+

RU2655750C1 - Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels - Google Patents

Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels Download PDF

Info

Publication number
RU2655750C1
RU2655750C1 RU2017128235A RU2017128235A RU2655750C1 RU 2655750 C1 RU2655750 C1 RU 2655750C1 RU 2017128235 A RU2017128235 A RU 2017128235A RU 2017128235 A RU2017128235 A RU 2017128235A RU 2655750 C1 RU2655750 C1 RU 2655750C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distances
additional
flat reflector
sequence
antenna
Prior art date
Application number
RU2017128235A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Аванесович Атаянц
Вячеслав Михайлович Давыдочкин
Виктор Витольдович Езерский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1"
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 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1"
Priority to RU2017128235A priority Critical patent/RU2655750C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655750C1 publication Critical patent/RU2655750C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of measurement technology and can be used to adjust and verify radar level gauges. Method of adjustment and verification of radar level gauges is based on a simulation of level measurement in a horizontal plane by successively reproducing several predetermined distances between a flat reflector and a radar level gauge. At that for adjustment and verification of radar level gauges in the range of distances exceeding the physical dimensions of the stand, increase the electrodynamic length of the transmission line of electromagnetic energy (TLEE) of the level gauge in its antenna-waveguide path, sequentially connecting additional TLEE from the TLEE set with a discrete change in length. Stand for adjustment and verification of radar level gauges contains column 1 for fixing the level gauge, that consists of a device for generating and processing signals 2, TLEE 3 and antenna 4, support 5, flat reflector 6 perpendicular to straight line 7 passing through the centers of flat reflector 6 and opening antenna 4, device for horizontal displacement 8, means for measuring distance 9 and removable additional TLEE 10 from the TLEE set with a discrete change in the electrodynamic length.
EFFECT: technical result of the invention consists in reducing the cost of the stand and eliminating the procedure for correcting the results of measurements.
9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для аттестации, поверки и калибровки радиолокационных измерителей уровня (уровнемеров) жидкостей и сыпучих материалов.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used for certification, verification and calibration of radar level meters (level meters) of liquids and bulk materials.

Известен способ поверки уровнемеров промышленного назначения [1, 2], основанный на сопоставлении воспроизведенного и измеренного уровня. В этом способе производится последовательное воспроизведение нескольких расстояний (не менее пяти) между радиолокационным уровнемером и плоским отражателем путем перемещения плоского отражателя, измерение последовательности времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя и вычисление последовательности измеренных расстояний по известным скорости распространения радиоволн и измеренным временам задержек отраженного сигнала от плоского отражателя. Затем производится вычисление погрешности измерения расстояния в виде разности между измеренными и воспроизведенными последовательностями расстояний. Полученные разности используются для коррекции параметров уровнемеров и для определения погрешности уровнемеров.A known method of checking level gauges for industrial use [1, 2], based on a comparison of the reproduced and measured levels. In this method, several distances (at least five) between the radar level meter and the flat reflector are sequentially reproduced by moving the flat reflector, measuring the sequence of delay times of the reflected signal from the flat reflector and calculating the sequence of measured distances from the known propagation velocity of the radio waves and the measured delay times of the reflected signal from flat reflector. Then, the error in measuring the distance is calculated as the difference between the measured and reproduced sequences of distances. The differences obtained are used to correct the parameters of the level gauges and to determine the error of the level gauges.

Указанный способ может быть реализован с помощью следующих известных устройств.The specified method can be implemented using the following known devices.

Известна установка для первичной и периодической поверки промышленных уровнемеров "MICROPILOT", содержащая измерительную рулетку, опору для уровнемера, выполненную с возможностью дискретного перемещения и ориентации уровнемера по нормали к отражающей стене [3].A known installation for primary and periodic verification of industrial level gauges "MICROPILOT" containing a measuring tape, a support for the level gauge, made with the possibility of discrete movement and orientation of the level gauge normal to the reflective wall [3].

Указанная установка не обеспечивает необходимую в промышленных условиях производительность и не может обеспечить измерение разрешающей способности уровнемера по расстоянию.The specified installation does not provide the performance necessary in an industrial environment and cannot provide a measure of the resolution of the level gauge over distance.

Известен разработанный НИИИС стенд ИГНД.407619.001 для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, содержащий подвижную стойку, установленную на плите устройства горизонтального перемещения и выполненную с возможностью крепления уровнемера, опору (или другую стойку), выполненную с возможностью неподвижной установки, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой, проходящей через центры плоского отражателя и раскрыва антенны уровнемера при его поверке, средство измерения расстояния от стойки до плоского отражателя в виде измерительной ленты [4].A well-known NIIIS stand IGND.407619.001 for adjusting and calibrating radar level gauges, comprising a movable stand mounted on a plate of a horizontal movement device and configured to mount a level gauge, a support (or other stand) made with the possibility of fixed installation, a flat reflector mounted on a support perpendicular to the straight line passing through the centers of the flat reflector and the aperture of the level gauge antenna during calibration, a means of measuring the distance from the rack to the flat reflection a body in the form of a measuring tape [4].

