Гидростатический уровнемер

О П И С А Н И Е)972235ИЗОВЕВТИНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 26.12.80 (21) 3225789/18-10с присоединением заявки-51 01 Г 23/1 23) Приори еударствеллый комитет СССРБюллетень4 сания 17.11.82 Опубликовано 07.11.8Дата опубликования ло делам изооретеи и открытий2ют Изобретение относитс остатическим и пневмометрическим ерам, используемых в основном дл ения уровня воды в открытых водны ах, например водохранилищах, озе х, бассейнах и т. д. 5По основному авт. св.608059 известен гидростатический уровнемер, используемый преимущественно для открытых водных объектов, который содержит измерительную трубу, погружаемую открытым концом в контролируемый объект и подсоединенную верхним концом к выходу пневматического нагнетающего устройства и к одному из входов блока сравнения, второй вход которого подсоединен к задатчику давления.Пневматическое нагнетающее устройство 5 управляется импульсами с генератора, управляемого сигналом от триггера, поступающим на генератор через пневматический клапан. Триггер включается при помощи пусковой кнопки 1,оПри включении триггера срабатыва два пневматических клапана: через первый запускается генератор импульсов, через второй - измерительная труба, нормально сообщенная с атмосферой при отключенном триггере, подключается к схеме прибора и в нее с выхода пневматического нагнетающего устройства начинают поступать порции газа равной массы.Последние поступают в измерительную трубу до тех пор, пока не сравняются давления на входах блока сравнения: измеряемое и заданное. Как только давления сравняются, выходной сигнал блока отключает триггер, при этом переключатся клапаны таким образом, что полости генератора импульсов и измерительной трубы сообщатся с атмосферой. Цикл измерения прекратится. Величина уровня отсчитывается по цифровому счетчику, подключенному к генератору импульсов,Измерение уровня известным уровнемером ведется определением давления в измерительной трубе, а так как свободный объем в трубе изменяется, то давление в измерительной трубе нарастает нелинейно во времени, что снижает точность измерения.Нелинейный характер нарастания давления осложняет процесс измерения уровня, т. е. требует дополнительных вычислений, использования градуировочных кривых иЦель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения уровня.Указанная цель достигается тем, что гидростатический уровнемер снабжен устройством линейного нарастания давления в измерительной трубе, выполненным в виде расположенного в корпусе сильфона и пневматического усилителя, при этом полость силь- фона и вход усилителя соединены с газовой полостью измерительной трубы, а выход усилителя соединен с полостью корпуса.При заполнении трубы порциями сжатого газа давление в ней растет и воздействует как на сильфон,так и на вход усилителя.Коэффициент усиления усилителя выбирается больше 1,т. е. таким чтобы выход усилителя управлял сильфоном, а именно: при нарастании давления в измерительной трубе сильфон сжимался бы под действием превосходящего давления со стороны выхода усилителя и тем самым уменьшался объем сильфона.Система настроена таким образом, чтобы уменьшение объема сильфона скомпенсировало увеличение свободного объема в измерительной трубе, возникшего при подаче в трубку порций сжатого газа.Таким образом, достигается постоянство объема системы измерительная труба - усилитель - сильфон, а это обеспечивает линейный закон нарастания давления в измерительной трубе и повышает точность измерений.Из уравнения Клайперона-Менделеева где Р - давление;Ч - свободный объем в трубе;М - масса газа;Т - абсолютная температура;Р - универсальная газовая постоянная; )М - молекулярный вес газа;видно, что, если - =сопИ = А, то Р = АМ(2), т. е.давление являющееся по существу выходом прибора, линейно зависит от массы закачанного в измерительную трубу газа. Поскольку масса газа, поступившего в систему, равна М = гп и, где п - масса одной порции газа; и - число порций, то, следовательно,при использовании изобретения, число порций (импульсов) прямо пропорционально давлению газа в измерительной трубе.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого уровнемера; на фиг, 2 - устройство линейного нарастания давления в измерительной трубе.Измерительная труба 1 (фиг. 1) погружена открытым концом в исследуемый водный объект 2.В трубу 1 с выхода пневматического нагнетающего устройства 3 поступают порции газа, которые одновременно поступают на один из входов блока 4 срав 10 15 20 25 нения. Второй вход блока 4 подключен к задатчику 5 давления.Пневматическое нагнетающее устройство 3 управляется импульсами генератора 6 импульсов, к выходу которого подключен цифровой счетчик 7 импульсов. Генератор 6 включается выходным сигналом с триггера 8, который управляет клапанами 9 и 1 О. Последние в одном состоянии включают генератор и измерительную трубу в схему прибора, возбуждая тем самым генератор, в другом состоянии сообщают полости генератора и измерительной трубы с атмосферой.Триггер приводится в действие от пусковой кнопки 11.Для коррекции счета импульсов служит камера 12 с регулируемым объемом.Для обеспечения линейного нарастания давления в измерительной трубе служит устройство 13 (фиг. 2).Отрезок измерительной трубы 1, соединенный пневмоприводом4 с полостью силь- фона 15,размещенного в корпусе 16, показан на фиг. 2. Полость корпуса 16 соединена с выходом пневматического усилителя 17, вход которого подсоединен к газовой полости измерительной трубы 1. Устройство работает следующим образом.При возрастании в измерительной трубе 1 давления, происходящего вследствие поступления в нее в ходе измерения порций сжатого газа, давление в трубе одинаково действует как на вход усилителя, так и на сильфон изнутри.Однако, так как коэффициент усилителя значительно больше 1, с выхода усилителя на сильфон действует большее давление и сильфон 15 сжимается, уменьшая тем самым объем системы измерительная труба - усилитель - сильфон, что приводит к линейному нарастанию давления в измерительной трубе при поступлении в нее порций сжатого газа.Таким образом, предлагаемое устройство компенсирует увеличение свободного объема в измерительной трубе, вызванного повышением давления за счет порций газа точно таким же по величине уменьшением объема сильфона, при этом не компенсируется изменение свободного объема в трубе, вызванное соответствующим изменением уровня в водном объекте. Объем в измерительной трубе перед каждым циклом измерения берется за исходный, он в конечном счете и определяет величину измеряемого уровня.Использование изобретения позволяет повысить точность измерения уровня гидростатическими пневмометрическими уровнемерами, так как достигается линейная зависимость давления в измерительной трубе от количества поступающих в нее порций сжатого газа, т. е. достигается линей972235 Формула изобретения Составитель Н. Варнек Реда ктор Н. Ковалев а Техред И. Верес Корректор Н. Буряк Заказ 7878/27 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ная зависимость выхода от входа прибора. Одновременно упрошается процесс измерения, так как, зная линейную зависимость выхода от входа прибора, можно без дополнительных вычислений и градуировочных таблиц непосредственно отсчитывать в цифровой форме уровень по счетчику прибора, что соответственно сократит непроизводительный труд и повысит автоматизацию процесса измерения,Гидростатический уровнемер по авт. св.608059,отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен устройсвом линейного нарастания давления в измерительной трубе, выполненным в виде расположенного в корпусе сильфона и пневматического усилителя, при этом полость силь- фона и вход пневматического усилителя соединены с газовой полостью измерительной трубы,а выход усилителя соединен с полостью корпуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе