Устройство акустической дальнометрии

Полезная модель относится к области звукодальнометрии и акустического управления и может быть использована для измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах без нарушения целостности трубопровода. В полезной модели решается задача создания устройства акустической дальнометрии, позволяющего уменьшить погрешность измерения расстояния до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах. Устройство акустической дальнометрии содержит установленный с внешней стороны трубы акустический дальномер, состоящий из первого приемо-излучающего акустического датчика, соединенного с регистратором и последовательно соединенные датчик температуры, усилитель, аналого-цифровый преобразователь и блок вычисления скорости распространения ультразвука, подключенный к регистратору и устройство генерирования активного ответа со своим приемоизлучающим датчиком, установленое внутри трубы. 1 ил.

Полезная модель относится к области звукодальнометрии и акустического управления и может быть использовано для измерения расстояний до объектов, перемещающихся во внутритрубном пространстве.

Известны устройства акустической дальнометрии по методу однонаправленного измерения (Горбатов А.А., Рудашевский Г.Е. Акустические методы измерения расстояний и управления. - М.: Энергоиздат, 1981. - С.19-20, рис.1-7, рис.1-8), содержащие излучатель ультразвуковых колебаний, приемник ультразвуковых колебаний, регистратор, обеспечивающий измерение расстояния до объекта по времени прохождения ультразвуковых колебаний от излучателя до приемника.

Известно устройство акустической дальнометрии (патент РФ 71450, МПК (2006.01), G01S 15/08, опубл. 2008.03.10), выбранное в качестве прототипа, содержащее акустический дальномер с приемо-излучающим акустическим датчиком, установленные с внешней стороны трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы установлено устройство генерирования активного ответа, содержащее регулятор порога, к которому последовательно подключены компаратор, генератор и излучатель, при этом приемник соединен с компаратором

Известные устройства имеют высокую погрешность измерения расстояний, обусловленную зависимостью скорости распространения ультразвуковых колебаний от температуры.

Недостатками известных устройств является низкая точность измерения расстояния до внутритрубного объекта.

В полезной модели решается задача создания устройства акустической дальнометрии, позволяющего уменьшить погрешность измерения расстояния до объектов, перемещающихся во внутритрубных пространствах.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство акустической дальнометрии, так же как в прототипе, содержит акустический дальномер с первым приемо-излучающим акустическим датчиком, соединенный с регистратором, установленные с внешней стороны трубы, а на объекте, перемещаемом внутри трубы установлено устройство генерирования активного ответа, со своим приемоизлучающим датчиком.

Согласно полезной модели дополнительно содержит последовательно соединенные датчик температуры, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок вычисления скорости распространения ультразвука, который связан с регистратором.

За счет использования последовательно соединенных датчика температуры, усилителя, аналого-цифрового преобразователя и блока вычисления скорости распространения ультразвука уменьшается погрешность определения расстояния до объекта, перемещающегося во внутритрубном пространстве.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства акустической дальнометрии.

Устройство акустической дальнометрии (фиг.1) содержит акустический дальномер 1, состоящий из регистратора 2, связанного с первым приемоизлучающим акустическим датчиком 3 и последовательно соединенные датчик температуры 4, усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок вычисления скорости 7, подключенный к регистратору 2. Устройство генерирования активного ответа 8 связанное с вторым акустическим приемоизлучающим датчиком 9. Устройство генерирования активного ответа 8 установлено внутри трубы 10 на внутритрубном объекте 11.

Регистратор 2, акустические приемоизлучающие датчики 3 и 9, устройство генерирования активного ответа 8 могут быть выполнены в соответствии с патентом на полезную модель 71450.

Датчик температуры 4 является стандартным, например LM19, усилитель 5 выполнен на операционном усилителе с малым напряжением смещения, например К140УД17, аналого-цифровой преобразователь 6 может быть выполнен на микросхеме К1113ПВ1, блок вычисления скорости распространения ультразвука 7 можно выполнить на любом микропроцессоре, например К1816ВЕ51.

В качестве внутритрубного объекта 11 может быть использовано устройство для очистки нефтепроводов или внутритрубный герметизатор.

Датчик температуры 4 регистрирует температуру среды, в которой распространяется ультразвук, сигнал с выхода датчика 4 усиливается усилителем 5 и поступает на аналого-цифровой преобразователь 6, с выхода которого сигнал поступает на блок вычисления скорости распространения ультразвука 7. Информация о скорости поступает на регистратор 2 дальномера 1. Регистратор 2 с приемоизлучающим акустическим датчиком 3 осуществляет подачу зондирующего ультразвукового сигнала на внутритрубный объект 11, перемещаемый внутри трубы 10, прием ответного ультразвукового сигнала от устройства генерирования активного ответа 8 со своим приемоизлучающим датчиком 9, располагаемого на внутритрубном объекте 11, фиксацию времени распространения акустического сигнала до внутритрубного объекта 11 и обратно и определение расстояния до внутритрубного объекта 11 путем перемножения времени распространения акустического сигнала до внутритрубного объекта 11 и обратно на скорость распространения ультразвука.

Устройство акустической дальнометрии, содержащее установленный с внешней стороны трубы акустический дальномер, состоящий из первого приемоизлучающего акустического датчика, соединенного с регистратором, а на объекте, перемещаемом внутри трубы, установлено устройство генерирования активного ответа со своим приемоизлучающим датчиком, отличающийся тем, что акустический дальномер дополнительно содержит последовательно соединенные датчик температуры, усилитель, аналого-цифровый преобразователь и блок вычисления скорости распространения ультразвука, который подключен к регистратору.