Известен ряд измерительных установок для измерения характеристик рассеяния радиолокационных целей [5, 6], содержащих отражатели заданной формы, размещенные на слабо отражающих опорах, закрытых радиопоглощающим материалом (РПМ), радиолокационные измерители и устройства изменения координат отражателей.A number of measuring devices are known for measuring the scattering characteristics of radar targets [5, 6], containing reflectors of a given shape, placed on weakly reflecting supports covered by radar absorbing material (RPM), radar meters and devices for changing the coordinates of reflectors.

Указанный способ и перечисленные измерительные установки и стенды не могут обеспечить низкую погрешность измерения характеристик точности уровнемеров в широком диапазоне расстояний. Для уровнемеров промышленного применения допустимая погрешность измерения составляет единицы и доли миллиметров, а необходимый диапазон измеряемых расстояний составляет от десятков сантиметров до десятков метров. Это приводит к необходимости использовать для реализации указанного способа поверки уровнемеров измерительные установки, размеры рабочих зон которых значительно превышают размеры рабочих зон известных измерительных установок, что существенно повышает стоимость таких установок.The specified method and the listed measuring installations and stands cannot provide a low measurement error of the accuracy characteristics of the level gauges over a wide range of distances. For industrial level gauges, the permissible measurement error is units and fractions of millimeters, and the required range of measured distances is from tens of centimeters to tens of meters. This leads to the need to use measuring installations for the implementation of this method of checking level gauges, the dimensions of the working zones of which significantly exceed the dimensions of the working zones of known measuring installations, which significantly increases the cost of such installations.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу и устройству (прототипом) является стенд регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров [7], содержащий стойку, выполненную с возможностью крепления уровнемера, опору, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно продольной оси, совпадающей с осью антенны уровнемера при его регулировке и поверке, устройство горизонтального перемещения, средство измерения расстояния от начала отсчета до плоского отражателя, дополнительный отражатель и экран, выполненный из радиопоглощающего материала, опора размещена на устройстве горизонтального перемещения для дискретного изменения расстояния от начала отсчета до плоского отражателя, экран выполнен с возможностью горизонтального перемещения одновременно с перемещением опоры для экранирования ее поверхности ниже плоского отражателя, причем расстояние от плоского отражателя до экрана составляет не менее двух расстояний разрешения уровнемера, дополнительный отражатель смонтирован на стойке и выполнен в виде поверхности второго порядка с радиусом кривизны в 2-4 раза превышающим максимальное расстояние между центрами плоского и дополнительного отражателей, причем стойка и дополнительный отражатель выполнены с соответствующими сквозными отверстиями для установки антенны уровнемера. Дополнительный отражатель выполняется сферической формы или цилиндрической формы.The closest set of essential features to the proposed method and device (prototype) is a stand for adjustment and verification of radar level gauges [7], containing a stand made with the possibility of mounting a level gauge, a support, a flat reflector mounted on a support perpendicular to the longitudinal axis that coincides with the axis of the antenna level gauge during its adjustment and verification, horizontal movement device, means of measuring the distance from the reference point to a flat reflector, additional reflector and electronic made of radar absorbing material, the support is placed on a horizontal movement device for discrete changing the distance from the reference to the flat reflector, the screen is made with the possibility of horizontal movement simultaneously with the movement of the support to shield its surface below the flat reflector, and the distance from the flat reflector to the screen is at least two resolution distances of the level gauge, the additional reflector is mounted on a rack and made in the form of a surface of the second row with a radius of curvature of 2-4 times greater than the maximum distance between the center plane and an additional reflector, wherein the rack and the additional reflector are formed with respective through-holes for mounting the transmitter antenna. An additional reflector is spherical or cylindrical in shape.

Недостатком данного стенда для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров является сложность формы дополнительного отражателя, что существенно удорожает стенд и вызывает необходимость производить дополнительную коррекцию результатов для антенн уровнемера различного размера и типа.The disadvantage of this stand for adjusting and calibrating radar level gauges is the complexity of the shape of the additional reflector, which significantly increases the cost of the stand and necessitates an additional correction of the results for the level gauge antennas of various sizes and types.

Технический результат изобретения состоит в уменьшении стоимости стенда и исключении процедуры коррекции результатов измерений.The technical result of the invention consists in reducing the cost of the stand and eliminating the procedure for correcting measurement results.

