Пьезометрический плотномер жидкости

(в 12509 П 9 И 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ титут не СР83. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство ССУ 1078281, кл. С 01 В 9/28, 19(57) Пьезометрический плотномержидкости может быть использован внефтйперерабатывающей, нефтехимической, химической, пищевой и другихотраслях промышленности. Выполнениеустройства позволяет расширить егофункциональные возможности как засчет возможности работы в режиме измерителя плотности или измерителяуровня раздела двух жидкостей, таки за счет возможностей перенастройки прибора без конструктивных изменений за счет изменений постоянныхкоэффициентов с помощью задатчиков.В схему плотномера дополнительновведены блок умножения, блок вьтчитания, три задатчика и переключательрежимов работы, при этом выход двоичного счетчика плотномера соединенс выходом блока умножения, на второй вход которого через первый замкнутый канал переключателя режимов работы подключен первый задатчик, через первый разомкнутый канал - третий задатчик, выход блока умножения через второй замкнутый канал подключен к выходному каналу устройства, а через второй разомкнутый канал - к вычитающему входу блока вычитания, на вычитаемый вход которого через третий разомкнутый канал подключен второй задатчик, а выход бло" ка вычитания через четвертый разомкнутый канал подключен к выходному каналу устройства, Кроме того, вторая пьезометрическая трубка снабжена вертикальной направляющей и фиксатором. Плотномер содержит две пьезометрические трубки, погруженные в контролируемую жидкость и соединенные с входами сумматора, выходной сигнал которого подают на первый вход элемента сравнения. Выходы элемента сравнения соединены с управляющими входами пневмоклапанов, к входам которых подключен выход генератора, а выходы которых соединены с входами двоичного счетчика и пнев" матического шагового двигателя, который через преобразователь угла поворота подключен к второму входу элемента сравнения. 1 з.п. ф-лы,1 ил.Изоб 1 етение о ";:осится к контроль" но-измерительойехнике, явется усовершенствов ись гьезометрическо - го плотно еря жидкссти пг,-,-.тсв Р 107828, н, может быть негогьзовяно для измерения ппотносги или уровня разделаФаз дву разнородных жидкостей а неФтеперерабат, лающей, химической пищевой н других ;тр слях промышленности.Цель изобретения - ряс,;е.:;.е Функциональных возмог;.о с" е" нь в ясн."- огоо пьезометрического пготомера путем учета завися .чсти выходного сигнала от изменения уровня раздела сОяэ двух абаз орсдж х тлдкос -На чертеже препставлена схема пьезометрич ".ского глотномера жидкости способного измерять уровень раздела Фаз двух разнородных жидкостей.Плотномер содержит дце пьеэометрические трубки 1 и 2, погруженные в контролируемую жидкость на различную глубину и соединенные с входами сумматора 3, выходной сигнал которого подан ня первый вход элемента 4 срявчения с выходными каналами 5 и б, кот рые з свою очередь соединень с управляющими входами нормально за - крытых пч . о.гаг":.нов 7 и ЯПневмоклапаны соединяют выход генератора пневмоимпульсов 9 с реверсизными входами пневматического шагового двигателя 10 и двоичного счетчика 11 пневмоимпульсов, Преобразователь 12 угла поворота дагового двигателя в давление соединен с вторым входом элемента 4 сравнения, К выходу двоичного счетчика 11 пневмоимпульсов подключен первый вгод блока 13 ум ножения, Кроме этого блока в схеме уравнемера введены блок выч",п анинэадагчики 15-7 и двухпознг 1:,о- - ный четырехполюсиый переклю атель 18 режимов работь., Второй вход блока 13 умножения через гервый з мкнутый контакти,еклочателя 18 режимов соединен с выходом первого эадатчика 15, а через первый разомкнутый контакт - с задатчиком 17, Выход бло. ка 13 умножения через второй замкнутый контакт 11 переключателя 8 под-. ключен к выходному каналу устройства а через второй разомкнутый контакт к вычитающему входу блока 14 вьиитания на вычитаемый вход оторого че реэ третий разо.д. ко-.якт перекл "я ,: Г;," подключентопо,20 25 ЗО 35 45 5 О задатчик 1. Выходной сигнал гока ,4 вычитания через четвертый разомкнутый контакт 17 переключателя 18 подключен к вьходному каналу устройства, Кроме того, вторая пьезометрическая трубка 2 снабжена дополнигельно направляющей 19 с Фиксатором 20.Указанная схема может Функционировать в режиме пьезометрического плотномера жидкости или пьеэометрицеского измерителя уровня раздела двух разнородных жидкостей в контролируемой емкости.При работе в режиме измерителя плотности однородной контролируемой жидкости переключатель 18 режимов работы устанавливается в положение изображенное на чертеже, которому соответствует замыкание полюсов 1-17 с верхними контактами переклю" чателя. При этом на второй вход блока 13 умножения подхлючается эадат" чик 15, а его выход соединяется напрямую с выходным каналом устройства. Задатчики 16 и 17, блок 14 вычитания в данном положении переклю чателя 18 отключеныИсходное состояние измерителя плотности харак - териэуется тем, что на выходах сумматора 3, преобразователя 12 и элемента сравнения 4 установлены нулевые сигналы. Клапаны 7 и 8 закрыты, импульсы с выхода генератора 9 на входы шагового двигателя 1 О и счетчика 11 не поступают. Выходной вал двигателя и преобразователь зафиксированы в нулевом положении, на выходах двоичного счетчика пневмоимпульсов 11 установгены нули.При заполнении емкости контролируемой жидкости на входах сумматора 3 появляются сигналы давления Р, и Р которые соответственно равны Р =,БАЯН, и Р =фН, где - плотность контролируемой жидкости, я - ускорение земного притяжения, Н и Н соответственно глубина погружения первой и второй пьезометрических трубок, Перепад давления на выходе сумматора 3 определяется как Зто приводит к рассогласованию сигналов на входах элемента 4 сравнепия, так как на втором его вхо." де присутствует нулевой сигнал от преобразователя 12. Рассогласование входных сигналов элемента 4(2) ЛР Р АМ где Р , - давление на выходе преобразователя; с - коэффициент преобразования преобразователя; Х - количество пневматических25 импульсов, поступившихпа прямой вход шаговогодвигателя, и двоичногосчетчика,(3) Ввиду того, что все величины в правой части уравнения (31 являются постоянными (кроме Б), то имея на выходе двоичного счетчика число И (преобразованное в соответствующую 4 двоичную комбинацию) и умножая это число в блоке 13 на постоянный коэфофициент К, равный с /86 Н и заданный задатчиком 15 в двоичной форме, получают на выходе блока 13 ум ножения, а через второй элемент замкнутого контакта переключателя 18 и на выходе устройства значение плотности контролируемой жидкости 50 Р=К Н (4) в двоичном коде.