Способ определения емкости баллона

(9) - (1 ) 1 Г 17/00 ( С)ПХС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНлЯ)1 И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уральский научно-иссл довагельский институт трубной промышленности(54) СПОСОБ ОПРБДЕГ:НИЧ Е 14 КОСТИ БАЛ Лг 1 НА(57) Изобретение кьсае 1 ся измерения ф 1 лзических геличин и 1 лох ет быть использовано для измерения одьяра "мкости, 1 гапример авто 1.1 обильньх Ьал 11 г 11 ов для с .и 1;енногои сжато 1 о газов, Цель 1 о изобретения является повышение точ;,:сти н расширение фулкциональньх воз 1 ло.11 остей зг счет определения внутреннего объема баллонов и геометрических 11 араметров его наружного контура. Баллон вэвешиаа 1 от, данн 1 ле о массе ба;1 л 1 о 11 а и его плогности поступают в счетно-решающее устройство, 11 апр 1 лмер ЭВГЛ, затем баллон освещают узкой светоИзобретение относится к измерению физических величин и может быть использовано для измерения объема емкостей, например для измерения объема баллонов для сжатого и сжиженного газов.Известсн ",.1 осс опредоле 1 о; .ема юм,пг:те. вкл 1 счаю 1 лил и"слсда:,вте 11 ъ 11 ую откачку газа из эталонной и измеряемой емкостей, путем фиксирования времени откачки из ках;дой ефлхости и давления в начале и вой полосам в плоскости осевого соченид по всему его перимегру. По максимально ра.- сеянным лучам, которые преобразу 1 отся ч отодиодной длатрицей в злектричссклл сигнзл, с помощью счетно-решающего устройства определяют наружные кочтур и обьем, а внугренний обье 11 определяю поРФОРМУЛЕ Чн.= Ч - , ГДЕ Ч 1 н - ВНУТРЕНР 9ний объем баллона; Чн - наружный гбъем баллона; Р - м 1 сса балло 11 а; Р- плот есть материала с 1 енок балло 11; 1 - ускоре ие свободног 1.: падения, Инфор,лац 11 я о ге(метри геских размерах, емкости баллона, сго массе поступает на дисплсй, где высвечиваются дгннь е в цифрово 11 форк 1 е. Изобре-ение позволяет измерить емкость бал;.Л 1 оэ любого сортамента, применять его в поточ. ных линиях, увеличить точность измер" 1111, повысить производител.нос.ь, дать широкую информацию о качестве изотос:лс 1;11 я баллонов и тсм самым оперзтис)1 о вмешиваться в технологический процесс с це 1 ью устранения недостатков, 2 ил. конце откачки и последующе енияобьема.Недостатком этого способа являетсянизкая точность изк 1 ерения ввиду того, ггоза время о 1 качкигаза из зталонной емкостидавление в 11 змерямой .;.:ост 11 мок:13м:.ччться, 11 апр)мер, 43-з 11 ко ба 11 йпературы внешней среди.Известен способ определения обьемаемкости путем измерения количества содер 1707 б 79жащегося в ней рабочего вещества. В качестве последнего используют гаэ, находящийся при заданных, ловиях, количество которого определяют пс массе жидкости, вытесненной при тех же условиях из устрой ства и пропорциональной объемной замене газа жидкостью при полном откачивании газа из емкости. При использовании этого способа измеряют давление газа и массу/жидос. 10Этот способ неэкономичсн ввиду трудоемкости операций и больших временных затратах.Известны также способы определения внутреннего объема емкости с помощью пе репада давления воздуха в эталонной и измеряемой емкбстях. Все эти способы требуют значительно о времени для установления переходных процессов, а также перепад давления воздуха в емкостях зависит от температуры. 20Известен способ, д котором по частоте резонансного пика определяют объем емкости.