Технический результат достигается тем, что в способе регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, включающем первое последовательное воспроизведение нескольких заданных расстояний между уровнемером, который содержит соединенные между собой устройство формирования и обработки сигналов, линию передачи электромагнитной энергии (ЛПЭЭ) и антенну, и плоским отражателем путем перемещения плоского отражателя, измерение первой последовательности времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя, вычисление первой последовательности измеренных расстояний, которую выполняют по известным скорости распространения радиоволн и измеренным временам задержек отраженного сигнала от плоского отражателя, воспроизведение второй последовательности дополнительных заданных расстояний путем последовательного перемещения плоского отражателя на вторую последовательность расстояний, измерение второй последовательности задержек сигналов, вычисление второй последовательности измеренных расстояний, вычисление погрешности в виде разности между обеими последовательностями одноименных воспроизведенных и измеренных расстояний и использование вычисленной погрешности для коррекции параметров уровнемера и для определения погрешности уровнемера с соблюдением следующих условий дополнительно выполняют следующую совокупность действий. Для измерений в диапазоне расстояний превышающих длине стенда, увеличивают электродинамическую длину ЛПЭЭ уровнемера включая дополнительную ЛПЭЭ из дискретного набора ЛПЭЭ, с электродинамической длиной, меньшей максимально воспроизведенного расстояния из предыдущей последовательности заданных расстояний на величину минимально воспроизводимого расстояния, перемещают плоский отражатель в направлении антенны до совпадения результата измерения с текущей дополнительной ЛПЭЭ с максимальным результатом измерения предыдущей последовательности измеренных расстояний, принимают найденное положение плоского отражателя за исходное для новой последовательности дополнительных заданных расстояний и воспроизводят очередную последовательность дополнительных заданных расстояний, выделяют сигнал, соответствующий текущему воспроизводимому расстоянию до плоского отражателя с учетом электродинамической длины текущей дополнительной ЛПЭЭ, измеряют новую дополнительную последовательность задержек сигнала до плоского отражателя с учетом текущей электродинамической длины дополнительной ЛПЭЭ, вычисляют соответствующую дополнительную последовательность измеренных расстояний, причем измерение последовательностей времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя выполняют при уровне не разрешаемых по расстоянию помех, не превышающих допустимого, и отклонении от равномерной зависимости скорости распространения электромагнитной энергии в дополнительных ЛПЭЭ от частоты колебаний не превышающей допустимой.The technical result is achieved by the fact that in the method of adjustment and verification of radar level gauges, including the first sequential reproduction of several predetermined distances between the level gauge, which contains interconnected device for generating and processing signals, an electromagnetic energy transmission line (LET) and an antenna, and a flat reflector by moving a flat reflector, measuring the first sequence of delay times of the reflected signal from a flat reflector, calculating the first the sequence of the measured distances, which is performed according to the known propagation velocity of the radio waves and the measured delay times of the reflected signal from the flat reflector, reproducing the second sequence of additional specified distances by sequentially moving the flat reflector to the second sequence of distances, measuring the second sequence of signal delays, calculating the second sequence of measured distances, calculating errors in the form of the difference between both Using the reproduced and measured distances of the same name, and using the calculated error to correct the level gauge parameters and to determine the level gauge error with the following conditions, additionally perform the following set of actions. For measurements in the range of distances exceeding the length of the bench, the electrodynamic length of the LET of the level gauge is increased, including the additional LET from the discrete set of LET, with the electrodynamic length shorter than the maximum reproduced distance from the previous sequence of given distances by the minimum reproducible distance, move the flat reflector in the direction of the antenna until the result matches measurements from the current additional LET with the maximum measurement result of the previous sequence The accuracy of the measured distances takes the found position of the flat reflector as the initial one for the new sequence of additional specified distances and reproduces the next sequence of additional specified distances, selects the signal corresponding to the current reproduced distance to the flat reflector taking into account the electrodynamic length of the current additional LET, measures a new additional sequence of signal delays up to flat reflector taking into account current electrodynamic lengths s additional LETE, calculate the corresponding additional sequence of measured distances, and the measurement of sequences of delay times of the reflected signal from the flat reflector is performed at the level of noise not resolved by distance, not exceeding the permissible, and deviation from the uniform dependence of the speed of electromagnetic energy in additional LETE on the oscillation frequency exceeding permissible.

При этих измерениях допустимый уровень не разрешаемых по расстоянию помех задается допустимым отношением помеха-сигнал, qnc, определяемым выражениемIn these measurements, the allowable level of interference not resolved over the distance is specified by the allowable signal-to-noise ratio, q nc , defined by the expression

qnc≤(1,2÷2,5)KmΔRнорм/N,q nc ≤ (1,2 ÷ 2,5) K m ΔR norms / N,

где ΔRнорм - нормированная величина допустимой погрешности, равная отношению абсолютной допустимой погрешности к разрешающей способности радиолокационного уровнемера;where ΔR norms is the normalized value of the permissible error equal to the ratio of the absolute permissible error to the resolution of the radar level gauge;

Кm - коэффициент, учитывающий метод обработки сигнала (при оценке расстояния по спектру сигнала Кm=1 и при использовании метода максимального правдоподобия для уточнения результата Кm=5÷7);K m - coefficient taking into account the signal processing method (when estimating the distance from the signal spectrum K m = 1 and using the maximum likelihood method to clarify the result K m = 5 ÷ 7);

N - используемая кратность переотражений.N is the multiplicity of reflections used.

Изменение скорости распространения электромагнитной энергии в дополнительной ЛПЭЭ при изменении частоты колебаний в полосе частот зондирующего сигнала не должно превышать одного процента.The change in the propagation velocity of electromagnetic energy in additional LETE with a change in the oscillation frequency in the frequency band of the probe signal should not exceed one percent.

Технический результат достигается также тем, что в стенд регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, содержащий стойку, выполненную с возможностью крепления уровнемера, который включает в себя соединенные между собой устройство формирования и обработки сигналов, ЛПЭЭ и антенну, опору, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой, проходящей через центры плоского отражателя и раскрыва антенны, устройство горизонтального перемещения, средство измерения расстояния от начала отсчета, связанного со стойкой, до плоского отражателя, введена съемная дополнительная ЛПЭЭ из набора ЛПЭЭ с дискретным изменением электродинамической длины. Причем дискрет изменения электродинамической длины съемной дополнительной ЛПЭЭ в наборе ЛПЭЭ меньше разности максимального и минимального расстояний до плоского отражателя.The technical result is also achieved by the fact that in the stand for adjustment and calibration of radar level gauges, comprising a stand made with the possibility of mounting a level gauge, which includes interconnected signal conditioning and processing devices, LET and antenna, support, a flat reflector mounted perpendicular to the support a straight line passing through the centers of the flat reflector and the aperture of the antenna, a horizontal displacement device, a means of measuring the distance from the reference point associated with the rack to a flat reflector, a removable additional LETE from a set of LETE with a discrete change in the electrodynamic length was introduced. Moreover, the discrete change in the electrodynamic length of the removable additional LET in the LETE set is less than the difference between the maximum and minimum distances to the flat reflector.

Возможно дополнительную ЛПЭЭ выполнять в виде волновода с устройствами согласования.It is possible to perform additional LETE in the form of a waveguide with matching devices.

Целесообразно дополнительную ЛПЭЭ выполнять в виде двух последовательно соединенных через частичные ЛПЭЭ первого и второго трехплечих циркуляторов, при этом первое плечо первого циркулятора соединено с устройством формирования и обработки сигналов, второе и третье плечи первого циркулятора соединены через частичные ЛПЭЭ, соответственно, с первым и третьим плечами второго циркулятора, а второе плечо второго циркулятора соединено с антенной.It is advisable to carry out additional LETE in the form of two first and second three-arm circulators connected in series through partial LETEs, with the first arm of the first circulator connected to the signal conditioning and processing device, the second and third arms of the first circulator connected through partial LETE, respectively, with the first and third arms the second circulator, and the second shoulder of the second circulator is connected to the antenna.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant has not found technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential (in relation to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the claimed object set forth in the claims. Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of "novelty" under the current law. Information about the fame of the distinguishing features in the totality of the characteristics of the known technical solutions with the achievement of the same as the claimed device, there is no positive effect. Based on this, it was concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображен стенд для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров без дополнительного волновода.In FIG. 1 shows a stand for adjusting and calibrating radar level gauges without an additional waveguide.

На фиг. 2 изображен стенд для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров с дополнительным волноводом.In FIG. 2 shows a stand for adjusting and checking radar level gauges with an additional waveguide.

На фиг. 3 изображена дополнительная ЛПЭЭ.In FIG. 3 shows an additional LETE.

Стенд (фиг. 1) регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров содержит стойку 1, выполненную с возможностью крепления уровнемера, содержащего устройство формирования и обработки сигналов (УФОС) 2, ЛПЭЭ 3 и антенну 4, опору 5, плоский отражатель 6, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой 7, проходящей через центры плоского отражателя 6 и раскрыва антенны 4, устройство 8 горизонтального перемещения, средство 9 измерения расстояния от начала отсчета, связанного со стойкой 1, до плоского отражателя 6 и дополнительную ЛПЭЭ 10 (фиг. 2) с электродинамической длиной меньшей максимально воспроизводимого расстояния.The stand (Fig. 1) for adjusting and calibrating radar level gauges contains a rack 1 made with the possibility of mounting a level gauge containing a signal generation and processing device (UFOS) 2, LET 3 and antenna 4, support 5, a flat reflector 6, mounted on the support perpendicular to the straight line 7 passing through the centers of the flat reflector 6 and the aperture of the antenna 4, the horizontal displacement device 8, the means 9 for measuring the distance from the reference point associated with the rack 1 to the flat reflector 6 and an additional LETE 10 (Fig. 2) with the electrode the shortest maximum reproducible distance.

Возможно дополнительную ЛПЭЭ 10 выполнять в виде волновода с устройствами согласования.It is possible to perform additional LPEE 10 in the form of a waveguide with matching devices.

Предпочтительно дополнительную ЛПЭЭ 10 (фиг. 3) выполнять в виде двух последовательно соединенных через две частичные ЛПЭЭ 11 и 12 первого 13 и второго 14 трехплечих циркуляторов, при этом первое плечо 15 первого циркулятора 13 соединено с УФОС 2, второе 16 и третье 17 плечи первого циркулятора 13 соединены через частичные ЛПЭЭ, соответственно, с первым 18 и третьим 19 плечами второго циркулятора 14, а второе плечо 20 второго циркулятора 14 соединено с антенной 6.Preferably, the additional LETE 10 (Fig. 3) is made in the form of two serially connected through two partial LETEs 11 and 12 of the first 13 and second 14 three-arm circulators, with the first shoulder 15 of the first circulator 13 connected to UFOS 2, the second 16 and third 17 shoulders of the first circulator 13 are connected through partial LETEs, respectively, with the first 18 and third 19 arms of the second circulator 14, and the second arm 20 of the second circulator 14 is connected to the antenna 6.

