Спосіб визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ

1. Спосіб визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ, який передбачає посилання зондувального сигналу в контрольоване середовище, приймання відбитого сигналу від межі поділу середовищ та визначення параметрів, виходячи з часу запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ, який відрізняється тим, що забезпечують надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ з обох боків у зустрічних напрямках та визначають час запізнення відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ з кожного боку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що посилають у зустрічних напрямках два зондувальні сигнали з обох боків проміжного шару середовища. 3. Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що посилають зондувальні сигнали одного виду. 4. Спосіб за п. З, який відрізняється тим, що посилають однакові зондувальні сигнали. 5. Спосіб за п. 2 або п. З, або п. 4, який відрізняється тим, що зондувальні сигнали посилають одночасно. 6. Спосіб за п. 2 або п. З, або п. 4, або п. 5, який відрізняється тим, що визначають додатково час запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ під час виходу принаймні одного зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ і, виходячи з часу запізнення відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час надходження цього зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час виходу цього зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають характеристику будь-якого з наявних різнорідних незмішуваних середовищ, від якої залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь це середовище, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь інші наявні середовища. 7. Спосіб за п. 2 або п. З, або п. 4, або п. 5, який відрізняється тим, що виходячи з часу запізнення відповідних відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час надходження зондувальних сигналів до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ з кожного боку, визначають товщину проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь інші наявні середовища. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що визначають додатково час запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ під час виходу принаймні одного зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ і, виходячи з різниці часу запізнення відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час виходу цього зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час надходження цього зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають характеристику середовища проміжного шару, від якої залежить швидкість проходження крізь нього зондувальних і відбитих сигналів, наприклад діелектричну проникність. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зондувальний сигнал посилають з одного боку проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, і після проходження зондувальним сигналом проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ здійснюють зміну напрямку проходження зондувального сигналу на протилежний, забезпечуючи надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ з іншого боку, визначаючи додатково час запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за проходження зондувального сигналу принаймні у первісному напрямку. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що, виходячи з часу запізнення відбитих сигналів від О со со со 6630 межі поділу середовищ під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за проходження зондувального сигналу в будь-якому одному з напрямків, визначають характеристику будьякого з наявних різнорідних незмішуваних середовищ, від якої залежить швидкість проходження зондувального і відбитих сигналів крізь це середовище, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувального і відбитих сигналів крізь інші наявні середовища. 11. Спосіб за п. Э, який відрізняється тим, що, виходячи з часу запізнення відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ з обох боків та з часу запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за проходження зондувального сигналу у первісному напрямку, визначають товщину проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувального і відбитих сигналів крізь інші наявні середовища. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що виходячи з різниці часу запізнення відбитих сигналів від межі поділу середовищ під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за проходження зондувального сигналу у будь-якому одному з напрямків, визначають характеристику середовища проміжного шару, від якої залежить швидкість проходження крізь нього зондувального і відбитих сигналів, наприклад діелектричну проникність. Корисна модель стосується визначення параметрів різнорідних за своїми електрофізичними властивостями рідин, зокрема засобів вимірювання товщини шарів різнорідних незмішуваних рїдин, і може бути застосованою для визначення товщини плівки нафтопродукту, розлитої на водній поверхні, та визначення 'її фізичних характеристик. Відомими є способи вимірювання товщини шарів різнорідних рідин, зокрема товщини плівки нафтопродукту, розлитої на водній поверхні, які передбачають випромінювання в контрольоване середовище радіосигналу та приймання відбитого сигналу від меж поділу середовищ [Патент Російської Федерації" № 2207500, GO 1B 11/06, G01B 15/02, 27.06.2003; Патент Російської" Федерації № 2207502, G01B 11/06, G01B 15/02, 27.06.2003; Патент Російської Федерації № 2227987, G01B 15/02, 27.04.2004; Патент Російської" Федерації' №2188399, G01F 23/284, 27.08.2002]. Відомими є також способи визначення положення меж поділу незмішуваних середовищ, які передбачають випромінювання в контрольоване середовище електромагнітного сигналу за допомогою зануреного в контрольоване середовище однопровідного датчика та приймання відбитого сигналу від меж поділу середовищ [Патент України № 65761, G01F 23/28, 15.04.2004; Патент Російської Федерації № 2070724, G01R 31/33, 20.12.1996; Патент Російської Федерації № 2184352, G01F 23/28, 27.06.2002], або випромінювання в контрольоване середовище електромагнітного сигналу за допомогою зануреного в контрольоване середовище двопровідного датчика та приймання відбитого сигналу від меж поділу середовищ [Патент Російської Федерації № 2029920, G01F 23/24, 27.02.1995; Патент України № 11006, G01F 23/28, 25.12.1996]. результати визначення неминуче мають похибку, обумовлену впливом властивостей цього середовища на розповсюдження сигналу в ньому. Відомий також обраний як прототип спосіб через визначення положення меж поділу незмішуваних середовищ, який передбачає випромінювання в контрольоване середовище електромагнітного сигналу за допомогою зануреного в контрольоване середовище двопровідного датчика та приймання відбитого сигналу від меж поділу середовищ [Патент України № 11006, G01F 23/28,25.12.1996]. Відомий спосіб визначення параметрів незмішуваних середовищ передбачає проходження зондувального сигналу крізь шар середовища, параметри якого визначають, внаслідок чого результати визначення неминуче мають похибку, обумовлену впливом властивостей цього середовища на розповсюдження сигналу в ньому; врахування цієї" похибки утруднюються тим, що, як правило, визначені не всі характеристики наявних середовищ. Технічна задача корисної моделі полягає в удосконаленні способу визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ, який передбачає посилання зондувального сигналу в контрольоване середовище та приймання відбитого сигналу від межі поділу середовищ, шляхом забезпечення проходження зондувального сигналу у зустрічних напрямках з обох боків проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, завдяки чому виключається вплив властивостей середовища, товщину шару або характеристики якого визначають, що сприяє підвищенню точності визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ. Спосіб визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ передбачає посилання зондувального сигналу в контрольоване середовище таким чином, що забезпечують проходження Проте відомі способи передбачають проходження зондувального сигналу крізь шар середовища, товщину якого визначають, внаслідок чого 6630 зондувального сигналу у зустрічних напрямках з обох боків проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають час запізнення відбитого сигналу від межі поділу середовищ під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та визначають параметрів виходячи з часу запізнення відбитого сигналу. В першому основному варіанті посилають у зустрічних напрямках два зондувальні сигнали з обох боків проміжного шару середовища, ці зондувальні сигнали можуть бути одного виду або однакові, їх можуть посилати одночасно. Визначаючи додатково час запізнення відбитого сигналу під час виходу принаймні одного зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ і виходячи з часу запізнення відбитих сигналів під час надходження зондувальних сигналів до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають характеристику будь-якого з наявних різнорідних незмішуваних середовищ, від якої залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь це середовище, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь інші середовища. В окремому випадку, виходячи з часу запізнення відбитих сигналів від зондувального сигналу, що надходять з обох боків до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають товщину проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь інші середовища; визначаючи додатково час запізнення відбитого сигналу під час виходу принаймні одного зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ і виходячи з цього та з різниці часу запізнення відбитих сигналів під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають характеристику середовища проміжного шару, від якої залежить швидкість проходження крізь нього зондувальних і відбитих сигналів, наприклад, діелектричну проникність. В другому основному варіанті