Способ определения объема емкости большой вместимости



Способ определения объема емкости большой вместимости
Способ определения объема емкости большой вместимости
Способ определения объема емкости большой вместимости
Способ определения объема емкости большой вместимости

 


Владельцы патента RU 2532608:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "ГЕРМЕС" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения вместимости емкостей газом. Способ определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости по соответствующей формуле. При этом согласно изобретению газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение в процессе повторного измерения параметров газа. Технический результат - повышение точности определения объема емкости большого размера.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения вместимости емкостей газом.

Способ предназначен для определения объемов емкостей большой вместимости без использования мерной емкости.

Известен способ измерения объемов емкостей газом путем прямого и обратного перепусков (см. а.с. СССР №714156, G01F 17/00, 1980 г.).

Недостатком способа является применение мерных емкостей, сравнимых с объемом измеряемого изделия, что определяет большие площади под установку и другие материальные затраты.

Известен способ измерения объемов емкостей газом путем определения времени истечения его через сопло.

Газодинамический метод регламентирован стандартом ОСТ 92-5136-90 «Емкости герметичные изделий. Типовой технологический процесс контроля объемов газодинамическим методом». Возможности способа лимитированы величиной измеряемых объемов - до 500 л и погрешностью измерения не более ±0,5%.

Наиболее близким является способ измерения объемов емкостей газом, который лишен указанных недостатков, т.к. объем измеряемых емкостей может достигать 300 м3. Метод регламентирован отраслевым стандартом ОСТ 92-5116-89 «Емкости герметичные изделий. Типовой технологический процесс измерения объемов газовым ампульным методом».

Сущность способа состоит в измерении параметров газа в емкости до и после подачи в нее известной весовой дозы газа и вычислении объема емкости по расчетной зависимости.

Недостатком этого способа является недостаточная точность измерения, вызванная неточностью определения средней температуры газа в емкости в связи с температурным расслоением газа.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности способа определения объема емкости.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости, согласно изобретению, газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение в процессе повторного измерения параметров газа.

Отличительным признаком способа является то, что в способе определения объема емкости газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение газа в процессе повторного измерения его параметров, что позволяет повысить точность измерения средней температуры Т2 газа по всему измеряемому объему емкости.

Газ при подаче в шар-баллон разогревается на значительную величину, а затем при подаче его по перепускной магистрали из шар-баллона в емкость температура падает, после чего при торможении в емкости изменяется до более высокого значения за счет тепла, получаемого от стенок перепускной магистрали, вызывая температурное расслоение газа и, как следствие, ошибку в измерении температуры, что искажает результаты измерения объема.

Температура, до которой необходимо охладить газ в шар-баллоне, определяется при технологической отработке способа, критерий достаточности охлаждения является равенство температур газа в емкости до и после подачи весовой дозы, т.е. когда T1=T2.

Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемый способ имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, что соответствует условию патентоспособности «новизна», а использование их в заявленной совокупности дает возможность получить новый технический эффект: повышение точности способа определения объема.

Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть осуществимо с использованием известных технических средств, и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Способ осуществляется следующим образом.

В измеряемую емкость устанавливается датчик температуры. Измеряется давление P1 газа в емкости и его температура T1. В шар-баллоне создается избыточное давление газа. Шар-баллон устанавливается в охлаждающую емкость чиллера-холодильника. Задается температура в чиллере-холодильнике около 258 К для охлаждения шар-баллона, например на - 15°C. Шар-баллон выдерживается в течение времени, определенного в результате технологической отработки, и подключается через перепускную магистраль к измеряемой емкости. Осуществляется подача весовой дозы газа в изделие до давления Р2. Измеряется температура газа в изделии Т2 и взвешивается опорожненный шар-баллон. Весовая доза определяется разницей веса шар-баллона до и после подачи газа в емкость.

При необходимости, если объем шар-баллона намного меньше объема измеряемой емкости, подача газа проводится неоднократно, например дважды.

По известной зависимости (ОСТ 92-5116-89) рассчитывается объем измеряемой емкости:

,

где G1 - вес газа, поступившего в емкость при первой подаче, г;

G2 - вес газа, поступившего в емкость в результате второй подачи, г;

R=287,096 - газовая постоянная воздуха, заправляемого в шар-баллон, Па·дм3/г·К;

Z - коэффициент сжимаемости воздуха, в соответствии с табл.2 ОСТ 92-5116-89.