Предлагаемый способ регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров реализуют с помощью стенда регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров следующим образом. В соответствии с фиг. 1 с помощью устройства горизонтального перемещения 8 и средства 9 измерения расстояния от начала отсчета, связанного со стойкой 1, до плоского отражателя 6 производят первое последовательное воспроизведение нескольких заданных расстояний между антенной 4 и плоским отражателем 6. При каждом воспроизведенном расстоянии формируют и излучают радиоволны в направлении плоского отражателя 6, принимают, спустя время распространения, эхо волны и формируют из них отраженный сигнал, выделяют сигнал, соответствующий воспроизведенному расстоянию до плоского отражателя 6, измеряют первую последовательность времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя 6, вычисляют первую последовательность измеренных расстояний по известным скорости распространения радиоволн и измеренным временам задержек отраженного сигнала от плоского отражателя 6.The proposed method for adjusting and calibrating radar level gauges is implemented using a stand for adjusting and calibrating radar level gauges as follows. In accordance with FIG. 1 using a horizontal moving device 8 and means 9 for measuring the distance from the reference point associated with the rack 1 to the flat reflector 6, the first sequential reproduction of several predetermined distances between the antenna 4 and the flat reflector 6 is made. At each reproduced distance, radio waves are generated and emitted in the direction a flat reflector 6, receive, after the propagation time, the echo of the wave and form a reflected signal from them, a signal corresponding to the reproduced distance to flat reflector 6, measure the first sequence of delay times of the reflected signal from the flat reflector 6, calculate the first sequence of measured distances from the known propagation velocity of the radio waves and the measured delay times of the reflected signal from the flat reflector 6.

Затем устанавливают дополнительную ЛПЭЭ 10 между антенной 4 и ЛПЭЭ 3 в соответствии с фиг. 2, перемещают плоский отражатель 6 в направлении антенны 4 до совпадения результата измерения расстояния с включенной дополнительной ЛПЭЭ 10 с результатом измерения при максимальном воспроизведенном расстоянии без дополнительной ЛПЭЭ 10, принимают найденное положение плоского отражателя 6 за исходное и воспроизводят вторую последовательность дополнительных заданных расстояний, выделяют сигнал, соответствующий расстоянию до плоского отражателя 6 с учетом электродинамической длины дополнительной ЛПЭЭ 10, измеряют дополнительную последовательности задержек сигналов, вычисляют дополнительную последовательность измеренных расстояний и вычисляют погрешность измерения в виде разности между обеими последовательностями одноименных воспроизведенных и измеренных расстояний и используют вычисленную погрешность для коррекции параметров радиолокационного уровнемера и для определения погрешности радиолокационного уровнемера.Then, an additional LETE 10 is installed between the antenna 4 and LETE 3 in accordance with FIG. 2, move the flat reflector 6 in the direction of the antenna 4 until the distance measurement result coincides with the included additional LETE 10 with the measurement result at the maximum reproduced distance without additional LETE 10, take the found position of the flat reflector 6 as the initial position and reproduce the second sequence of additional specified distances, select the signal corresponding to the distance to the flat reflector 6, taking into account the electrodynamic length of the additional LETE 10, measure the additional sequence In order to determine the accuracy of the signal delays, an additional sequence of measured distances is calculated and the measurement error is calculated as the difference between both sequences of the reproduced and measured distances of the same name and the calculated error is used to correct the parameters of the radar level gauge and to determine the error of the radar level gauge.

Испытания и эксплуатация заявляемого стенда поверки уровнемеров показали, что погрешность измерения, обусловленная конструктивными элементами стенда, при измерении характеристик уровнемеров с непрерывным излучением и периодической треугольной частотной модуляцией зондирующих волн не превышает 0.002δR, где δR=c/4Δƒ - величина дискретной ошибки, с - скорость света, Δƒ - диапазон частотной модуляции. Продольный размер безэховой камеры составляет 17 м. При большей дистанции поверки уровнемера стоимость предлагаемого стенда по меньшей мере в 1,5 раза меньше стоимости известного стенда [4].Tests and operation of the inventive level gauge calibration bench showed that the measurement error due to the structural elements of the bench when measuring the characteristics of continuous-wave level gauges and periodic triangular frequency modulation of the probe waves does not exceed 0.002δ R , where δ R = c / 4Δƒ is the value of the discrete error, c is the speed of light, Δƒ is the frequency modulation range. The longitudinal size of the anechoic chamber is 17 m. With a greater distance for checking the level gauge, the cost of the proposed stand is at least 1.5 times less than the cost of a known stand [4].

При использовании дополнительной ЛПЭЭ отсутствует необходимость в дополнительной коррекции результатов для антенн уровнемера различного размера и типа, что упрощает и ускоряет процедуру регулировки и поверки уровнемеров.When using additional LLEE, there is no need for additional correction of results for level gauge antennas of various sizes and types, which simplifies and speeds up the procedure for adjusting and calibrating level gauges.

