Пьезометрический уровнемер

СОНИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОЮ (И)23 1 Е ИЗОБРЕТЕНИ ИСА ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(71) Киевский институт автоматиимени ХХУ съезда КПСС(прототип),(54)(57) ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИИ УРОВНЕМЕРпо авт.св, У 898263, о т л и ч а ющ и й .с я тем, что, с целью повышения точности путем устранения погревности от изменения среднего давления на ламинарном дросселе, уровнемер дополнительно содержит пятимембранный элемент сравнения, положительные входы которого соединеныслинией питания, выход и первыйотрицательный вход - с входом ламинарного дросселя, а второй отрицательный вход - с выходом ламинарногдросселя1089420 го 15 20 40 На чертеже представлена схема уровнемера.Уровнемер содержит погруженные в измеряемую среду две пьезометрические трубки 1 и 2 (трубка 2 погружена на большую глубину, чем трубка 1), соединенные с блоками 3 и 4 питания Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в химической и пищевой отраслях промышленности,По основному авт.св. к 898263 5 известен уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки, соединенные с входами пятимембранного элемента сравнения, третий. вход которого соединен с линией питания и входом ламинарного дросселя, четвертый вход - с выходом ламинарного дросселя и крайними. камерами, а сопло - с регулируемой пневмоемкостью. Регулируемая пневмоемкость соединена с . положительным входом трехмембранного элемента сравнения и через нормально закрытый клапан - с атмосферой. Отрицательный вход трехмембранногр элемента сравнения соединен с соответствующей пьезометрической трубкой, а его выход - с входом импульсатора, выход которого соединен с управляющими входами клапанов и элемента памяти, Вход элемента памя ти соединен с выходом генератора линейно нарастающего сигнала и через второй нормально закрытый клапан - с атмосферой, а его выход является выходом устройства, 30При работе уровнемера на ламинарном дросселе устанавливается перепад давления, определяемый плотностью измеряемой жидкости, и регулируемая пневмоемкость заполняется35 воздухом через ламинарный дроссель и сопло пятимембранного элемента сравнения. При достижении в пневмоемкости давления, равного давлению в пьзометрической трубке, срабатывают трехмембранный элемент и импульсатор. При этом. величина давления, сформировавшегося к этому мо- е менту времени на выходе генератора линейно нарастающего сигнала, запоминается на элементе памяти и поступает на выход устройства, пневмоемкость опорожняется через открывшийся клапан и после снятия импульса импульсатора начинается новый циклизмерения 11 150Недостатком известного устройства является невысокая точность изме- рения, обусловленная тем, что изменение перепада на ламинарном дросселе при колебаниях. плотности жид 55 кости происходит только за счет изменения давления после дросселя. В этом случае происходит изменение не только перепада, но и среднего подлине дросселя абсолютного давления,равного полусумме давлений до н после дросселя и определяющего плотность воздуха на нем. Вследствие этого нарушается линейная зависимостьрасхода воздуха через дроссель отперепада на нем и от плотности жидкости, что вносит определенную погрешность в результаты измерений. Этапогрешность возрастает с увеличением диапазона изменения плотности иразности глубины погружения трубокв жидкость.Цель изобретения - повышение точности измерения путем устраненияпогрешности от изменения среднегодавления на ламинарном дросселе.Поставленная цель достигаетсятем, что уровнежр дополнительно содержит пятимембранвый элемент сравнения, положительные"входы которогосоединены с линией питания, выходн первый отрицательный вход - с входом ламинарного дросселя, а второйотрицательный вход " с выходом ламинарного дросселя.При таком конструктивном выполнении уровнемера изменение перепададавлений на ламинарном дросселе приколебаниях плотности жидкости происходит за счет изменения давлениякак после дросселя, так и перед ним,при этом дополнительно введенныйпятимембранный элемент сравнения изменяет давление перед дросселем таким образом, что при любом значенииперепада на нем полусумма давленийдо и после дросселя, т.