Устройство для одновременного измерения уровня высоты границы раздела и плотности жидких сред

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ, ВЫСОТЫ ГРАНИПЫ РАЗДЕЛА И ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и можетбыть использовано в химической и неф теперерабатывающей отраслях промышленности для одновременного раздельногоизмерения уровня, высоты границы разделаи плотности каждой иэ двух жидких сред,находящихся в технологическом аппарате.Известны устройства для измеренияуровня и высоты раздела сред 11, содер- ожащие гидростатические датчики давления.Основным недостатком этих устройствявляется сравнительно невысокая точность измерения.Наиболее близким по технической,сущности является измеритель граниныраздела двух сред с разной плотностью 2,содержащий четыре отборных устройствадавления, последовательно размещенныена фиксированных высотах, три дифманометра, к первому иэ которых подключены первое и второе отборные устройсява, ко второму - второе и третье, а ктретьему - третье и четвертое, аналоговое вычислительное устройство, содержащее два блока умножения, первый иэ которых своим входом присоединен к выходу первого дифманометра, а второй - к выходу третьего, два блока вычитания, один вход первого из которых подключен к выходу первого блока умножения, а второй вход - к выходу элемента Запрет, входы второго блока вычитания присоединены соответственно одинк выходу второго дифманометра, а второй через третий блок умножения и элемент фЗапрет - к выходу второго блока умножения, блок деления, входы которого присоединены к выходам блоков вычитания, а выход - к запрещающему входу элемента Запрет" и к входу индикатораИзвестное устройство обладает сравнительно невысокой точностью и надеж ностыо, так как его аналоговое вычислительнбе устройство состоит из большого числа функциональных узлов, включенных в определенной последователь690306 ности, каждый из которых вносит погрешность и результат измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности.Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве аналоговое вычислительное устройство выполнено в вид,е трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием, содержащим генератор синусоидальных колебаний с парафазным выходом, к одному из выходных зажимов которого присоединены выходные емкости первого и четвертого отборных устройств, а ко второму выходному зажиму - выходные емкости второго и третьего отборных устройств, трансформатор тока с одной выходной обмоткой и двумя парами плечевых, составленными иэ последовательно соединенных регулируемой и нерегулируемой обмоток включенных согласно в первой паре и встречно - во второй, второй трансформатор тока с одной выходной и пятью плечевыми обмотками, две из которых являются регулируемыми и присоединены к обшей точке устройства, два устройства автоматического уравновешивания, входы конг рых соединены с выходными обмотками, а выходы - с регулируемыми элемента.ми обмоток первого второго трансформаторов тока, а также с первыми двумя показывающими приборами соответстьвенно, причем свободный зажим выходной емкости первого отборного устройства непосредственно, а свободный зажим выходной емкости второго отборного устройства через обмотку второго трансформатора тока подключены к третьему показывающему прибору, свободные зажимы выходных емкостей третьего и четвертого отборных устройств через пары согласно и встречно включенных обмоток первого трансформатора тока и имеющие общую точку обмотки второго ъзансформатора тоха подключены к четвертому показывающему прибору, а свободные зажимы третьего и четвертога показывающих приборов соединены со свободными концами регулируемых обмоток второго трансформатора тока,о 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Выполнение аналогового вычислительного устройства в виде трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием позволяет существенно уменьшить количество функциональных узлов, необходимых для выполнения требуемой пооледовательности математических опера 4ций, что приводит к структурному повышению точности устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема описываемого устройства; на фиг. 2- его этиктрическая схема,Устройство содержит четыре отборных устройства давления с преобразованием в емкость 1, 2, 3 и 4, установленные в карманах 5 и 6, непосредственно соединенных с нижней и верхней частью объема технологической емкости, аналоговое вычислительное устройство 7 и показывающие приборы 8 - 11, Выходные емкости отборных устройств давления 1 - 4 включены в схему аналогового вичислительного устройства 7, к выходам которого присоединены показывающие приборы 8 - 11. Отборные устройства давления 1 и 2, а также 3 и 4 устанавливаются на одном и том же расстояниидруг от друга. Расстояние между отборными устройствами 2 и 3 равно .