Гидростатический уровнемер жидкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 17.0478 (21) с присоединением заявки Ю (23) ПриоритетОпубликовано 2502.80. б 05287/18; Кл.01 Г 23/1 осударственный комитет СССР по деяам изобретений и открытий,4 (088.8) ата опубликования описания 2502.8(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ Изобретение относится к области метрологии, а именно к метрологическим устройствам для измерения уровня жидкости и объемного расхода жидкости в емкостях и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.Известен гидростатический уровнемер с мембранным чувствительным элементом и электрической схемой, измерения, обеспечивающей контроль уровня в нескольких точках е помощью одного первичного преобразователя 11)Недостатком известного уровнемера является сложность электрической схемы измерения и недостаточная точность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидростатический уровнемер жидкости, содержащий вертикально установленную в емкости Ь -образную иэмерительйую трубку, концы которой расположены соответственно в зонах максимального и минимального уровня, на трубке через равные интервалы установлены детекторы перепада давления, воспринимающие давление жидкости внутри грубки 2). Уровень жидкости внут ЗО инников и В.А. Пучков ри трубки определяется по двум выбранным детекторам. с помощью измерительной схемы.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, так как оно производит измерение уровня и объемного расхода жидкости дискретно, что не позволяет осуществлять измерения с точностью, превышающей величину шага дискретизации, или непрерывно во всем интервале изменения:уровня, что не позволяет получить высокой точности при измерении малых объемов жидкости по отношению к полному объему бака. Целью изобретения является повышение точности измерения при непрерывном изменении уровня и объемного расхода жидкости, для чего изме" рительная трубка снабжена расположенными на одинаковом расстоянии друг от друта перепускными клапанами и поплавком, а первичный преобразова- . тель установлен в изгибе-измерительной трубки, и его выход соединен через формирователь со входом счетчика уровней и цифрового вольтметра схемы измеренияПоб"1 авленйая цеЛь Достигаетсяследующим образом. При уменьшениишага дискретизации (расстояние между двумя перепускными клапанамиблизлежащего уровня) и выборе пер-,вичного преобразователя с диапазоном"измерения, незначительно превышающйм величину шага дискретиэацйи при"тех"йе"отйосительных погрешностяхиспользуемых измерительных средств,мбййб получить высокие точности изме- ц-рения за счет измйрйния йерепададавления не по всей высоте столбажидкости, а"засчет-определенйя пе"репада непосредственно в каждом диапазоне измерения. Одйбвремейно осу"ществляются дискретные и точные отсчеты. Дискретные йзмерейия осуществляются с помощью перепускйого клапана, первичного преобразователя, фоФмирователя и счетчика уровней," сое-диненных между собой кабелем. Точноеизмерение осуществляется" внутри интервала дискретизации (дйапазойизме- -рения) с помощью первичного преобразователя, соединенного с цифровымвольтметром. 25Суммарйая погрешность измерения "будет определяться погрешностямииспользуемого первичного преобразователя и вторичнбго преобразбватеЖ,отнесенными к величине каждого уровня."1 очностьэтих измеренийсуществен"нойревйьХает величину шага дискретизацйи всего уровня в устройствахсуществующих конструкций. Это в целом З 5обеспечивает непрерывную регистрациюуровня жидкости с определением объем";його расхода во всем дйапазоне измеренийКрбме того прйменейие дайного устройства обеспечивает проведение замеров в негерметичной игерметичной емкости и упрощает обработку "результатов.На фиг. 1 представленасгруктур-ная схема устройства для непрерывного измерения уровня и объемного рас(а - график измееййя"уровняжидкости только при дискретномспособе измерения;Яб - график измеренияуровня жидкости внутри интервала дискретизации;в вграфикизмерения уровйя жидкости при сочетаний дийкрет-"ного способа и непрерывного)В состав устройства непрерыв"його измерения уровня входит: ем кость 1, короткая трубка 2 и длинная трубка 3, закреПлЕнныев дйе" емкости и соединенные с пер" 60вичным преобразователем 4. Длиннаятрубка 3 снабжена перепускными клапанами 5, расположенными на одинаковом расстоянйи друг "от друга, Каж-.дый перепускной клапан 5 состоит иэ 65 1 корпуса б, держателя 7, пружины 8 и клапана 9. Торовый поплавок 10 перемещается по длинной трубке 3. Первичный преобразователь 4 кабелем 11 соединен с формирователем 12, сигнал от которого поступает на счетчик уровней 13. Датчик перепада давлений 4 соединен также с цифровым вольтметром 14.