Устройство для определения количества жидкости в резервуаре

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства для измерения количества содержащихся в различных емкостях агрессивных и неагрессивных жидкостей. Сущность изобретения: устройство содержит полый резиновый шарик на оптоволоконном световоде, соединенном одним концом с источником, другим - с приемником света, связанным с индикатором через усилитель и преобразователь. Оптоволоконный световод , проходя через полость в корпусе перед приемником света, изогнут в форм-; петли и через ее центр проходит предохранительная ось, закрепленная обеими концами з корпусе устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 Е 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4868820/10 (22) 25.09.90 (46) 23.10,92, Бюл. N 39 (72) В.И.Кабанов, А.А.Магирко. M.À.Móñàëåâ и А.Н.Литвиненко (56) Авторское свидетельство CCCPN

"268989, кл. G 01 M 15/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства для измерения количества

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в нефтяной промышленности для измерения количества содержащихся в емкостях агрессивных и неагрессивных жидкостей.

Известно устройство для определения количества жидкости в емкости по высоте ее столба, содержащее излучатель, приемник и электронную схему обработки сигнала, Измерение уровня осуществляют по времени прохождения ультразвуковыми колебаниями расстояния пт излучателя до границы раздела двух сред и обратно до и риемников излучения, Недостатками данного устройства являются возможность измерения количества жидкости только в обьемных единицах, его сложность и дороговизна.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения количества жидкости в емкости, выбранное в качестве прототипа.

„„Я „„1770764 А1 содержащихся в различных емкостях агрессивных и неагрессивных жидкостей, Сущность изобретения: устройство содержит полый резиновый шарик на оптоволоконном световоде, соединенном одним концом с источником, другим — с приемником света, связанным с индикатором через усилитель и преобразователь. Оптоволоконныл световод, проходя через полость в корпусе перед приемником света, изогнут в форм-., петли и через ее центр проходит предохранительная ось, закрепленная обеими концами в корпусе устройства. 1 ил.

Устройство для определения кэличества жидкости в емкости состоит иэ резинового молотка, пьезодатчика, электэически связанного с индикатором через усилитель и преобразователь.

) .Ъ

Измерение уровня жидкости о:уществляют путем регистрации пьеэодатчлка частоты вертикальных колебаний, вьэванных; -ч ! ударом резинового молотка по емкости с С) последующей их обработкой и сравнением с эталонным сигналом. Недостатками дан- () ного устройства являются возможность из- ф мерения количества жидкости только в обьемных единицах. низкая точность иэмерений, сложность измерительной с семы обработки.

Цель изобретения — повышение точности измерений количества жидкости в емкости, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено корпусом, во внутренней открытой полости которого p=.çìeùåí ударный механизм и приемный датчик, выполненные в виде полого упругогс шарика. закрепленного на конце оптоволоконного

1770764 световода, связанном с источником излучения, при этом другой конец оптовлоконного световода, соединенный с приемником излучения, изогнут в форме петли, охватывающей диск, жестко связанный с корпусом.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, Устройство содержит корпус 1 с внутренней открытой полостью, внутри которой размещен ударный механизм в виде полого упругого шарика 2. Шарик 2 закреплен на приемном датчике 3, выполненном в виде оптоволоконного световода, концы которого прикреплены к противоположным стенкам.корпуса 1 и соединены соответственно с источником 4 (например, светодиодом) и приемником 5 (например, фотодиодом) светового излучения.

Приемник света 5 электрически связан с индикатором (не показан) через усилитель

6 и преобразователь 7, а конец оптоволоконного световода изогнут в форме петли, через центр которой проходит диск 8. закрепленный своими концами в корпусе 1.

Устройство работает следующим образом, Устройство устанавливают на емкость, Оттягивают упругий шарик 2 до максимального верхнего положения, ограниченного диском 8, имеющий радиус, равный критическому радиусу, при котором интенсивность светового потока на выходе из оптоволоконного световода 3 равна нулю, Затем шарик 2 опускают и он, нанеся центральный прямой удар по емкости, отскакивает от ее поверхности со скоростью

Чг= чг

1+ М

М1 + Ч 2 (v — Чг) (1) где Чг — скорость шарика после удара, чг — скорость шарика в момент удара;

М1 — масса емкости, по которой наносится удар, Мг — масса шарика;

К вЂ” коэффициент восстановления; ч1 — скорость емкости в момент удара.

Скорость чг выбирается с учетом того, что шарик движется в воздухе под действием собственной силы тяжести, т.е. чг- ggh, (2) где h — высота падения.

Коэффициент восстановления К зависит только от физических свойств материалов соударяемых тел, Высота отскэкивания шарика прямопорциональная скорости после удара Чг, фиксируется при изменении интенсивности света на выходе из оптоволоконного световода 3.

При увеличении высоты отскакивэния

5 шарика 2 уменьшается радиус петли световода, который стремится к критическому радиусу изгиба оптоволоконного световода.

R» = ((пг + 1)/(пг — 1)) "го (3) где 7o — радиус световода по оболочке, при

10 этом интенсивность света на выходе из световода 3 уменьшается, что фиксируется приемником света 5.

В приемнике света 5 происходит преобразование светового сигнала в электриче15 ский, который в свою очередь усиливается усилителем 6. Усиленный сигнал преобразователем 7 преобразуется в показания индикатора, на котором происходит сравнение сигнала с эталонным, полученным тем же

20 способом на пустой емкости.

Преобразуя формулу (1) получим, что масса емкости с жидкостью будет определяться по формуле (чг — V1) Мг

М1=—

Чг+ К чг (4)

Масса шарика Мг и скорость во время удара чг постоянны, а значения коэффициента восстанавливаемости К определяется путем получении эталонного сигнала на пустом баке. Масса упругого шарика годбирается в зависимости от вида емкости, на которой производятся измерения.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет определять количество жидкости в емкости в массовых единицах, повысить точность измерения за счет применения оптоволоконного датчика и уменьшения методической погрешности устройства.

40 Формула изобретения

Устройство для определения количества жидкости в резервуаре, содержащее ударный механизм и приемный датчик, электрически связанный через усилитель с

45 индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения точности. оно снабжено корпусом, во внутренней открытой полости которого размещены ударный механизм и приемный датчик, выполненные в виде по50 лого упругого шарика, закрепленного на конце оптоволоконного световода, связанного с источником светового излучения. при этом другой конец оптоволоконного световода, соединенный с приемником излучения, изогнут в форме петли, охватывающей диск, жестко связанный с корпусом.

1770764

Составитель В.Кабанов

Техред М.Моргентал Корректор A.BoðîBè÷

Редактор Т.ОРлова

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3733 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5