Т1 - значение абсолютной температуры в измеряемой емкости до подачи газа, К;

Т2 - значение абсолютной температуры в измеряемой емкости после подачи газа, К;

P1 - значение абсолютного давления в измеряемой емкости до подачи газа, Па;

Р2 - значение абсолютного давления в измеряемой емкости после подачи газа, Па;

Vд - величина объемной деформации измеряемой емкости, соответствующая избыточному давлению при подаче газа, дм3;

Vл - величина объема соединительных линий (перепускной магистрали), дм3.

Пример конкретного осуществления способа.

Для отработки способа взята емкость вместимостью 25 м3, выполненная по требованиям к образцовым мерникам 1-го разряда по материалу и состоянию поверхности, что позволяет установить ее объем с погрешностью менее 0,05% дистиллированной водой.

Температурный датчик термометра А533-01-09 установлен по геометрическому центру емкости на расстоянии 2150 мм от верхнего среза емкости. Заливное и сливное отверстия емкости закрыты заглушками с резиновыми уплотнениями.

Манометр МПА-15 подключен к верхней заглушке. Газ из шар-баллона поступает по трубопроводу в емкость через нижнюю заглушку.

Измеряется давление и температура газа в измеряемой емкости: Р1=100 кПа, Т1=293 К. Шар-баллон объемом 50 л и весом 19875 г нагружается давлением 25500 кПа, охлаждается в охлаждающей емкости чиллера до температуры 258 К, охлажденный воздух из шар-баллона с воздухом весом GΣ1=34937,5 г перепускается в емкость. Шар-баллон взвешивается, его вес - Gш1=19875 г, фиксируется вес поданного в изделие воздуха G1=GΣ1-Gш1. Шар-баллон повторно нагружается воздухом до давления 25500 кПа и веса GΣ2=34937,5 г, повторно охлаждается до температуры 258 К и газ повторно подается в емкость до давления в ней Р2=200 кПа, шар-баллон с остатками газа взвешивается Gш1=19875 г, вес поданного повторно газа равен G2=GΣ2-Gш2. Измеряется температура газа в емкости Т2=293 К.

Рассчитывается объем измеряемого изделия

,

где

G1=15062,5 г;

G2=15062,5 г;

R=287,096 - газовая постоянная воздуха, заправляемого в шар-баллон, Па·дм3/г·К;

Z - коэффициент сжимаемости воздуха, в соответствии с табл.2 ОСТ 92-5116-89;

Z=0,99975;

Р1=100 кПа;

Р2=200 кПа;

T1=293 K;

T2=293 К;

Vд=0,25 дм3;

Vл=0,5 дм3.

.

Погрешность измерения объема равна:

.

Учитывая погрешность δ Vв измерения объемов водой 0,05%, получим δV=δVизм+δVв=0,13+0,05=0,18%, что меньше погрешностей измерения объема емкости известными способами.

Способ определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости, отличающийся тем, что газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение в процессе повторного измерения параметров газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров вертикальных цилиндрических. Способ заключается в том, что производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости при ее расходе. Предложен способ градуировки сигнализаторов уровня, заключающийся в определении части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости, при котором срабатывает сигнализатор, путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений, перпендикулярных оси емкости.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля массы и уровня жидкости в резервуарах, например, на автозаправочных станциях, и может быть использовано также в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности.

Способ измерения объема сосуда заключается в том, что изменяют объем сосуда на величину ΔV и определяют изменение давления газа в сосуде до и после изменения объема, на основании которых определяют искомый объем сосуда V0.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров шаровых (сферических). .

Изобретение относится к области охраны почв и может быть использовано для определения потерь почвы при полевом обследовании земель, подверженных эрозии, в научных исследованиях и проектных разработках.
Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к способам градуировки резервуаров для определения вместимости, соответствующей высоте их наполнения. .
Изобретение относится к автоматизированному учету поступающей товарной массы и сведению товарного баланса между отпуском нефтепродуктов на нефтебазах и АЗС непрерывно в режиме реально текущего времени.

