Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней. Система контроля уровня жидкости содержит преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер. В преобразователь введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами. Техническим результатом является увеличение надежности, помехозащищенности диапазона рабочих температур. 2 ил.

 

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, которая может использоваться как для бассейна выдержки отработавшего ядерного топлива, так и для других технологических резервуаров (баков-приямков, технологических помещений), в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней.

Известен дискретный уровнемер (см. патент РФ № 2204809 от 12.11.2001, Алтайского государственного аграрного университета, опубликован 20.05.2003), содержащий поплавок с постоянным магнитом, вертикально расположенную немагнитную трубу, геркон, показывающий прибор, управляющий микроконтроллер, реверсивный двигатель, дискретный датчик угла поворота, барабан с винтовой поверхностью, трос с немагнитным грузом, фотодатчики начала отсчета и срабатывания контактов геркона, опорную пластину, дополнительный постоянный магнит, немагнитный ограничитель, шторки.

При пустой емкости поплавок с постоянным магнитом находится на ограничителе хода поплавка под действием собственного веса. При этом трос намотан на барабан, шторка приподнята грузом так, что перекрывает световой поток фотодатчика и электрический сигнал с его выхода не поступает на вход микроконтроллера. В этом случае цифровой индикатор микроконтроллера показывает "0". При поступлении жидкости в емкость поплавок с магнитом перемещаются жидкостью вверх по трубе. Одновременно с этим, с пульта оператора (или по внутреннему таймеру) на микроконтроллер поступает сигнал, включается реверсивный двигатель и трос разматывается с барабана и грузом перемещается вниз вдоль трубы. В момент начала разматывания троса с барабана шторка опускается и фотодатчик дает разрешение на счет импульсов от дискретного датчика угла поворота. Счет импульсов микроконтроллера происходит до момента замыкания контактов геркона постоянным магнитом, который находится на поплавке. После этого происходит фиксация результатов отсчета. В момент замыкания контактов геркона включается фотодатчик-транслятор и электрический сигнал с его выхода поступает на вход микроконтроллера. Таким образом происходит измерение высоты от верхней части емкости до поверхности жидкости.

Недостатками данного дискретного уровнемера являются:

- низкая надежность, определяемая наличием движущихся элементов конструкции, которые могут заклинивать и проскальзывать;

- ограниченный диапазон рабочих температур, который определяется диапазоном рабочих температур фотодатчика и герконов.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе контроля уровня жидкости в технологических резервуарах является «Система контроля уровня жидкости в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива» (см. патент РФ на полезную модель № 149389 ООО НПО «ИНКОР», опубликован 27.12.2014), содержащая индикатор уровня (ИУ), в котором размещены сборки детекторов (СД) с нагреваемыми термопарами (НТ) и ненагреваемыми референтными термопарами (РТ), секционированный электронагреватель, линии связи и электронную аппаратуру, при этом, корпус ИУ выполнен в виде трубы с двойными стенками. Для определения наличия жидкости в зоне чувствительных элементов СД используется разностный сигнал НТ и РТ, связанный с коэффициентом теплоотдачи от корпуса СД в зоне размещения НТ: его повышение означает осушение точки контроля и наоборот, снижение соответствует появлению жидкости. Изменение разностного сигнала контролируется с помощью пороговых уставок, а снижение при росте температуры жидкости компенсируется повышением мощности нагревателя.

Недостатками данной системы контроля уровня жидкости являются:

- необходимость контроля температуры контролируемой жидкости одной из РТ, т.е. потеря работоспособности при полном осушении ИУ;

- невозможность обеспечения транспортировки и монтажа ИУ в собранном виде в связи с ограниченными объемами технологических помещений, по причине метода позиционирования СД (задание величин контролируемых уровней осуществляется путем размещения их в корпусе, выполненном в виде жесткой трубы, имеющей большие линейные размеры);

- большое время определения наличия жидкости на контролируемом уровне вследствие большой инертности тепловых процессов;

- низкая помехозащищенность, которая обусловлена влиянием электромагнитных волн на низкоуровневый разностный сигнал постоянного напряжения НТ и РТ.

