Устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н И Я Союз Советских Социалистических Реслуолик(45) Дата опубликования описания 21.11.8, Кошев есоюзный научно-исследовательский ииститу гидрогеологии и инженерной геологии 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРО ПРОВОДЯ ЩЕЙ ЖИДКОСТИЬ П 1 ахРп г Изобретение относится к устройствам для измерения уровня электропроводящей жидкости преимущественно в скважинах, например, при наблюдении за изменениями уровня воды в гидрогеологической практике.Известно устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости в резервуарах, содержащее катушку со сматываемым с нее гибиим измерительным звеномпредставляющим собой, изолирован ную линию связкина которой имеется шкала и укрепленный на спускаемом в скважину (нижнем) конце электрод, связанный через ,проводник с элвктрическим индикатором контакта электрода с жидкостью 11.Наиболее близюии к изобретению по технической сущности является устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости в скважинах, содержащее последовательно соединенные электрод, источник 20 электродвижущей силы, гибкое измерительное звено в виде однопроводной изолированной линии связи (кабеля) н,индикатор контакта электрода с жидкостью, включенные в цепь, замыкаемую электродом через воду 25 и стенки скважины 121.В этом устройстве нарушение изоляции ,измерительного звена приводит к тому, что при контакте электрода с жидкостью происходит разряд источника электродвижущей з 0 силы через ложныи контакт, в результате чего на индикатор поступает сигнал, недостаточный для его срабатывания. Естественный разброс сопротивлений воды между электродом,и стенкой скважины также приведет к колебаниям сигнала, подаваемого на индикаторв пределах, превышающих рабочий диапазон,индикатора.Недостатками устройства являются,невысокие точность,и надежность его и неудобство хранения.Целью, изобретения является повышение точности, надежности,и кампактности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерительное звено выполнено в виде неизолированного проводника и подключено к индикатору через дополнительно введенный ограничитель напряжения, иричем чувствительность индикатора с ограничителем напряжения и мощность источника электродвижущей силы согласованы таким образа, что порог чувствительности индикатора;7-";: ,;-. 77744735 40 45 50 1 щэ Р ип 55 где 1 Йб иах 60 Р и 65 Рь и - максимальное;возможное сопро.тивление,воды в цепи между электродом,и стенкой скважины; Р ии - мянимальное Возмоюное сопротивление контакта измерительного звена со стенкой скважины;Е. - выходное напряжение источникаэлектродвижущей силы; а также тем, что ограничитель напряжения выполнен в аиде включенного параллельно индикатору стабилитрона и подключенного к ним ограничительного резистора.Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема устройства в рабочем положении;на скважине.Устройство включает электрод 1, подключенный через источник 2 электродвижущей силы к гибкому измерительному звену 3 (металлической ленте со шкалой), которое соединено с входом ограничителя 4, состоящего из балластного сопротивлечия 5 я стабилитрона б; индикатор 7, подключенный к выходу ограничителя 4; катушку 8, на которую наматывается измерительное звено при помощи ручкин 9; корпус 10 катушки; корпус 11 источннка 2 и клемму 12.На чертеже изображены стенка 13 скважины, частично заполненной, водой, эквивалентное переходное сопротивление 14 зоны контакта измерительного звена со стенкой скважины и эквивалентное сопротивленяе 15 воды между электродом 1 и стенкой скважины, возиикающее при коцитакте электрода с водой. Порог чувствительности индикатора 7 с входа ограничителя 4 и выходное напряжение Е источника 2 подобрань в соответствии с формулой; 1 Рд 1 ЙУи г 11где Рь - сопротивление 15;Я - сопротивление 14, а напряжение среза ограничителя 4;не выше верхнего предела,индикатор а 7.При работе устройства индикатор 7 и ограничитель 4 подключаются к стенке скважины 13 клеммой,12. Измерительное звено 3 сматывается с катушии 8 при помоши ручки 9 до соприкосновения электрода 1 с,водой. Отсчет уроьня производится в момент касания электрода воды по жкале ,измерительного звена 3. При срабатывании индикатора 7 под дейстьием тока, проходящего по цепи источник 2 - сопротивление 15 воды - стенка 13 скважины - измерительное звено 3 - ограничитель 4 с сопротивлением 5;и стабилитроном б - индикатор 7. При этом, если измерительное звено 3 касается стенки скважины (обсадйой трубы) 13, то в месте контакта появится переходное сопропивление 14, которое в связи с присутствием на поверхности стенки скважины окислов, грязи, жировой или водя 5 О 15 20 25 30 ной пленки и в связи с явлением поляризации в зоне контакта никогда не будет равно нулю. Поэтому часть энергии сигнала источника погааится на сопротивлении 14, а часть ответвится в цепь нндикатора 7 с ограничителем 4.При слабом сигнале сопротивление стаОилитрона б будет значительно большим, чем входное сопротивление индикатора 5, н,почни весь ток ответвится в индикатор. При большом сигнале, когда не происходит касания измерительным звеном 3 стенки скважины 13 или сопротивление 14 велико, сопротивление стабилитрона б упадет, ток через него увеличится, а основная энергия сигнала погасится на сопротивление 5, Напряжение,;подаваемое при этом на индикатор 7, будет равно напряжению стабилизации стабилигрона б, которое не превосходит верхнего предела, индикатора 7. Работоспособность устройства обусловлена тем, что параметры индикатора 7 и источника 1 согласованы по токунапряжению и со,противлению таким образом, что минимальное напряжение, выделяемое на сопротивлении 14, больше, порога чувствитель,ности индикатора 7 с входа ограничятеля 4, максимальное напряжение на индикаторе 7 ограничивается стабилитроном б, а ток - сопротивлением 5 ограничителя,и сопротивлением,внешней по отношению к индикатору и ограничителю цепи. Формула изобретения 1. Устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости, содержащее последовательно соединенные электрод и источник электродвнжущей силы, подвешен,ньге на спускаемом к контролируемой жидкости конце гибкого измерительного звена, и ичдикатор, установленный на другом конце измерительного звена, о т ли ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности, надежности и компактности устройства, измерительное звено выполнено в виде неизолированного проводника и подКлючено к индикатору через дополнительно введенный ограничитель напряжения, причем чувствительность яндикатора с ограничителем напряженкя и мощность источника электро- движущей силы согласованы таким образом, что порог чувствительности индикатора;максимальное:возможное сопротивление воды в цепи между электродогм и стенкой скважины; минимальное возможное сопротивление контакта иьмврительного звена со стенкой скважины;/Г Составитель Т. Иноземцеваедактор Ж. Рожкова Текред А. Камышникова Корректор С. Фа аказ477/1475 Изд,544 Тираж 810ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5 одписное открытий Харьк, фил. пред. Патент Е - выходное напряжение источникаэлектродвижущей силы;2, Устройство по п. 1, о тл,ич а юще ес я тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде включенного параллельно индикатору стабилитрона и подключенного к ним ограничительного,резистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США2207873, кл. 73-304,5 опуолик. 1960. 2. Авторское свидетельство СССР73689, кл. б 01 Г 23/24, 1949 (прототип),