед проведенням другого етапу вимірів певний проміжок часу, що визначається часовою протяжністю радіоімпульсу запиту, забезпечують на другому етапі за допомогою відбивачів поверхневих акустични х хвиль чутливого елемента виникнення на перетворювачі поверхневих акустичних хвиль радіоімпульсів відповіді, часове положення яких визначається зазначеною довжиною акустичних трактів, забезпечують на третьому етапі реєстрацію фази кожного з радіоімпульсів відповіді за допомогою пристрою виміру, перетворюють сукупність змін кожного акустичного тракту в шукану інформацію про температур у, тиск, перепад тиску й витрати газу, що проходить по трубопроводу, причому зазначений вимір довжини кожного акустичного тракту здійснюють шляхом подачі радіоімпульсу запиту детермінованої тривалості з пристрою виміру на перетворювач поверхневих акустичних хвиль чутливого елемента, чутливий елемент виконують або у вигляді одного акустичного звукопроводу з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу, або на обох робочих поверхнях/сторонах акустичного звукопроводу симетрично його осей, або у вигляді з'єднаних жорстко між собою двох акустичних звукопроводів з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу й з'єднаних робочими поверхнями/сторонами назустріч один одному із зазором між згаданими робочими поверхнями/сторонами, а відбивач/відбивачі поверхневих акустичних хвиль виконують таким чином, щоб випромінювані ними імпульси відповіді були зміщені в часі менше, ніж тривалість імпульсу запиту. 7 39546 Таким чином, спосіб дистанційного знімання даних, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі «новизна». Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг.1 показана блок-схема послідовного виконання технологічних операцій, які покладені в основу технологічного процесу, що являє собою суть способу дистанційного знімання даних, який заявляється, на Фіг.2 показана конструктивнокомпонувальна схема виконання чутливого елементу у вигляді одного акустичного звукопроводу з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні зазначеного акустичного звукопроводу (з показом у перетині А-А), на Фіг.3 показана конструктивнокомпонувальна схема виконання чутливого елементу у вигляді одного акустичного звукопроводу з розташуванням перетворювача поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на обох робочих поверхнях/сторонах зазначеного акустичного звукопроводу симетрично його осей, на Фіг.4 показана конструктивнокомпонувальна схема виконання чутливого елементу у вигляді з'єднаних жорстко між собою двох акустичних звукопроводів, на кожному з яких перетворювач поверхневих акустичних хвиль і відбивачі поверхневих акустични х хвиль розташовані на одній робочій поверхні/стороні акустичного звукопроводу, і де зазначені робочі поверхні з'єднані між собою назустріч одна до одної із зазором f між згаданими робочими поверхнями/сторонами, на Фіг.5 показана схема розташування двох перетворювачів поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на двох окремих підкладках, що виконані виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль, або на двох робочих поверхнях однієї підкладки одного акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль, на Фіг.6 показано графік зсуву радіоімпульсів відповіді у часі, що здійснюється у чутливому елементі, який застосовується при здійсненні способу дистанційного знімання даних, який заявляється, на Фіг.7 показана схема розміщення чутливого елементу у середині газової труби, на Фіг.8 показана схема підключення чутливого елементу до пристрою виміру за допомогою провідної лінії, на Фіг.9 показана схема підключення чутливого елементу до пристрою виміру за допомогою за допомогою лінії радіозв'язку, на Фіг.10 показана схема формування деформації чутливого елемента під впливом газового потоку під тиском Р, що має певну температуру t°. Спосіб дистанційного знімання даних, який заявляється (наприклад, для дистанційного 8 знімання даних газового потоку, що проходить по трубопроводу), реалізується таким чином. Попередньо проводять підготовку чутливого елементу (позиція 1 - див. схеми на Фіг.2-4) шляхом розміщення перетворювача (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачів (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі (позиція 4). При цьому (як