УстройстворабОтает следующим образом, Перед началом выработки жидкости из емкости, при заполнении ее жидкостью Фиксируется исходное положение уровня, т, е.Фиксируют в каком диапазоне измерения находится уровень жидкости, этот уровень принимается за начало замера.При прохождении поплавка через клапан идет заполнение трубки 3 жидкостью. Высота поплавка подобрана таким образом, чтобы поплавок, подымаясь и проходя через клапан снизу вверх, обеспечивал необходимое времяоткрйтия клапана, требую-щегося для заполнения пройденного снизу вверхпо высоте трубки диапазона измерения. Заполнение емйос-ти осуществляется до срабатывания верхнего клапана первого диапазона" измерения, после чего заполнение прекращаетсяПри уменьшении уровня жидкости в емкости 1 в первом диапазоне измерения производится"замер-уровня ,при помощи первичного преобразова 1 теля 4, передающего по кабелю 11 сигнал на цифровой. вольтметр 14, который фиксирует на табло величину изменения уровня в первом диапазоне измерения. При дальнейшей выработке жидкости иэ емкости торовый поплавок 10, снижаясь с изменением уровня по трубке 3, проходит через перепускной клапан 5, смонтированный через равные проме" жутки в длинной трубке 3Торовый поплавок 10, нажимая на конусную часть клапайа 9, сжимает пружину 7 и открывает клапан 9. Столб жидкости, находящийся в только что выработанном диапазоне измерения, пере. пускается в емкость 1, этот пере- пуск фиксируется при помощи первичного преобразователя 4, передающего сигнал по кабелю 11 на формиоователь 12 и счетчик уровней 13, на табло которого появляется цифра 2 Далее идет точная фиксация вырабатываемого уровня во втором диапазоне измерения.Нарастание показаний цифрового вольтметра "прбйсхбдит при изменении уровня от верхней отметки до второго регистрируемого уровня. Так, по мере уменьшения уровня жидкости в емкости, торовый поплавок 10, последовательно открывая перепускные кла" пана 9 перепускает столб жидкости ИЗ КажДОго вЫработанного диапазонаизмерения в емкость, фиксируя тем самым в каком диапазоне измерения идет точный отсчет уровня и т, д. по всем уровням,Таким образом будут последовательно чередоваться показания счетчика уровней 13 и цифрового вольтметра 14, показывающего уровень жидкости в диапазоне измерения, обеспечивая таким образом непрерывный и точный замер уровня и объемного расхоДа кости во всем диапазоне измеряемой емкости.После выработкижидкости из послед" него диапазона измерения произвопится заполнение емкости новым количеством жидкости. - " 15При заполнении емкости устройство фиксирует уровень заливаемой в емкость жидкости и проводит систему в исходное положение с точным опреде-" лением уровня залитой в емкость жи 11- 20 кости подготавливая устройство для проведения дальнейшей работы.Общий объемный расход жидкости может быть подсчитан как5ц=.(с я)+с;где п - число уровней до измеряемого,, - объемныя расход между уров- Зонями при градуировке,с; - текущий расход (и+ 1), -гоуровня.График расчитан наоснове формулы Ч= и)+ с; , описывающейиэмеренйе расхода в данный момент . ЗЗвремени предлагаемым устройством(эта формула приведена в описанииустройства), График (фиг. 2) является .алгебраической суммой реэультатбв измерения уровня дискретным способом, при которомсрабатывание уровней фиксируется счетчиком уровней 13, и непрерывным, при котором в каждом интервале дискретизации изменение уровня фиксируется цифровым вольтметром 14. Максимальные. показания цифрового вольтметра соответствуют количеству жидкости, находящейся между соседними уровнями, т. е. эти величины на графиках фиг 3 (а и б ) равны между собой. Поэтбму при алгебраическом сложении графиков получается непрерывная кривая.формула изобретенияГидростатический уровнемер жидкос"ти, содержащий вертикально установленную в емкости Ь -обраэную измерительную тРУбку концы которой расположены соответственно в зонах максимального и минимального уровня, первич-ный преобразователь и схему измерения, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерния, измерительная трубка снабженарасположенными на одинаковом расстоянии друг от друга перепускными клапанами и поплавком, апервичныйпреобразователь установлен в изгибеизмерительной трубки и его выходсоединен через Формирователь совходом счетчика уровней и цифровоговольтметра схемы измерения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРВ 375491, кл. С 01 Р, 23/18, 1971.2. Патент Яйонии М 46-8150,л. 108 Е 4, 1971 (прототип).