Способ определения объема резервуара и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ фСВИ ЕТИЛЬСТВУСойй"Социа3Ре оветскикистическихпублик 1767529 1) Дополнительн 2) Заявлено 01,0 к авт. свид 21) 2501990/18-10 С 01 Г 17 с присоединением23) Приоритет аявки 3) УДКб 81,121::542.31088.8),Опубликовано 3009,80, БюДата опубликования описа етень М 3 30,09,80(71) Заявите ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА РЕЗЕРВУАРАУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1 2Изобретение относится к измери-тивном случае при измеРении больших тельной технике и может быть исполь- сосудов эталонные емкости тоже будут зовано, в частности, для определения иметь достаточно большие размеры,Кро.объема больших резервуаров в неФтя- ме того, заполняющая оба сосуда среной, газовой, химической, пищевой и 5 да должна иметь идентичные Физичесдр. отраслях промышленности. . киесвойства.Известен способ определения емкости сосудов, основанных на законах Известен также способ измерения распределения акустических волн вповерхностей сложных Фигур, состоя- среде, заполняющей измеряемый и эта щий в определении площади плоского лонный сосуды. При этом эталонный конденсатора известной формы, кото- сосуд должен строго совпадать по форрая изготавливается в каждом конкретме с измеряемым. . ном случае. Определение площади обПри одинаковой форме сосудов ре- . кладки осуществляется путем сравне.-. зонансные частоты акустических волн 15 ния показаний измеренной электри-,: зависят от размеров сосудов, Искомый ческой емкости изготовленного конденобъем определяют по частотному сдви- сатора с емкостью эталонного плоскогу резонансных кривых, одна из кото- го конденсатора, Пространство между рых соответствует измеряемой, а вто- обкладками измеряемого конденсатора рая - эталонйой емкости сосудов 11 . Я заполняется специальным твердым диОсновным недостатком этого спосо- электриком, совпадающим по свойствам ба является необходимость изготовлЕ"с диэлектриком, примененным в эталонния эталонного сосуда, конфигурация ном конденсаторе. Расстояние между которого должна строго совпадать с обкладками эталонного конденсатора формой измеряемого сосуда. При проведолжно строго выдерживаться при изгодении измерений резонансные кривые товлении измеряемого конденсатора, должны перекрывать друг друга не бо" т.е. оно известно заранее. С торцов лее чем на половйну ширины по частот- плоский конденсатор остается открыной оси, что снижает верхний предел тым для расхождения энергии электриизмеряемых объемов сосудов. В про" . чдского поля 21 .По технической сущиости изложенный выше способ наиболее близок к предлагаемому техническомурешению и является прототипом.Недостатками данного способа яв-,ляются невысокая точность, сложностьконструкции и изготовления, а такжебольшие габариты, вес и стоимостьаппаратуры для измерения емкостей,которая предназначена для работы влабораторных условиях, выпускаетсяв ограниченных количествах и лучшиеобразцы которой имеют погрешностьоколо 13, что не обеспечивает необходимой точности измерений объемовФа это существенно ограничивает возможность применения этого способа.Целью изобретения является расширение области применения, снижениеэнергетических затрат, повышениеточности измерений и производительности труда при их проведении, а также снижение веса, габаритов и стоимости измерительной аппаратуры.Цель достигается тем, ч;то вовнутреннее пространство резервуара поочередно вводят электроды разного объема, меньшему из которых задаютэювипотенциальную поверхность, гео. Метрически подобную по Форме большему электроду, размещаемому на месте этой поверхности,а искомый объем определяют по величине электрического заряда, сообщенного электродам, и разности потенциалов между электродами заданного объема и поверхностью резервуара,Сущность способа заключается в том, что внутрь измеряемого резервуара помещают пробный электрод, занимающий объем пространства Ч, которому сообщается заряд 8 . Поверхностный потенциал , пробного электрода численно равен разности потенциалов по отношению к заземленному резервуару.В пространство между поверхностью резервуара и пробным электродом потенциал изменяется непрерывно от 3 до Р . Каждому конкретному значению потенциала в этих пределах соответствует замкнутая эквипотенциальная поверхность. Если выделить какую-либо .прс -вольную эквипотенциальную пове к.,ость с потенциалом Р,численное значение которой будет равно разности потенциалов Р, а объем пространства, ограниченный этой поверхностью равен Ч, то искомый .