е среднееабсолютное давление на нем, является постоянной величиной, определяемой величиной давления, подаваемогов положительные камеры элементасравнения. Это обеспечивает линейнуюзависимость расхода воздуха черезламинарный дроссель от перепада нанем и, соответственно, исключаетприсущую известному устройству погрешность от изменения среднего абсолютного давления на ламинарномдросселе,89420 5 1 О 15 20 25 При этом начинает перемещаться мемб 30 40 45 50 55 3 10 и соответствующими входами пятимембранного элемента 5 сравнения. Третий вход элемента 5 сравнения соединен с входом ламинарного дросселя 6, четвертый вход и крайние камеры - с выходом ламинарного дросселя 6, а сопло - с регулируемой пневмоемкостью 7, Последняя соединена,с положительным входом трехмембранного элемента 8 сравнения и через нормально закрытый клапан 9 - с атмосферой. Отрицательный вход элемента 8 сравнения соединен с пьезометрической трубкой 1, а выход - с входом импульсатора 1 О с дросселем 11. Генератор 12 линейно: нарастающего сигнала содержит ламинарный дроссель 13 и повторитель со сдвигом 14, глухая камера, которого соединена с линией питания и входом дросселя 13, проточная камера - с выходом дросселя 13, а его сопло (выход генератора) - с входом элемента 15 памяти, выполненного, например, в виде линии задержки на такт, и через нормально закрытый клапан 16 - с атмосферой. Выход импульсатора 10 соединен с управляющими входами клапанов 9 и 16 и элемента 15 памяти, выход которого является выходом уровнемера.АУровнемер работаег следующим образом.При подаче.от пьеэометрических трубок давления, пропорционального произведению плотности жидкости на 3 глубину погружения трубок, на входы элемента 5 сравнения элемент 5 сравнения устанавливается в положение равновесия, при котором перепад давления на ламинарном дросселе 6 равен разности давления в пьезометрических трубках 1 и 2, т.епропорционален плотности жидкости.,При этом клапан 9 закрыт и пневмоемкость 7 начинает заполняться через дроссель 6 и сопло элемента 5 сравнениясо скоростью, пропорциональной расходу воздуха через дроссель 6, а следовательно, перепаду на нем и плотности жидкости, Одновременно при закрытом клапане 16 линейно нарастает выходной сигнал генератора 12 линейно нарастающего давления. При достижении в пневмоемкости 7, а следовательно, и на положительном входе элемента 8 сравнения величины давления, равного давлению в пьезометрической трубке 1, срабатывает элемент 8 сравнения и импульсатор10 выдает единичный импульс давления,длительность которого определяетсянастройкой дросселя 11.При этомвыходное давление генератора 12 линейно нарастающего сигнала запоминается на элементе 15 памяти и поступает на выход уровнемера, а черезоткрывшиеся клапаны 9 и 16 давлениеиз пневмоемкости 7 и с выхода генератора 12 нарастающего сигнала стравливается в атмосферу. После снятия.выходного импульса импульсатора закрываются клапаны 9 и 16 и цикл изме,рения повторяется, при этом запомненное на элементе 15 памяти значение выходного давления генератора 12пропорционально величине измеряемогоуровня жидкости и не зависит от плотности жидкости. При изменении плотности измеряемой жидкости изменяетсядавление в пьезометрических трубкахи на соответствующих входах пятимембранного элемента 5 сравнения. ранный блок элемента 5 сравнения иизменяется давление после ламинарного дросселя 6,Одновременно с изменением давления после ламинарного дросселя 6 изменяется давление на соответствующем отрицательном входе пятимембранного элемента 17 сравнения, начинает перемещаться его мембранный блок и изменяется давление на его выходе и, соответственно, на входе ламинарного дросселя 6. При этом перепад давления на дросселе 6 формируется за счет. изменения давления как после дросселя, так и перед ним. Например, при падении давления после дросселя давление перед .ним возрастает на такую же величину, Элементы 5 и 17 сравнения устанавливаются в такое положение равновесия, при котором перепад на дросселе 6 равен разности давлений в пьезометрических трубках 1 и 2, а полусумма давлений до и после дросселя 6 равна величине задающего давления, подаваемого на положительные входы элемента 17 сравнения, Это обеспечивает постоянное значение среднего абсолютного давления на ламинарном дросселе и, соответственно, пРопорциональную зависимость между расходом воздуха через дроссель и плотностью измеряемой жидкости, что исключает погреш5 1089420 ность от изменения абсолютного давления .на дросселе.Экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении точности измерения уровня и доэнрования аидкостей,плотность которых в ходе технологического процесса мозет изменяться. Составитель И.РачковТехред ИМадь Корректор Л.Пилипенко Редактор А.Курах Филиал ППП патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4вВвамиеюамееЗаказ 2920/38 Тирак 610 ПодписноеВЯИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, 3-35Раущская наб., д. 4/5