Изменение значения плотности контролируемой жидкости в сторону уменьшения приводит к повторному рассогласованию сигналов на входах элемента 4 сравнения и появлению единичного сигнала на выходе 6. При этом открысравнения приводит к появлению на выходе 5 единичного сигнала, который открывает пневмоклапан 7. При этом пневматические импульсы с генератора 9 начинают поступать на прямой вход пневматического шагового двигателя 10 и двоичного счетчика 11 пневмоимпульсов. После каждого поступившего импульса шаговый двига О тель 10 поворачивает выходной валона угол(цена шага двигателя), а двоичный счетчик преобразует поступивший импульс в соответствующую кодовую комбинацию на выходе, Импуль сы с генератора 9 поступают на двигатель 10 и счетчик 11 до тех пор, пока сигналы на входах элемента срав нения не уравниваются и не выполняется условие20 вается пневмоклапан 8 и импульсы сгенератора 9 поступают на реверсивные входы двигателя 1 О и счетчика 11,что приводит к восстановлению равновесия сигналов при новом уменьшенном количестве пневмоимпульсов в счетчике 1 и соответствующей кодовойкомбинации на его выходе и выходеустройства после умножения этой ком-бинации на постоянный коэффициент вблоке 13.Для осуществления контроля за изменением уровня раздела двух жидкостей в области между срезами двух пьезометрических трубок переключатель18 режимов работы устанавливается впротивоположную изображенной на чертеже позицию, При этом, к второмувходу блока 13 умножения подключаетсязадатчик 17, выход блока умножениячерез переключатель подключается квычитающему входу блока 14 вычитанияна вычитаемый вход которого подключается эадатчик 16, а выход блока 14подключается к выходному каналу устройства,После переключения в режим измерителя уровня раздела двух жидкостейустройство работает следующим образомЕсли уровень раздела жидкостей Ннаходится между срезами пьезометрических трубок 1 и 2, то давление навходах сумматора 3 определяется следующими выражениями:Р, - Ррн Рян,+Р рн, (5) Р =РеН, (6) где Р - плотность жидкости в нижнем2слое;Н - глубина погружения пьезометрической трубки 1;- плотность жидкости в верхнем слое;Н - глубина погружения пьезометрической трубки 2;Н - контролируемый уровень раздела двух жидкостей,Давление на выходе сумматора 3 при таком режиме работы определяется следующим выражением:д Р=Р еН -Н (р 8+р р)-р дк . (7)Перепад давления с выхода сумматора 3 поступает на первый вход элемента 4 сравнения. Однако на второмвходе злемента сраьиения ЛР:.;);:д наа- ЛОМ ПРОЦРСстз ИЗМЕ 1)РНИЯ бьЛ У" ТЯНО,; лен нулевой сиги;л с вкгхода презпп=: ЗовяТРЛ 51 12, КОт)С)СЗ ТВРСтвогаЛО НУЛЕВОЕ ПО)-.О)1;:Н .,; .,;, ",ээта Ягового двигателя 0 1, ул;:.ВР: :ъ,- ходнье сигнапы В счетчи;: ствие рассогласования с; яо.;, н: . ХОэах - ттМЕН д Ср ) у) . а Рт ВЫХОДЕС 5 ВЛ я Е т-" Р Г Н ):тЙ у 11- нал, которьй, От".рьвая пневмоОапян 7., разрег.;яет пос упзе,иимпут ь"с .; С ГЕИЕратов т 3 уяа ПряМОй ВХОЛ " :":Га тетя 1 и двоииОто сЧРтчика 1 . 1 )с тЕ Ка;КДОГО тОС У:ттнвРГО тмт, - 1, .:., ДВИГЯТЕЛЬ 1 Ь .:")Ворачинает . Х 11 О- ВЯЛ Ба тО 5 Я ЯВО)Ч.":" "т.,-ПРЕОт".)Р ЯЗ РРТ РГ В СОВ ГвЗт С; О " тЗ. КоОВ т) КатОИНЯ .т НР У тэт:т В т ДРУГОЛ ПОВОР) та аа ".:Ягс.т;"Г,) ГатЕЛя 1 ре)"а",)теток В СООТВРСт" ВУЮЩЕЕ: Вт)Р;1. т) с:-:-) а.) т)ать . до тех л-., пока не т.ьи"иРся ус- ЛОВИЕ, 1, тОГИЧНОР У.Л;ИЮ ),тд НаКО И П:РР 1 ЯД .;ЯВ. - :Р.,ИЯ НЯ ВЬ;ХОте сумматора ьР и давление 1, :.