объем резервуа- ра Ч,по известнью Значениям объемов Ч,и Ч, ограниченных эквипотенциальными поверхностями Р = ц, и Ф= Ы, соответственно, определяется Формугде = в ,отношение ограниченныхЧд.эквипотенциальными поверхностями объемов,К - коэффициент формы, характеризующий конфигурациюизмеряемого резервуара.На близком расстоянии эквипотенциальная поверхность ямало отличается по форме от поверхности с потенциалом Р, созданной заряженным проб-.ным электродом. Подобие форм эквипотенциальных поверхностей с потенциалами 9, и Р (соответственно, ограничейное ими пространство Ч и Ч )1окажется тем точнее, чем меньше ихобъем по отношению к измеряемому резервуару Ч (на практике это различиесоставляет не менее три порядка).Наличие на пробном электроде острых5 выступов заметно сказывается на различии Форм, даже расположении эквипотенциальных поверхностей Р и Рфпоэтому наиболее предпочтительнымиоказываются электроды сферической20 ФормыС учетом указанных условий можносделать вывод, что поочередное введение двух сферических электродов сравными зарядами не изменяет картиныраспределения потенциала внутри резервуара, которыйможет быть заполнен жидким и газообразным однороднымдиэлектриком,Все сказанное остается в силе втом случае, если применять пробные30 электроды, повторяющие Форму измеряемого резервуара. При этом значение коэффициента Формы К в Формуле(1) принимается равным единице, нопредъявляются более жесткие требова 35 ния к выбору точки размещения иориентации пробных электродов в пространстве, ограниченном стенками,резервуара.На чертеже приведен возможный ва 40 риант устройства для реалйзации данного способа, электрод в которомимеет сФерическую форму.Устройство состоит из прибора 1для измерения потенциала, устанавливаемого на крышку 2, которая замыка 45 ет горловину измеряемого резервуара3 и имеет с ним гальваническую связь,пробного электрода 4, второго пробного электрода 5 (изображен пунктиром) и проводников б и 7.Одна из клемм прибора 1 проводником 7 непосредственно соединена сосферическим пробным электродом 4.Пунктирной линией на чертеже обозначено положение второго сферического55.электрода Измерение объема производится следующим образом.Примерно на одинаковом расстоянииот противоположных стенок внутри ре-зервуара 3 размещают пробный электрод 4, соединенный тонким проводником с измерительным прибором 1.Элект-род 4 занимает известный объем пространства Чб . После измерения потен-.циала,электрода 4 его извлекают, и767529 Формула изобретения каз 7179/дписное ИПИ аж 8 ал ППП Патент,ород,ул.Проектная,4 на его место помещают пробный электрод 5, несколько больыего объема Ч,Центры сферических электродов 4 и 5 располагаются в одной и той же точке пространства. После измерения потенциала электрода 5 определяется искомый объем Чр.Способ. прост в эксплуатации и не требует разработки специального оборудования. Использование его устраняет необходимость изготовления и перевбэки большого разнообразия форм крупных эталонных сосудов и расширяет максимальный предел измеряемых резервуаров, Измерение можно проводитьв любой однородной диэлектрической среде. Процесс измерения занимает малое время с небольшими энергетическими затратами, точность измерений повышается при снижении затрат . в .:.:на потребное измерительное оборудование. 1. Способ определения объема резервуара с электропроводящей внутренней поверхностью, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью пониже- ния энергетических затрат, повышения производительности труда, расширения пределов измерения и снижения затрат на оборудование, во внутреннее пространство резервуара поочередновводят электроды разного объема, меньшему из которых задают эквипотенциальную поверхность, геометрическиподобную по форме большему электроду,размещаемому на месте этой поверхности, а искомый объем определяютпо величине электрического заряда,сообщенного электродам, и разностипотенциалов между электродами задан"ного объема и поверхностью резервуа"ра.2. Устройство для осуществленияспособа по п. 1, содержащее электрод, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения измеряемых резервуаров и ограничения конфигурации используемыхэлектродов,оно снабжено дополнительным электродом, причем оба онивыполнены сферической формы.20 3. Устройство для осуществленияспособа по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, упомянутые электроды выполнены йодобной меж ду собой Формы, совпадающей с формойрезервуара, но с закругленными гранями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 476451, кл. С 01 Г 17/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 276449, кл, С 01 В 7/32, 1969