Недостатком этого способа является то, что на точность измерения объема емко сти влияет температура, хотя и в меньшей степени, чем в пневматических методах,В настоящее время наиболее широкое применение нашел способ определения объема емкости с помощью жидкости, на пример водЬ, котс, ю заливают в емкос 1 ь, взвешивают емкость с водой, воду выливают, взвешивают пустую емкость и, знал плотность воды, по разнице масс пустого и Наполненного жидкость,о баллона опреде 35 ляют его внутренниь объем.Недостатками этого способа явля ются трудоем;ость операции и длительность процесса по времени, а также сложность механизации процесса 40Известно устройство для определения наружного объема тел вращения, которое работает следующим обре:,ом, Тело в процессе.его движения по ленгочному транспортеру освещают узкой светсвой полосой 45 перпенди куля рно его оси и по величине с ретового сигнала. преобразованного в электрический сигнал с помощью пр емника излучения, вычисляют диа;",етр тела в определенных точках, площадь поперечного се чения, а затем наружный объем, Источник светового излучения установлен с одной стороны транспоотера, а приемник излучения - с противоположной. Данное техническое решение принимаем за прото 1 ип. 55Оуц э ", г,г.и,г. о.;1 л:, =того с 1 гойет;,нф -, л" . ,. .;..,1(,:.1.л Овьедо 1 е 3 Кфоме тОо, 1 очность измерения нвгружного объема зависит от частоты измерения диаметра, чем чаще производят измерение, темточнее вычисление наружного объема.Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей эа счет определениявнутреннего обьема баллонов и геометрических параметров его наружного контура.Для этого баллон взвешивают и освещают в плоскости осевого сечения по всему егопериметру узкой световой полосой. Внеш-ний объем баллона определяют по максимально рассеянным лучам света, авнутренний - по формуле,РЧвн = ЧнР 9где Чвн - внутренний обьем баллона;Чн - наружный обьем баллона;Р - масса баллона;р - плотность материала стенок, иэ которого изготовлен баллон;9 - усков.ние свободного падения.Введение операции взвешивания баллона необходимо для определения объемастенок. Зная массу баллона и плотность ма-териала стенок, можно определить обьемстенок по формулеРР 9Освещая баллон узкой световой полосой в плоскости осевого сечения по всемуего периметру,.-о максимально рассеяннымлучам света срг у определяют наружныйконтур баллона, а по нему - наружный обьем, Для этого отраженные рассеянные лучивоспринимаются фотодиодной матрицей,которая преобразует световые лучи в электрические сигналы, Опросив ячейки матрицы,счетнс-решающее устройство вычисляетнаружный обьем, В счетно-решающее устройство подаются данные о массе баллона,устности материала стенок и заложенапрограмма для вычисления внутреннегосбьема по формулеРЧвн Чн -Р 9За счет получения непрерывного контура баллона повышается точность определения наружного ооьема, в то время как впрототипе определяют диаметр в дискретных,точках,Новым по сравнению с прототипом является определение наружного контура баллона с помощью световой полосы,освещающей баллон в плоскости осевогосечения по всему его периметру.Фиг,1 и 2 поясняют предлагаемый способ.квыполненными продольньми прорсзями 3. Баллон 4 устанэвлвается между ящиками 1 так, чтобы световая полоса олватывалэ вдоль всего осево-о сечения 5 по всему его периметру, Световые лучи отражаются от баллона по всем возможным направлениям; .назад, вверх, вниз и так далее, т,е. будут рассеянными. Мэксил элъ)4:.й угол рассеянных лучей не Оудет превышать с лэдз)ощям лучом 90 (гри условии, что свето:.эя полоса достато гно узкая), Нгд баллоном параллельно пл=скости световой(возможны варианты произвольного расположения мачрицы) расположена светодиодная матрица 6, кото- зя ввисил 1 о т 1 от попадания нэ нее Отраженных рассеянных лучей изменяег состоя)Ие своих ячеек, например засвеченные ячеики обпэдэготмалым сопротивлением, э незасвеченные боль- ШИМ. СЧОтНЭ-рЕЮагоцгг уСтроййтВО, НаПрИ- мер ЭБМ, последовательно опоэшивает ячг.йки матри)ы и пп результатам опроса вычисляет все ге-.:е Гические параметры, вычерчивает нэ дисплее нэрух;ный контур, радиусы закругления сферических частей, наругкный Объем. Затем баллон поступает нэ учэсто:; гзвешигэ 1 я, где с помощьО зле:.трг ннь)к агсо; оределяотся ого масса, Дэ 4 ные о кассе пост,.:пэюг ь счетно-решаю- ЬцМ уГ 1 рОйСтво, ГрГ);,Сдяари)ЕЛЬ.)О ЗаЛО- жены прогрэ):э для вы .Исления вну р"ннего Об ал)а и данные о плотности ма 1 ериэла стано. Счетно-решаю)цее устройс. во Обрэоэт ):.эо информацию и на дисплее высвеив;ется вели 4 ннэ в)4 угреннего обьсма бэ; );э и его л 4 эсс)Данные о внутр; нем об)ье 1 г; и массе также поступают :э гпе 4 Овс ную мэи)ину,П р и и е р. По.пе освеьцг 4)я баллона узкой свстовой полосой и обработки информации ЭРЬ 1 получэютследуюш.; наружный контур диаметр 2 9 мм, радиус закругления дница 109 мм, радиус закругления горловины 110 мм, длина контура 1680 мм. Тогда Объем цилиндриче кой час ги баллона сосавт (1 680-109 - 110) 52517295 мм17 л;бьемерической части днища(110) - 2 о 52000 ммз2 662 То й объем баллона сосга нару вит вн 9 Где ЧвнЧнР - мР0 торогои9 м баян)он баллона; внутрзннии обнаруНый обьеасса баллона,лотность матер готовлен бэллоскорение свобо иалэ стенок, и н;дкого падения 52,517 + 2,662 + 2,59 = 57,769 длПусть плотность металла л 4 арки 30 ХМА7,82 кгдм , а масса бэллоа после айве 4 вания 62 кг, тогда Объел), Отир,;Й 3.",ь,,"сметалл, составит Ы 2:772 = 7,92 дм.Отсюда внутренний Обьем болг)О -;57,769-7,920 - 4 О,849что свидетельствует о бракованной продукции, По геометрическим парамс гр,юбаллона, высвечиваел м на дисппс-, ицугпричину брака (напри.ер, длина баяло 4 эмала или мал диаметр баллона.и т.д,),Изобретение позволя -т исклю И 1 ь длительные Операции нэл)4 к-.н)чя воды, бзлЛО), ВЗЭЕШИВЭНИЯ ОЭЛЛО)Э С ООДОй,выливания воды, повысщь инфорл 4 зтив. сгность о качестве изготовления балл; на иулучшить услов" я труда.Формула изобретенияпособ Определения ел 1)Оси бд-ло.4 э,включаюгций Освегцение баллона узой свеО 1 ф.тОВОй ПОЛОСОИ, ПрЕОбрЭЗОГаНИЕ Скг.ОВ,Осигала в 4 пектриеский, Определе)"е )1 й-,ружного обьсма баллона, о т л и ч э )о ьц и йс я тем, 4 то, с целью г)овьюг)4 ия точ 4 ОС 1 Н и1 г РЭСШИРЕНИЯ фУН.ЦИО 4 дЬ)4 ЫХ ВЭЗМР,",14 Остей за счет опредепения внутреннего Объел;а балле 4 э и геометрических пэрэл";.г вего наружного контура, бэг дон взве 4 ивэют,освещают в глоскости Осевого сечения повссмуего г)срил,етру, а):ац)иий Объел:аллена определяют по масимэльно рассеяннымлучам све-а, э внутреИй обьем - по орл 1 уле1707479 оставитель А Губиерсд Ы,ьаргентал й;рректор 0.Цинле ва изводственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагаоина Заказ 261, 1 ираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 11.3035, Москва, Ж, Раушскаянаб., 4/5