варіанти конструктивного виконання чутливого елементу (позиція 1) - див. схеми на Фіг.2-4) чутливий елемент (позиція 1) виконують або у вигляді одного акустичного звукопроводу (позиція 4) з розташуванням перетворювача (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачів (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль на одній робочій поверхні/стороні (позиція 5) акустичного звукопроводу (позиція 4) (див. відповідно, схему на Фіг.2), або у вигляді одного акустичного звукопроводу (позиція 4) з розташуванням перетворювача (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачів (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль на обох робочих поверхнях/сторонах (позиція 5) зазначеного акустичного звукопроводу (позиція 4) симетрично його осей (див. відповідно, схему на Фіг.3), або у вигляді з'єднаних жорстко між собою двох акустичних звукопроводів (позиція 4), на кожному з яких перетворювач (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачі (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль розташовані на одній робочій поверхні/стороні (позиція 5) акустичного звукопроводу (позиція 4), а зазначені робочі поверхні (позиція 5) з'єднані між собою назустріч одна до одної із зазором f між згаданими робочими поверхнями/сторонами (позиція 5) (див. відповідно, схему на Фіг.4). Конструктивно і технологічно для захисту перетворювачів (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачів (позиція 3) поверхневих акустични х хвиль від дії речовини (позиція 6) (параметри якої вимірюються), робочі поверхні (позиція 5) між двома з'єднаними акустичними звукопроводами (позиція 4), герметизуються, наприклад, кремнійорганічним герметиком (позиція 7), що відокремлює акустичний тракт від навколишнього середовища (позиція 6) (див. схему на Фіг.4). Конструктивно і технологічно відбивач/відбивачі (позиція 3) поверхневих акустични х хвиль виконують таким чином (див. схему на Фіг.2 та Фіг.5), щоб випромінювані ними радіоімпульси відповіді були зміщені в часі менше, ніж тривалість радіоімпульсу запиту (див. схему на Фіг.6). Технологічно акустичні звукопроводи (позиція 4) поверхневих акустични х хвиль виконують (як варіант) з матеріалу, що забезпечує якісне збудження та розповсюдження акустичних хвиль, наприклад, з монокристалічного ніобату літія (LiNbO3). Далі формують за кількістю відбивачів (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль кількість акустичних трактів, при цьому акустичні тракти формують так, щоб вони відрізнялися часом затримки (див. схеми на Фіг.2 та на Фіг.5). Продовжують технологічний процес, що покладений в основу зазначеного способу, тим, що 9 39546 встановлюють чутливий елемент (позиція 1), який містить акустичний звукопровід (позиція 4) з розміщеними на ньому перетворювачем (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль і відбивачами (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль, при цьому чутливий елемент (позиція 1) встановлюють усередині газової труби (позиція 8) (див. схеми на Фіг.7 та на Фіг.8-9). По закінченню етапу встановлення чутливого елемента (позиція 1) усередині газової труби (позиція 8), підключають зазначений чутливий елемент (позиція 1) до пристрою виміру (позиція 9), який здійснює вимір температури, тиску, перепаду тиску й ви трати газу, при цьому підключення чутливого елемента (позиція 1) до зазначеного пристрою виміру (позиція 9) роблять або за допомогою провідної лінії (позиція 10 - див. схему на Фіг.8), або за допомогою лінії радіозв'язку (позиція 11 - див. схему на Фіг.9). Далі подають у трубопровід (позиція 8 - див. схеми на Фіг.8-9) газ (позиція 6) під тиском Р, що має певну температуру t°. Під впливом газового потоку й температури формують деформацію чутливого елемента (позиція 1) (див. схему на Фіг.10 - як варіант показана схема чутливого елемента, що зображена на Фіг.4) та забезпечують за допомогою деформації чутливо го елемента (позиція 1) зміну довжини акустичних трактів (при розтяганні і стиску кожного з акустичних звукопроводів (позиція 4) - див. схему на Фіг.10). Продовжують технологічний процес, що покладений в основу зазначеного способу, тим, що вимірюють зміну довжини кожного акустичного тракту (див. схеми на Фіг.2 та Фіг.6), при цьому вимір довжини кожного акустичного тракту проводять у