-:. Вь- ,э тР ходе преобразователя .". В данном ЧЯЕ ОТРРДР)ЯЮТСЯ ,ЯЧРН 1.,: ЗОЬЯ РаЗДЕЛЯ э,ВУХ ж;НКОСТ,З:выраженияЬд.пэ1 З КТОРО 0 ВЫ".-Кает э Ч ".;и б,й 5 Г.Р т) я. р у, р;,+.Так как В правой ;астур".:ос 5все Величины ,кроме ь 1 постоянны,.ТО это у)р".".Рьие и)жно зчписятьдую 1 тлм ОбразаьН =К 1, 1,тэ:у 15.- -э. 0117,5+ Р.,тПостоянные К ОВЦуНе:-ьПРИ Положен тИ :,."Р Е К П)т Я. те.т)ут тэ,т "мов работы, со)тве Отву)ве)5 е.;хи -,ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РаЗДРЛЯ фаз ;дУтжИДКОСтЕР, и- СТОЯ)15 Ь)й КООуд).1,1.Р;:,К т ВИСТ ЯВЛР 111 Ы) С ПООИЬЮ З а),Л:ПОДКЛЮЧЯЕТСя К ВЫЧИтсЕ".Оу 8 ХОГ",)тблока 1 ч Вычитания,;: -то:т)ян.-ь) Козфт 11 енп. т)с.,ВНный ОЯГ, чтт-,ПОДЯРТСЯ На ВХОД бЛОКЯ.Ээ УМНОЖЕН)И:-.В КотОРОМ ПРРРМНОжаЕтСЯ С эЫХОДЬт-СИГНЯЛОМ ВОИЧО О с;ЕтИКЯ тРВ,- -.Мпульсов )Р ультат умножения через Второи ВХО, переключателя режимов Ваботы посттчяет ца Вэчитаемь 1 й вход,.чи " Я 51;я,. о )с у 1 ьтят, соответствуюц)й Выряженис 1.1.через ;Рверый Вход пере- ключа: Р).я )ест)".".: - .Рт В Вьходнои кянял усттойс 1;а.Яим .о. ргзом, Введение В схемуизвесО у Ь1 яческотуэ птотно М-ра Д 1 эсИ, 1 Д:М ВЬ ХОДНЫМсиггалс) Рреключат.: я режиОн работбЛОКВ утт".Р 1 Ия, "тОКВ ВЬЬЧИТЯНИЯ И тт).:," ЗЯДЯ;Ч:;ОВС,.)Е )Ит")Ю 1 ИХдвоиньи: числами, позволяет ис;т, ЗУ ".;,", СН;-) И т ) же УтУ тЗОИ" ВО 1)ео)ХО т)1,;С ти НЛН В РЕжИЬ Е 1-.ЗЬР 1)ИТЕЛЯ ."ОТНОСТ 1 КОЯТ)С 1)1 отЕйСР.-; - ДЬ И):. В 5)".:ж)1 Р ИЗМЕРИТЕЛЯ У)ОН)тн ОВЕ ,"-)тона,эвьР ЬОЗЬ)ОжНОэ;" ".тс:,Здоватсльно, об.асти иВозмо)н-.;." его применения ри авто- МЯТИЗ ЯЦИИ Рс) ЗНОО"РЯЗНЬЬХ ТЕХНОЛО ИЧЕСких )ронессов В различных Отраслх ;РОМЬП)ЕННОСТ 1, КОО)Р ТОГО, МВОГО- ,ээ,т,1, т .)-1 ПРЕД- )т Я - ГОРОЦСТ",-а . ОЗВО;тве ";- ОВЫСИТЬ Р т; РНЬ)О: О);. С ЗадаЬ, Юбь;:.:. ЗЯЧЕ 15 я КОЗду.,:)115 РНТОВ - "ИТЬГэа 10 ЦИ." ВСР ВОЗМОЖНЫЕ т:,.".:.НЕ-.Р В РаЗМРРЯХ .;Е)ОМЕТРИЦР ких .:.руб:.1 и Рокостей без необходи-".)15 Й) ОпределяОТх Р у ия а двиГятепя и кт)зблфипР 1 т ч. ) Рдачи реобраз Оля509 О Ллексеер ставительхред З.Чки 1.1 екмар ктор С.Лисина оррек 78 з 4401/3 Тираж ВНИИПИ Госуд по делам иодписСССР ките ственного бретений иПьезометрический глотномер жидкости по авт.св. В 1078281, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения путем учета зависимостк выходного сигнала от изменения уовня раз,цела ф двух разнородных жидкостей, в него дополнительно введены блок умножения, блок вычитания, три " адатчика и переключатель режимов работы, при этом выход двоичног о счетчика плотномера соединен с первым входом олока умножения, второй вход которого через первый нормально замкнутый канал переключателя режи,.1 в работы соединенс выходом первого з:атч"ка, а через первый нормально разомкнутый канал 3 пе, еключателя режимов работы - с выходом третьего задатчика, выход блока умножения через второй нормально замкнутый канал гереключателя режимов работы годключен к выходу плот- номера, а через второй нормально разомкнутый канал переключателя режимов работы - к первому входу блока вьгпдтания, второй вход которого через третий нормально разомкнутый канал переключателя режимов работы соединен с выходом второго задатчика, причем выход блока вычитания через четвертый нормально разомкнутый канал переключателя режимов работы соецинен с вьлэдом плотномера.2, Плотномер по п, 1, о т л ич а ю (ц и й с я тем, что вторая пьезометрическая трубка снабжена верти" кальной направляющей и фиксатором.