Изобретение относится к медицине, урологии, гинекологии, проктологии, хирургии. Оценка подвижности тазового дна у женщин включает построение трехмерной модели тазового дна в динамике - в состоянии покоя и напряжения. При этом пациентку во время исследования располагают полувертикально в гинекологическом кресле, выполняют при помощи метода оптической фотометрии сеансы сканирования не более 10 секунд каждый, определяют количественный показатель подвижности тазового дна - прирост объема пролапса по отношению разности объема пролапса при пробе Вальсальвы и в состоянии покоя к объему пролапса в состоянии покоя, в процентах. При наличии пролапса тазовых органов, выходящего за пределы гименального кольца, производят мануальную репозицию тазового дна с последующим дополнительным сеансом сканирования и рассчитывают общий объем пролапса тазовых органов как разность объема пролапса при пробе Вальсальвы и объема пролапса после мануальной репозиции пролапса тазовых органов. Способ обеспечивает объективное выявление патологической подвижности тазового дна на ранней стадии заболевания до клинических проявлений, диагностику степени и типа опущения тазового дна у пациенток с пролапсом тазовых органов для последующего планирования объема его хирургической коррекции, включая выбор метода, с учетом индивидуальных резервов подвижности тазового дна во избежание его гиперкоррекции и развития таких функциональных осложнений как: тазовые боли, диспареуния, недержание мочи при напряжении, запоры. 1 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области геодезического контроля резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и может быть использовано при поверке стальных и железобетонных резервуаров вертикальных цилиндрических. Технический результат - повышение точности и достоверности определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали. Cпособ определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали геодезическим методом по внешней поверхности вышеупомянутого резервуара заключается в том, что производят сканирование внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера не менее чем с четырех сканерных станций на расстоянии от 15 до 25 м от резервуара. Определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от поверхности резервуара в условной системе координат. Выполняют регистрацию сканов между собой, производят обработку данных результатов. Формируют образующие боковой поверхности резервуара с любым интервалом путем сечения цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней боковой поверхности резервуара вертикальной плоскостью, а на самой образующей формируют точки с любым шагом. Получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель образующей в местах сечения. Выполняют упомянутые действия по всем образующим. Передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, в этой же программе моделируют проектную цифровую трехмерную модель образующих стенок резервуара, используя их проектные значения. Совмещают ее с полученной фактической цифровой векторной трехмерной (3D) моделью образующих стенок резервуара. В автоматическом режиме определяют расхождения между фактическими и проектными значениями, получают величины отклонения образующих стенок вышеупомянутого резервуара от вертикали. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам измерения полных объемов топливных баков жидкостных ракет, а также к методам градуировки объемов по уровням. Предложен способ, заключающийся в горизонтальном размещении бака на опорах, обеспечивающих возможность поворота его вокруг оси в пределах ±360°C, сканирования наружной поверхности лазерным радаром с целью измерения наружных размеров изделия с плотностью облака точек, обеспечивающей требуемую точность измерения контура внутренней поверхности, размеры которой получают вычитанием из наружных размеров изделия размера толщины его стенок, и вычисления значений объемов до каждой последовательной плоскости контроля уровня. Для оценки влияния веса заполняющей среды и давления над ее поверхностью предварительно и однократно проводят испытания по измерению объемов контрольной среды под каждой контрольной плоскостью вертикально установленного топливного бака или его полноразмерного макета последовательно при смоделированных реальных условиях его эксплуатации. В результаты градуировки бака с использованием лазерного радара вносятся коррективы в соответствии с соответствующим соотношением. Техническим результатом является повышение точности измерений за счет учета изменений геометрии топливных баков в реальных условиях полета ракеты. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным системам летательных аппаратов. Бортовая система контроля и измерения топлива содержит установленные в топливных баках средства контроля параметров топлива: датчики уровня, средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива, а также бортовой вычислитель с модулями автоматического управления, пульт управления с задатчиком плотности топлива, модули топливомера и схемы запрета. В качестве средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива применен датчик двойного назначения, выполненный на основе терморезисторного сигнализатора уровня жидкости, содержащий терморезистор, имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой, и формирователь сигнала с сигнальным выходом, причем данный датчик дополнительно снабжен температурным выходом, подсоединенным к высокопотенциальному выводу терморезистора и подключенным к одному из входов соответствующего модуля топливомера через схему запрета, при этом сигнальный выход каждого датчика двойного назначения дополнительно подключен к запирающему входу схемы запрета. Достигается повышение надежности системы, уменьшение ее массы. 2 ил.
Наверх