декілька послідовно виконуваних етапів. На першому етапі: - забезпечують збудження перетворювачем (позиція 2) поверхневих акустични х хвиль акустичного імпульсу запиту (див. схему на Фіг.2), при цьому зазначений вимір довжини кожного акустичного тракту здійснюють шляхом подачі радіоімпульсу запиту детермінованої тривалості з пристрою виміру (позиція 9) на перетворювач (позиція 2) поверхневих акустични х хвиль чутливого елемента (позиція 1); - витримують перед проведенням другого етапу вимірів певний проміжок часу, що визначається часовою протяжністю радіоімпульсу запиту. На другому етапі: - забезпечують за допомогою відбивачів (позиція 3) поверхневих акустични х хвиль чутливого елемента (позиція 1) виникнення на перетворювачі (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль радіоімпульсів відповіді (див. схему на Фіг.2), часове положення яких визначається зазначеною довжиною акустичних трактів (див. схему на Фіг.6). На третьому етапі: - забезпечують реєстрацію фази кожного з радіоімпульсів відповіді за допомогою пристрою виміру (позиція 9) (див. схему на Фіг.6). 10 На заключному етапі виміру виділяють за допомогою пристрою виміру (позиція 9) (див. схему на Фіг.8-9) шукану величину вимірюваного параметра - температуру газу, тиск газу, перепад тиску й витрати газу. Як варіант технологічного процесу, що покладений в основу способу дистанційного знімання даних, вимір зміни довжини акустичних трактів здійснюється за допомогою чутливого елемента (позиція 1), конструктивнокомпонувальна схема якого показана на Фіг.4 (як приклад), таким чином. Базовий (наприклад, нижній за схемою на Фіг.4) та додатковий (відповідно, верхній за схемою на Фіг.4) перетворювачі (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль електрично з'єднуються між собою та підключаються до пристрою виміру (позиція 9) за допомогою або електричних дротів (позиція 10) (див. схему на Фіг.8), або через лінію/ радіоканал зв'язку (позиція 10) (див. схему на 9). Радіоімпульс запиту необхідної тривалості з пристрою виміру (позиція 9) збуджує поверхневі акустичні хвилі (див. схему на Фіг.2) в обох акустичних трактах (див. схему на Фіг.4) у вигляді акустичних пакетів. Кожен з акустичних пакетів розповсюджується незалежно від іншого за індивідуальною траєкторією: перетворювач (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль відбивач (позиція 3) поверхневих акустични х хвиль перетворювач (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль (див. схему на Фіг.2). Після проходження вказаної траєкторії на перетворювачі (позиція 2) поверхневих акустични х хвиль збуджується затриманий в часі радіоімпульс (ехоімпульс) відгуку, який реєструється пристроєм виміру (позиція 9). Час затримки кожного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгуку, а від так, і його фазовий зсув, залежить від протяжності окремого акустичного тракту, який змінюється в залежності від температури акустичного звукопроводу (позиція 4) та його механічної деформації (див. схему на Фіг.10). Температура обох акустичних звукопроводів (відповідно, верхнього та нижнього - за схемою на Фіг.4) змінюється однаково і пропорційно змінює довжину кожного акустичного тракту. Ме ханічна деформація чутливого елемента (позиція 1) (див. схему на Фіг.10), що викликана тиском, перепадом тиску, витратою речовини або іншою вимірювальною величиною, призводить до взаємно протилежного вигину кожного акустичного тракту (див. схему на Фіг.10), а від так, і протилежного фазового зсуву в відповідних радіоімпульсах (на Фіг.6 зазначено: а0 радіоімпульс запиту, а1, а2 , аі радіоімпульси/ехоімпульси №№1, 2, ...і, де аі а= а3=...аі, в - тимчасовій інтервал існування = 2 єдиного радіоімпульсу/ехоімпульсу, с - область взаємного перекриття зазначених імпульсів). Шляхом вимірювання фазового зсуву кожного окремого радіоімпульсу відгуку у пристрої виміру (позиція 9) вираховується температура речовини і тиск, або/і перепад тиску, або/і витрата речовини (позиція 6), в залежності від кількості 11 39546 радіоімпульсів відгуку (див. схему на Фіг.6). Зазначене забезпечується тим, що: - найкоротша протяжність акустичного тракту виконана такою що забезпечує час затримки відповідного радіоімпульсу відгуку більшим ніж тривалість радіоімпульсу запиту (див. схему на Фіг.6). Це дає змогу розділити