способу зондувальний сигнал посилають з одного боку проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, визначають додатково час запізнення відбитого сигналу під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ І після проходження зондувальним сигналом проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ здійснюють зміну напрямку проходження зондувального сигналу на протилежний, забезпечуючи його надходження до проміжного шару незмішуваних середовищ з іншого боку. Виходячи з часу запізнення відбитих сигналів під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час виходу зондувального сигналу з проміжно го шару різнорідних незмішуваних середовищ визначають характеристику будь-якого з наявних різнорідних иезмішуваних середовищ, від якої залежить швидкість проходження зондувального і відбитих сигналів крізь це середовище, за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувального і відбитих сигналів крізь інші середовища. В окремому випадку, виходячи з часу запізнення відбитих сигналів під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ визначають товщину проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ за умови відомості характеристик, від яких залежить швидкість проходження зондувального і відбитого сигналів крізь інші середовища; виходячи з різниці часу запізнення відбитих сигналів під час виходу зондувального сигналу з проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ та під час надходження зондувального сигналу до проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ визначають характеристику середовища проміжного шару, від якої залежить швидкість проходження крізь нього зондувального І відбитих сигналів, наприклад, діелектричну проникність. Прикладом здійсненняспособу визначення параметрів різнорідних незмішуваних середовищ І, П, Ш може бути визначення товщини розлитої на поверхні води (середовище П) плівки нафтового продукту (середовище Ш), над якою знаходиться повітря (середовище І) в резервуарі. На фіг. 1 показано принципову схему здійснення варіанту способу, що передбачає посилання у зустрічних напрямках двох зондувальних сигналів з обох боків проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, товщину якого визначають, на фіг. 2 показано часові співвідношення сигналів для цього варіанту здійснення способу. На фіг. З показано принципову схему здійснення варіанту способу, що передбачає посилання зондувального сигналу з одного боку проміжного шару різнорідних незмішуваних середовищ, товщину якого визначають, і зміну напрямку його проходження на протилежне після проходження цього шару, на фіг. 4 показано часові співвідношення сигналів для цього варіанту здійснення способу. Показаний на фіг. 1 пристрій для визначення товщини проміжного шару (середовище II) різнорідних незмішуваних середовищ І, II, 11 має 1 генератор 1 зондувального сигналу, наприклад, пульсаційних електричних сигналів, вихід якого з'єднано Із входом приймача 2 та входами вимірювальних ліній 3 і 4 у вигляді двопровідних датчиків (наприклад, за патентом України на винахід № 11006, G01F 23/28, 25.12.1996), один з яких (3) занурений у середовище, що знаходиться в резервуарі, згори і відомо проходить крізь всі три шари незмішуваних середовищ І, II, III, а інший (4) установлений на дні резервуара і теж відомо проходить крізь всі три шари незмішуваних середовищ І, П, II); вихід приймача 2 підключений до входу аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) 5, до виходу якого підключений обчислювач 6. 6630 8 відбиті сигнали Un (межа середовищ І і III у Генератор 1 видає на вхід приймача 2 та на вимірювальній лінії 3), U12 (межа середовищ III і II вимірювальні лінії' (датчики) 3 і 4 два однакові зону вимірювальній лінії 3), U 2 i (межа середовищ II і дувальні сигнали Uioi U20; виявляння неодноIII у вимірювальній лінії 4), U22 (межа середовищ III рідностей вздовж вимірювальних ліній (датчиків) З і І у вимірювальній лінії 4), які надходять на вхід і 4 {межі поділу середовищ, зміна діелектричної приймача 2; сигнал з виходу приймача 2 подаєтпроникності середовища) викликає зміну хвильоься на аналогово-цифровий перетворювач 5 і далі вого опору провідників в місцях неоднорідностей, на вхід обчислювача 6, в якому за спеціальним внаслідок чого з'являються відбиті сигнали Un алгоритмом виконується його опрацювання, (фіг. (межа середовищ І і III у вимірювальній лінії - датчику - 3), і Un (межа середовищ 1 і 1 1 у 1 1 4). вимірювальній лінії - датчику - 4), які з датчиків 3 і Товщина плівки нафтового продукту (шару се4 надходять на вхід приймача 2; сигнал з виходу редовища III) визначається приймача 2 подається на аналогово-цифровий як Ці = Lo - (Li + Lit), перетворювач 5 і далі на вхід обчислювача 6, в де Lin - товщина плівки нафтового продукту якому за спеціальним алгоритмом виконується (шару середовища П), його опрацювання (фіг. 2). Lo - робоча довжина датчика, L] - відстань від початку вимірювальної лінії З Товщина плівки нафтового продукту (шару седо верхньої межі плівки нафтового