Источники информацииInformation sources

1. ГОСТ 8.321-2013. Государственная система обеспечения единства измерений. Уровнемеры промышленного применения. Методика поверки: М. Стандартинформ. 2015.1. GOST 8.321-2013. State system for ensuring the uniformity of measurements. Level gauges for industrial use. Verification method: M. Standartinform. 2015.

2. Уровнемеры радиоволновые «БАРС». Методика поверки ЮЯИГ.407629.009 МП.2. Level gauges radio wave "BARS". Verification procedure YuYaIG.407629.009 MP.

3. Уровнемеры микроволновые "MICROPILOT". Методика поверки. Г.р. №17672-02. Государственная система обеспечения единства измерений. Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС), Москва, 2002.3. Microwave level meters "MICROPILOT". Verification technique. G.R. No. 17672-02. State system for ensuring the uniformity of measurements. All-Russian Research Institute of Metrological Service (VNIIMS), Moscow, 2002.

4. Описание стенда поверки уровнемеров ИГНД.407619.001 (разработан НИИИС), Государственный реестр №18237-99.4. Description of the calibration bench of the IGND.407619.001 level gauges (developed by the NIIIS), State Register No. 18237-99.

5. Мицмахер М.Ю., Торгованов В.А. Безэховые камеры СВЧ. - М.: Радио и связь, 1982. - 128 с. 5. Mitsmakher M.Yu., Torgovanov V.A. Microwave anechoic chambers. - M .: Radio and communications, 1982. - 128 p.

6. Майзельс Е. Н., Торгованов В.А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей. Под ред. М.А. Колосова, М. Изд-во «Советское радио», 1972, с. 232, с. 138-143.6. Mayzels E. N., Torganov V.A. Measuring the dispersion characteristics of radar targets. Ed. M.A. Kolosova, M. Publishing House "Soviet Radio", 1972, p. 232, p. 138-143.

7. Патент РФ №2298770. Стенд регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров. Атаянц Б.А., Давыдочкин В.М., Езерский В.В., Болонин В.А., Мазалов Ю.В., Маркин С.А., Нагорный Д.Я. (прототип).7. RF patent No. 2298770. Stand for adjustment and verification of radar level gauges. Atayants B.A., Davydochkin V.M., Yezersky V.V., Bologin V.A., Mazalov Yu.V., Markin S.A., Nagorny D.Ya. (prototype).

Claims (13)