в часі формування радіоімпульсу запиту і прийом радіоімпульсів (ехоімпульсів) відгуку; - протяжність кожного наступного акустичного тракту виконана так, що забезпечує час затримки кожного наступного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгук у збільшеним відносно попереднього на тривалість радіоімпульсу запиту. Це дає змогу отримати повністю незалежні від інших радіоімпульси відгуку (як наслідок - максимальна точність вимірів); - довжина кожного наступного акустичного тракту виконана так, що забезпечує час затримки кожного наступного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгук у збільшеним відносно попереднього на термін менш ніж тривалість радіоімпульсу запиту. (Часткове суміщення в часі радіоімпульсів відгуку наслідок - зменшення довжини L чутливого елемента - див. Фіг.2-4); - кількість окремих акустичних трактів (верхні х та нижніх відбивачів (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль - згідно зі схемою на Фіг.4) залежить від кількості вимірюваних параметрів речовини (температура, тиск, перепад тиску і т.д.) плюс один. Це дає змогу отримати необхідні параметри без залежності від стану лінії зв'язку (або позиція 10, або позиція 11) між чутливим елементом (позиція 1) і пристроєм виміру (позиція 9). На цьому заходи щодо дистанційного знімання даних, що належать газовому потоку, який проходить по трубопроводу, закінчують. Аналогічно можна знімати дані при проходженні по трубопроводу будь-якої іншої речовини, наприклад, води, нафти, масла, пару та інше. 12 Підвищення ефективності застосування способу дистанційного знімання даних, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом формування акустичних трактів так, щоб вони відрізнялися часом затримки, встановлення чутливого елементу усередині газової труби, підключення чутливого елемента до зазначеного пристрою виміру або за допомогою провідної лінії, або за допомогою лінії радіозв'язку. Підвищення ефективності застосування способу дистанційного знімання даних, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається також й шляхом встановлення у обладнання, за допомогою якого реалізується спосіб, що заявляється, чутливого елемента, конструкція якого передбачає двобічне деформування, що підвищує точність виміру параметрів речовини - рідини, газу та пари, і захист перетворювача поверхневих акустичних хвиль та відбивачів поверхневих акустичних хвиль від впливу навколишнього середовища, особливо при застосуванні чутливого елементу у агресивному середовищі чи в агресивних речовинах. Джерела інформації 1. Сборник статей IV Всесоюзной научнотехнической конференции «Методы и приборы для измерения расхода количества жидкости, газа и пара».М., ЦНИИТЭИ приборостроения, 1973, стр.6-12. 2. А. Pohl, R. Steindl, L. Reindl, and F. Seifert, «Wirelessly interrogable sensors for different purposes in industrial radio channel,» in Proc. IEEE Ultrason. Symp., Sendai, Japan, pp.347-350, 1998. 3. A. Pohl, A. Springer, L. Reindl, F. Seifert, and R. Weigel, «New applications of wirelessly interrogable passive SAW sensors,» in Proc. MTT-S, Baltimore, MD, pp.503-506, 1998 - аналог. 4. Патент США №7140261 «Acoustic wave flow sensor», Виданий 28.11.2006р., МПК 7 G01L11/0011/04, G01N29/00-29/28 -прототип. 13 39546 14 15 39546 16 17 39546 18 19 39546 20 21 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 39546 Підписне 22 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for remote data taking
Автори англійськоюVoloschuk Ihor Viktorovych, Shatsman Leonid Heorhiiovych, Nikitin Mykola Mykhailovych, Kolomeiko Anatolii Viktorovych, Shostak Oleksandr Tykhonovych
Назва патенту російськоюСпособ дистанционного снятия данных
Автори російськоюВолощук Игорь Викторович, Шацман Леонид Георгиевич, Никитин Николай Михайлович, Коломейко Анатолий Викторович, Шостак Александр Тихонович
МПК / Мітки
МПК: G01L 11/00, G01N 29/00
Мітки: даних, дистанційного, знімання, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-39546-sposib-distancijjnogo-znimannya-danikh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дистанційного знімання даних</a>
Попередній патент: Пристрій для створення мікроклімату на сільськогосподарських угіддях
Наступний патент: Сенсор на поверхневих акустичних хвилях
Випадковий патент: Пристрій для натягування нитки