продукту, редовища III) визначається як LH - відстань від початку вимірювальної лінії 4 Lm = U - (Li + І_ц), (або кінця вимірювальної лінії 3) до нижньої межі де LIN - товщина плівки нафтового продукту плівки нафтового продукту; (шару середовища II), U - відстань між місцями установки датчиків, в свою чергу L; - відстань від місця установки датчика 3 до L,= 1/2Viti, верхньої межі плівки нафтового продукту, де Vi - швидкість розповсюдження електромагнітної хвилі вздовж вимірювальної лінії 3 в поLn - відстань від місця установки датчика 4 до вітрі (середовище І), нижньої межі плівки нафтового продукту; ti - час запізнювання відбитого сигналу від в свою чергу межі середовищ І і III у вимірювальній лінії 3; Li = 1/2V,t|, де Vi - швидкість розповсюдження електромагнітної хвилі вздовж лінії датчика 3 в повітрі (сеVK - швидкість розповсюдження електроредовище І), магнітної хвилі вздовж вимірювальної лінії" датчика ti - час запізнювання відбитого сигналу від ви4 в воді (середовище ІІ), промінюваного датчиком 3; tn - половина часу запізнювання відбитого сигLii=1/2Vjitu, налу від межі середовищ II і III у вимірювальній Vn - швидкість розповсюдження електролінії' 4 від часу запізнювання відбитого сигналу від магнітної хвилі вздовж лінії датчика 4 в воді (серемежі середовищ 11 і II у вимірювальній ЛІНІЇ 3. 1 довище II), Визначення товщини проміжного шару незмішуваних середовищ запропонованим спосоtn - час запізнювання відбитого сигналу від вибом виключає вплив на результати властивостей промінюваного датчиком 4. середовища, товщину шару якого визначають, Показаний на фіг. З пристрій для визначення оскільки перший варіант (фіг. 1 і 2) передбачає товщини проміжного шару (середовище II) використання часу запізнення ti і tn відбитих сигрізнорідних незмішуваних середовищ І, II, III має налів Un і U 2 i від зондувальних сигналів, що не генератор 1 зондувального сигналу, наприклад, проходили крізь шар середовища, товщину якого пульсаційних електричних сигналів, вихід якого визначають, а другий варіант (фіг. З і 4) передбаз'єднано із входом приймача 2 та входом двочає використання часу запізнення ti відбитого сигпровідного U-подібного датчика (наприклад, переналу від зондувального сигналу, що не проходив гнутого навпіл двопровідного датчика за патентом крізь шар середовища, товщину якого визначають, України на винахід № 11006, G01F 23/28, та різниці часу запізнювання відбитого сигналу від 25.12.1996), що має дві вимірювальні лінії" 3 і 4, межі середовищ II і III у вимірювальній лінії 4 від зануреного згори у середовище, що знаходиться в часу запізнювання відбитого сигналу від межі серезервуарі, таким чином, що обидві вимірювальні редовищ III і II у вимірювальній лінії 3, яка теж не лінії' відомо проходять крізь всі три шари залежить від властивостей середовища, товщину незмішуваних середовищ І, II, III; вихід приймача 2 шару якого визначають. підключений до входу аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) 5, до виходу якого підключений Здійснення способу за обома варіантами дає обчислювач 6. можливість за часом запізнювання відбитого сигналу Ui2 від межі середовищ III і II від відбитого Генератор 1, видає на вхід приймача 2 та на сигналу Un від межі середовищ І і III у вимірювальну лінію 3 датчику зондувальний сигвимірювальній лінії 3 та за часом запізнювання нал Uo, який проходить вимірювальною лінією З відбитого сигналу U22 від межі середовищ III 1 І від крізь середовища І, III, II, а потім у протилежному відбитого сигналу І) 2 і від межі середовищ II і НІ у напрямку вимірювальною лінією 4 крізь середовивимірювальній лінії 4 (фіг. 2 і 4) визначити також ща II, II, І; виявляння неоднорідностей вздовж характеристику середовища проміжного шару, від вимірювальних ліній 3 і 4 (межі поділу середовищ, якої залежить швидкість проходження крізь нього зміна діелектричної проникності середовища) викзондувального і відбитих сигналів, наприклад, ликає зміну хвильового опору провідників в місцях діелектричну проникність; можливе також і додатнеоднорідностей, внаслідок чого з'являються 6630 кове дворазове визначення товщини шару проміжного середовища І_пГ і Lin" під час проходження крізь нього зондувального сигналу відповідно вимірювальними лініями 3 і 4. Запропонований спосіб дає можливість визначити характеристику, від якої залежить швидкість проходження зондувальних І відбитих сигналів крізь будь-яке з наявних різнорідних середовищ за умови відомості характеристик, від яких залежить 10 швидкість проходження зондувальних і відбитих сигналів крізь інші наявні середовища. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє підвищити точність та збільшити інформативність визначення параметрів різнорідних позмішуваних середовищ, наприклад, здійснювати одночасне визначення товщини та діелектричної проникності плівки нафтопродукту на поверхні води в ємності. Фіг. 1 Фіг. 2 11 6630 12 Фіг. З Фіг. 4 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освгги і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601