1. Способ регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, включающий первое последовательное воспроизведение нескольких заданных расстояний между плоским отражателем и радиолокационным уровнемером, который содержит соединенные между собой устройство формирования и обработки сигналов, линию передачи электромагнитной энергии (ЛПЭЭ) и антенну, в пределах от минимально до максимально воспроизводимых расстояний путем перемещения плоского отражателя, измерение первой последовательности времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя, вычисление первой последовательности измеренных расстояний, которую выполняют по известным скорости распространения радиоволн и измеренным временам задержек отраженного сигнала от плоского отражателя, воспроизведение второй последовательности заданных расстояний путем последовательного перемещения плоского отражателя на вторую последовательность расстояний, измерение второй последовательности задержек сигналов, вычисление второй последовательности измеренных расстояний, вычисление погрешности в виде разности между последовательностями одноименных воспроизведенных и измеренных расстояний и использование вычисленной погрешности для коррекции параметров радиолокационного уровнемера и для определения погрешности радиолокационного уровнемера, отличающийся тем, что для воспроизведения второй и следующих последовательностей дополнительных заданных расстояний между ЛПЭЭ и антенной включают дополнительную ЛПЭЭ из дискретного набора ЛПЭЭ, с электродинамической длиной, меньшей максимально воспроизведенного расстояния из предыдущей последовательности заданных расстояний на величину минимально воспроизводимого расстояния, перемещают плоский отражатель в направлении антенны до совпадения результата измерения с текущей дополнительной ЛПЭЭ с максимальным результатом измерения предыдущей последовательности измеренных расстояний, принимают найденное положение плоского отражателя за исходное для новой последовательности дополнительных заданных расстояний и воспроизводят очередную последовательность дополнительных заданных расстояний, выделяют сигнал, соответствующий текущему воспроизводимому расстоянию до плоского отражателя с учетом электродинамической длины текущей дополнительной ЛПЭЭ, измеряют новую дополнительную последовательность задержек сигнала до плоского отражателя с учетом текущей электродинамической длины дополнительной ЛПЭЭ, вычисляют соответствующую дополнительную последовательность измеренных расстояний, причем измерение последовательностей времен задержек отраженного сигнала от плоского отражателя выполняют при уровне не разрешаемых по расстоянию помех, не превышающих допустимого, и отклонении от равномерной зависимости скорости распространения электромагнитной энергии в дополнительных ЛПЭЭ от частоты колебаний, не превышающей допустимой.1. The method of adjustment and verification of radar level gauges, including the first sequential playback of several predetermined distances between a flat reflector and a radar level gauge, which contains interconnected device for generating and processing signals, an electromagnetic energy transmission line (LET) and an antenna, ranging from minimum to maximum reproducible distances by moving a flat reflector, measuring the first sequence of delay times of the reflected signal from the plane the first reflector, calculating the first sequence of measured distances, which is performed according to the known propagation velocity of the radio waves and the measured delay times of the reflected signal from the flat reflector, reproducing the second sequence of given distances by sequentially moving the flat reflector to the second sequence of distances, measuring the second sequence of signal delays, calculating the second sequence the measured distances, the calculation of the error in the form of differences between sequences of reproduced and measured distances of the same name and using the calculated error to correct the parameters of the radar level gauge and to determine the error of the radar level gauge, characterized in that for reproducing the second and subsequent sequences of additional specified distances between the LET and the antenna include an additional LET from a discrete set of LET, with electrodynamic less than the maximum reproduced distance from the previous last The set distances are taken for the value of the minimum reproducible distance, the flat reflector is moved in the direction of the antenna until the measurement result matches the current additional LET with the maximum measurement result of the previous sequence of measured distances, the found position of the flat reflector is taken as the initial one for the new sequence of additional specified distances and the next sequence of additional given distances, emit a signal corresponding to the current reproducible distance to the flat reflector, taking into account the electrodynamic length of the current additional LET, measure a new additional sequence of signal delays to the flat reflector, taking into account the current electrodynamic length of the additional LET, calculate the corresponding additional sequence of measured distances, and measure the sequences of delay times of the reflected signal from the flat reflector at the level of interference not resolved by distance, not exceeding x permissible, and the deviation from the uniform velocity dependence of the electromagnetic energy in additional LPEE the oscillation frequency does not exceed the permissible. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что допустимый уровень помех, заданный допустимым отношением помеха-сигнал, определен помехоустойчивостью радиолокационных уровнемеров.2. The method according to p. 1, characterized in that the permissible interference level specified by the allowable signal-to-noise ratio is determined by the noise immunity of radar level gauges. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что допустимое отношение помеха-сигнал
Figure 00000001
определяется выражением
3. The method according to p. 2, characterized in that the permissible interference-signal ratio
Figure 00000001
defined by the expression
Figure 00000002
,
Figure 00000002
,
где ΔRнорм - нормированная величина допустимой погрешности, равная отношению абсолютной допустимой погрешности к разрешающей способности радиолокационного уровнемера;where ΔR norms is the normalized value of the permissible error equal to the ratio of the absolute permissible error to the resolution of the radar level gauge;
Figure 00000003
- коэффициент, учитывающий метод обработки сигнала (при оценке расстояния по спектру сигнала
Figure 00000004
и при использовании метода максимального правдоподобия для уточнения результата
Figure 00000005
);
Figure 00000003
- coefficient taking into account the signal processing method (when estimating the distance from the signal spectrum
Figure 00000004
and when using the maximum likelihood method to refine the result
Figure 00000005
);
N - используемая кратность переотражений.N is the multiplicity of reflections used. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение скорости распространения электромагнитной энергии в дополнительной ЛПЭЭ при изменении частоты колебаний в полосе частот зондирующего сигнала не превышает одного процента.4. The method according to p. 1, characterized in that the change in the speed of propagation of electromagnetic energy in additional LET when changing the oscillation frequency in the frequency band of the probe signal does not exceed one percent. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общая воспроизведенная последовательность расстояний равна сумме первой последовательности воспроизведенных расстояний и разности расстояний между максимальным и минимальным воспроизведенным расстоянием на каждой последовательности воспроизводимых расстояний.5. The method according to p. 1, characterized in that the total reproduced sequence of distances is equal to the sum of the first sequence of reproduced distances and the difference between the maximum and minimum reproduced distances at each sequence of reproduced distances. 6. Стенд для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, содержащий стойку, выполненную с возможностью крепления радиолокационного уровнемера, который содержит соединенные между собой устройство формирования и обработки сигналов, ЛПЭЭ и антенну, опору, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой, проходящей через центры плоского отражателя и раскрыва антенны, устройство горизонтального перемещения, средство измерения расстояния от начала отсчета, связанного со стойкой, до плоского отражателя, отличающийся тем, что между ЛПЭЭ и антенной включена съемная дополнительная ЛПЭЭ из набора ЛПЭЭ с дискретным изменением электродинамической длины.6. A stand for adjusting and calibrating radar level gauges, comprising a rack configured to mount a radar level gauge, which contains interconnected signal conditioning and processing devices, LETE and antenna, a support, a flat reflector mounted on a support perpendicular to a straight line passing through the centers of the flat reflector and aperture of the antenna, a horizontal movement device, a means of measuring the distance from the reference point associated with the rack to a flat reflector, distinguishing I'm in that between LPEE and antenna included detachable additional LPEE LPEE of a set of discrete changes in the electrodynamic length. 7. Стенд по п. 6, отличающийся тем, что дискрет изменения электродинамической длины съемной дополнительной ЛПЭЭ в наборе ЛПЭЭ меньше разности максимального и минимального расстояний до плоского отражателя.7. The stand according to claim 6, characterized in that the discrete change in the electrodynamic length of the removable additional LET in the LET set is less than the difference between the maximum and minimum distances to the flat reflector. 8. Стенд по п. 6, отличающийся тем, что дополнительная ЛПЭЭ выполнена в виде волновода с устройствами согласования.8. The stand according to claim 6, characterized in that the additional LETE is made in the form of a waveguide with matching devices. 9. Стенд по п. 6, отличающийся тем, что дополнительная ЛПЭЭ выполнена в виде двух последовательно соединенных через частичные ЛПЭЭ первого и второго трехплечих циркуляторов, при этом первое плечо первого циркулятора соединено с устройством формирования и обработки сигналов, второе и третье плечи первого циркулятора соединены через частичные ЛПЭЭ, соответственно, с первым и третьим плечами второго циркулятора, а второе плечо второго циркулятора соединено с антенной.9. The stand according to claim 6, characterized in that the additional LETE is made in the form of two series-connected LETEs of the first and second three-arm circulators, the first arm of the first circulator connected to the signal generation and processing device, the second and third arms of the first circulator connected through partial LETEs, respectively, with the first and third arms of the second circulator, and the second arm of the second circulator is connected to the antenna.
RU2017128235A 2017-08-07 2017-08-07 Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels RU2655750C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128235A RU2655750C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128235A RU2655750C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655750C1 true RU2655750C1 (en) 2018-05-29

