Гидростатический уровнемер

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублииОпубликовано 07.09,81. Бюллетень М 33 вю делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 07.09,81(54 ГИДРОСТАТИЧЕСКИ ВНЕМЕР тройства создания противодавлев качеств ния испол ьэует и воздухом, кот оты в ла. уров еньшение габарито тости ра. Эта цель достигается тем, что чувствительный элемент снабжен вторым сильфоном с большей эффективной площадью, образующим общую герметичную полость с полостью под. пружиненного снльфона, подвижное днище ко. торого жестко соединено штоком с подвижным днищем второго сильфона, расположешого внутри устройства создания противодавлення, выполненного В виде третьего сильфона, снаружи подвижного днища которого установлен исполнительный механизм.Внутренняя полость чувствительного элемента вакуумированаНа чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства. гИзобретение относится к области приборо.строения и может быть использовано для измерения уровня воды как в прибрежной, таки воткрытой части моря, в частности в районах океанского шельфа.Известны устройства для измерения уровняводы в море, основанные на гидростатическомпринципе измерения, с компенсацией неизмеыной (постоянной) части давления столба воды,осуществляемой противодавлением, подаваемымво внутреннюю часть дифференциального чувствительного элемента. Противодавление создается за счет сжатия воздуха, находящегося в по.лости внутри прибора, внешним гидростатичес.ким давлением 111,Наиболее близким к изобретениюпо техни.ческой сущности является гидростатическийуровнемер, содержащий чувствительный элементвыполненный в виде подпружиненного снльфо.на, связанного с преобразователем перемещения, соединенным с регистратором, и устрой.ство создания противодавлення 21.Недостатком его является низкая надежностьработы и громоздкость конструкции, так как иновыи баллон, наполнен рый не обеспечивает длиорской воде и является камеры составляет 15 л)является повышение н861957 4 значении Ро), эффективная площадь силь. фона 8 равна ;,: то при перемещении дна сильфона 8 на величину др давление внутри этой системы Рп может быть определено по формуле 3В герметичном корпусе, состоящем из ос.нования 1, кожуха 2, установлен чувствительный деформационный элемент давления, выполненйый в виде подпружиненного сильфона3 и второго сильфона 4 с различными эффективными площадями. Подпружиненный сильфон 3 с меньшей площадью воспринимает измеренное наружное давление Рн, величина ко.торого определяется высотой столба воды надустройством, Второй сильфон 4 с большей эффективной площадью воспринимает противодав.ление. Днища сильфонов 3 и 4 соединены штоком 5. Значение заданной чувствительностидвухсильфонного чувствительного элемента может быть обеспечено пружиной б, Перемещениештока воспринимается преобразователем 7, который преобразует это перемещение в электрический сигнал или сигнал другого вида, Второй сильфон 4 и преобразователь 7 установлены внутри устройства создания противодавления, выполненного в виде третьего сильфо.на 8, снаружи подвижного днища которогоФустановлен исполнительный механизм 9 с кинематическим узлом 10. Двухсильфонный чувствительный элемент герметизирован и еговнутренняя полость вакуумирована, что уменьшает величину перемещения сильфона 8, создающего противодавление.Преобразователь 7 при погружении и подъеме устройства управляет работой исполнительного механизма 9, а в режиме измерения -полученный сигнал преобразователя записывается регистратором 11. Режим и длительностьизмерения давления (уровня воды) задаютсяпрограммным устройством 12,Устройство работает следующим образом.,После герметизации корпуса устройства величина начального значения противодавленияравна атмосферному давлениюРп =РатмсссгПа Р о Чо "А Ч-бд 6 и двухсильфонный чувствительный элемент 3находится в равновесном (нулевом) положении,После погружения устройства в море гщ.ростатическое давление (внешнее) Ри воспринимается сильфоном с меньшей эффективнойплощадью 5 и чувствительный элемент давле.ния выходит из начального положения,. Перемещение сильфона и штока 5 воспринимаетсяпреобразователем 7, в результате чего исполнительный механизм 9 и кинематическийузел 10 воздействуют на сильфон 8, перемещая его в сторону уменьшения внутреннегообъема системы создания противодавления,Это приводит к увеличению величины Рь.Если начальное значение объема системыпротиводавления равно Чо (при начальном Противодавление воздействует на чувстви тельный элемент со стороны снльфона 4 с эффективной площадью 5 н возвращает элемент в начальное положениеНачальное положение будет восстановленопри удовлетворении следующего условия 15 о) 5 м =Рпо Ро)55.где Р, - . давление внутри двухсильфонногоэлемента;РИ - полное значение наружного давления,Отсюда получаем, что Из вышеприведенного следует, что если в 25 гидростатических уровнемерах известной конструкции величина противодавления равна величине наружного давления, то при использовании описываемого устройства величина противодавления будет меньше наружного в 5 5 зо раз.Так, нри постановке прибора на шельфе наглубину 200 м полное значение наружногодавления (гидростатического и атмосферного)Ран Ри - 21000 гПа, Если принять, что площади сильфонов Я и 5 относятся 1:10, товеличина противодавления будет несколько больше 2000 гПа.При вакуумировании чувствительного элемен. та (т.е. при Р, = О) величина Рпуменьшается за счет исключения первого члена правой части выражения (2).Создание противодавления величиной в несколько атмосфер может быть обеспечена перемещением сильфона 8 на величину Я, которая определяется из формулы (1).При установке прибора на дно исполнительный механизм 9 отключается и дальнейшее перемещение чувствительного элемента, вызванноеколебаниями уровня моря, воспринимаетсяпреобразователем 7 и записывается регистратором 11.За счет совокупности отличительных признаков обеспечивается повышение надежности иуменьшение габаритов гидростатического уровне.мера для измерения колебаний уровня воды вестественных условиях,Формула изобретения1. Гидростатический уровнемер, содержащийчувствительный элемент, выполненный в видеоставитель Л. Массальскаяехред 3, Фанта Корректор О, Билак актор О, Филиппова Подписно 28/34 Тираж 702ВНИИПН Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. Заказ 5 ПП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 861957 6 подпружиненного сильфона, связанного с пре- ружи подвижного днища которого установлен образователем перемещения, соединенным с исполнительный механизм.регистратором, и устройство создания проти. Уровнемер по и. 1, о т л и ч а юводавления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, щ и й с я тем, что внутренняя полость чувчто, с целью повышения надежности работы 5 ствительного элемента вакуумирована.и уменьшения габаритов уровнемера, чувстви.1тельный элемент снабжен вторым сильфоном Источники информации, с большей эффективной площадью, Образующим принятые во внимание при экспертизе общую герметичную полость с полостью под. Снежинский В. А. Практическая океанопружиненного сильфона, подвижное днище ко- о графня. Л., Гидрометеоиздат , 1954, с. ЗОЗ торого жестко соединено штоком с подвиж.ным днищем второго сильфона, расположенного 2. Труды НИИ Гидрометеорологического внутри устройства создания противодавления, приборостроения. Вып, 6. ЛГидрометеоиэвыполненного в виде третьего сильфона, сна- дат, 1958, с. 93-96 (прототип).