Аналоговое вычислительное усгройство 7 содержит генератор синусоидальных колебаний с царафазным выходом 12, к одному из выходных зажимов ксторого присоединены выходные емкости 13 и 14 отборных устройств 1 и 4, а ко второму выходному зажиму - выходные емкости 15 и 16 отборных устройств 2 и 3, трансформатор 17 тока с одной выходной обмоткой 18 и двумя парами,плечевых, составленных из последовагельио согласно соединенных регулируемой 19 и нерегулируемой 20 обмоток в первой паре и последовательно встречно соединенных регулируемой 21 и нерегулирувмой 22 во второй паре, второй трансформатор тока 23 с одной выходной 24 и пятью плечевыми обмотками, две из которых (25 и 26) являются регулируемыми и присоединены к общей точке устрйства, лив устройства 27 и 28 автоьртического уравновешивания, входы. которых соединены с выходными обмотками 18 и 24, а выходы - с регулируемыми элементами обмоток 1 9, 21 и 25, 26, а также с показывающими приборами 8 и 9 соответственнс, причем свободный зажим выходной емкости 13 непосредственно, а свободный зажим выходной емкости 15 через обмотку 29 подключен к показывающему прибору 10 с низким внутренним сопротивлением, свободные зажимы выходных емкостей 14 и 16 через пары обмоток 19, 20 и 21, 22 и имеющие,общую точку обмотки 30 и 31 подключены к показывающему прибору 11 снизким внутренним сопротивлением; асвободные зажимы показывающих приборов 10 и 11 соединены со свободными концами обмоток 25 и 26,Устройство работает следующим образом.Блок уравновешивания 27 при помощиизменения количества витков обмоток 19и 21 приводит кок выходной обмоткитрансформатора 17 к нулю, показывающее устройство 8 в этом случае покажет значение уровня Н. Таким же образом устройство уравновешивания. 28 припомощи изменения количества обмоток25 и 26 приводит ток выходной обмотки 24 трансформатора 23 к нулю, отсчетное устройство в этом случае покажетзначение уровня Н 4. При отсутствиимагнитных потоков в обоих трансформаторах тока сопротивление их обмотокблизко к нулю, Поэтому токи, протекаю щие через емкости 13, 14, 15 и 16,будут пропорциональны соответствующимгидростатическим давлениям. Показанияприбора 10 будут пропорционалыы плотности б нижней среды, как как протекающий через него ток будет пропорционален разности токов, протекающихчерез емкости 13 и 15. Таким же образом показания прибора 11 будут прямопропорциональны плотности Р верхнейсреды, так квк протекающий через неготок будет пропорционален разности токов, протекающих через емкости 1 4:и 16,Таким образом, предлагаемое устройсяво позволяет одновременно измерять уровень, высоту раздела границы разделаи плотности сред, причем первые двапараметра измеряются инвариантно по отношению к плотностям сред,Формула изобретения Устройство для одновременного измерения уровня, высола границы раздела и плотности жидких сред, содержащее чечъре отборных устройства давления с преобразованием в емкость, размещенные последовательно на фиксированных высотах, аналоговое вычислительное устройство и показывающие приборы, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в нем аналоговоевычислительное устройство выполнено ввиде трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием, содержащим генератор синусоидалыых колебанийс парвфазным выходом, к одному иэвыходных зажимов которого присоединенывыходные емкости первого и четвертогоотборных устройств, а ко второму выходному зажиму - выходные емкостивторого и третьего отборных устройств,трансформатор тока с одной выходнойОбмоткой и двумя парами плечевых, составленными из последовательно соединенных регулируемой и нерегулируемойобмоток, включенных согласно в первойпаре и встречно - во второй, второйтрансформатор тока с одной выходной 20и пятью плечевыми обмотками, две изкоторых являются регулируемыми и присоединены к обшей точке устройства, дваустройства автоматического уравновешивания, входы которых соединены с выходнымиобмотками, в выходы - с регулируемымиэлементами. обмоток первого и второготрансформаторов тока, а также с первыми двумя показывающими приборами соотзоветственно, причем свободный зажимвыходной емкости первого отборного усп.ройства непосредственно, а свободныйзажим выходной емкости второго отборного устройства через обмотку второготрансформатора тока подключены к третьему показывающему прибору, свободные зажимы выходных емкостей третьего и четвертого отборных устройствчерез пары согласно и встречно включенных обмоток первого ярансформаторатока и имеющие общую точку обмоткивторого трансформатора тока подключенык четвертому показывающему прибору,а свободные зажимы третьего и четвер того пОказывающих приборов соединенысо свободными концами. регулируемыхобмоток второго трансформатора тока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 444945, кл. Ь 01 Р 23/14, 1973,2. Авторское свидетельство СССР М 566138, кл, (01 Р 23/18, 1975