Family

ID=62560604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128235A RU2655750C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655750C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687896C1 (en) * 2018-08-02 2019-05-16 Сергей Александрович Терехин Device for absorption of secondary radiation in test bench of level gauges calibration
CN119001638A (en) * 2024-10-23 2024-11-22 江西省天驰高速科技发展有限公司 Engineering radar high-precision checking device and checking method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU56600U1 (en) * 2006-03-27 2006-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" STAND OF ADJUSTMENT AND VERIFICATION OF RADAR RADAR LEVELS
US20090282892A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Honeywell International Inc. Method and apparatus for real-time calibration of a liquid storage tank level gauge
RU150883U1 (en) * 2014-07-18 2015-03-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации STAND FOR CALIBRATION AND VERIFICATION OF RADAR LEVELS
WO2017062413A1 (en) * 2015-10-05 2017-04-13 Honeywell International Inc. Density compensation for electromechanical liquid level gauges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU56600U1 (en) * 2006-03-27 2006-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" STAND OF ADJUSTMENT AND VERIFICATION OF RADAR RADAR LEVELS
US20090282892A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Honeywell International Inc. Method and apparatus for real-time calibration of a liquid storage tank level gauge
RU150883U1 (en) * 2014-07-18 2015-03-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации STAND FOR CALIBRATION AND VERIFICATION OF RADAR LEVELS
WO2017062413A1 (en) * 2015-10-05 2017-04-13 Honeywell International Inc. Density compensation for electromechanical liquid level gauges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687896C1 (en) * 2018-08-02 2019-05-16 Сергей Александрович Терехин Device for absorption of secondary radiation in test bench of level gauges calibration
CN119001638A (en) * 2024-10-23 2024-11-22 江西省天驰高速科技发展有限公司 Engineering radar high-precision checking device and checking method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8576657B1 (en) Method for calibrating a plurality of data channels in a vector sensor
BR102015001678B1 (en) System and test method for a radar unit
CN105717497A (en) System for calibrating a distance measuring device
CN112859076A (en) RCS imaging measurement device and measurement method for low-scattering target
RU2655750C1 (en) Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels
JP6832152B2 (en) Gas concentration measuring device and its calibration method
CN104280626A (en) Reflectivity level laboratory calibrating and measuring device for small cylindrical object anechoic chamber
RU2655753C1 (en) Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels
JP5932746B2 (en) Media boundary position measurement system
US7498977B2 (en) Field probe form the angular response of a rigid body
EA034736B1 (en) Metrological stand for verification and calibration of level meters and level alarms
RU56600U1 (en) STAND OF ADJUSTMENT AND VERIFICATION OF RADAR RADAR LEVELS
RU2316898C1 (en) Method for simultaneous measurement of frequency dependencies of doppler frequency shift and time of expansion of short-wave signals in ionospheric radio line
US7806249B2 (en) Radar system characteristic determination
EP4431936A1 (en) Waveform shaping device and gas concentration measuring device
CN110596662B (en) Distance deviation correction method of MIMO radar
CN215767305U (en) Ultra-high precision radar level meter calibration device
RU2298770C1 (en) Test bench for testing and tuning radar level meters
CN115561316A (en) Ultrasonic detection method and device for simultaneously measuring high-precision stress and thickness
GB2123952A (en) Apparatus for and method of measuring the evenness of a surface
RU2655746C1 (en) Method of level measurement and radio range station with frequency modulation
RU140028U1 (en) STAND FOR VERIFICATION OF LEVELS
Fedorov et al. Comparison of the measurement accuracy of material sample specular reflection coefficient for two types of measuring facilities
EP4285140A1 (en) Device for determining an angular resolution of a radar
RU2654215C1 (en) Method of measuring distance by range finder with frequency modulation

Legal Events

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

Effective date: 20190808

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载