Решаемой технической задачей является увеличение надежности, помехозащищенности, диапазона рабочих температур системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, работоспособной при полном осушении объекта контроля, и обеспечение транспортировки и монтажа системы в собранном виде.

Достигаемым техническим результатом является использование метода контроля проводимости среды между электродами чувствительных элементов, расположенных на гибкой направляющей.

Для достижения технического результата в системе контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержащей преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер, новым является то, что в электронный преобразователь дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель, и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений.

Обеспечение контроля уровня жидкости при полном осушении технологического резервуара и высокой скорости определения наличия жидкости на контролируемом уровне, достигается использованием метода контроля проводимости среды между электродами чувствительных элементов, изменение электрических параметров которых при их погружении в жидкость (осушении) происходит безинерционно по мере шунтирования жидкостью межэлектродного промежутка.

Повышение надежности системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается отсутствием подвижных частей конструкции системы.

Увеличение диапазона рабочих температур системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается отсутствием в схеме преобразователя уровня электрорадиоизделий, за исключением высокотемпературных резисторов.

Обеспечение высокой помехозащищенности системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается использованием в качестве тестового сигнала узкополосного сигнала переменного тока, формируемого генератором электронного преобразователя.

Обеспечение транспортировки и монтажа системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах в собранном виде достигается использованием гибкой направляющей в конструкции преобразователя уровня.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах.

На фиг. 2 представлена конструкция преобразователя уровня.

Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержит преобразователь уровня 1 (фиг. 1) с чувствительными элементами 3 и электронный преобразователь 10, включающий в себя микроконтроллер 8, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 5, многоканальный переключатель 4, и последовательно соединенные выпрямитель 6 и аналого-цифровой преобразователь 7, выход которого соединен с входом микроконтроллера 8, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя 9, второй выход соединен с входом генератора 5, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя 4, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора 5 и входом выпрямителя 6, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений 2 соответственно с входами чувствительных элементов 3 преобразователя уровня 1, включающий в себя блок соединений 2, направляющую 11, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами 3, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений 2.

Конструкция преобразователя уровня 1 определяет количество и значения контролируемых дискретных уровней жидкости посредством количества чувствительных элементов 3 и их расположения на направляющей 11, которая является элементом жесткости преобразователя уровня 1, обеспечивающим заданное позиционирование чувствительных элементов 3, а так же транспортировку и монтаж преобразователя уровня 1 на объект контроля в собранном виде.

Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах работает следующим образом.

В процессе монтажа системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах направляющая 11 преобразователя уровня 1 под действием силы тяжести занимает устойчивое вертикальное положение, которое обеспечивает необходимую жесткость для позиционирования чувствительных элементов 3. Генератор 5 формирует узкополосный сигнал переменного тока, который посредством многоканального переключателя 4, управляемого микроконтроллером 8, поочередно подключается к чувствительным элементам 3 преобразователя уровня 1 посредством линий электрической связи 12, при этом обеспечивается измерение напряжения, преобразованного выпрямителем 6 и аналогово-цифровым преобразователем 7 на каждом чувствительном элементе 3. Микроконтроллер 8 реализует алгоритм сравнения измеренных напряжений со значениями предустановленных уставок, соответствующих пороговым уровням сопротивления, погруженных в жидкость чувствительных элементов, и выдачу результата контроля затопления преобразователя уровня 1 на цифроаналоговый преобразователь 9.

В целях подтверждения осуществимости заявленного объекта и достижения технического результата разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах. Проведенные предварительные и приемочные испытания опытного образца показали осуществимость и практическую ценность заявляемой системы.

Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержащая преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер, отличающаяся тем, что в электронный преобразователь дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель, и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений.



 

Похожие патенты:

Данное изобретение относится к способу определения массы жидкой и парогазовой фракций в резервуаре технологического объекта. В способе по данному изобретению устанавливают на всех входах и выходах резервуара расходомеры; считывают показания расходомеров через заранее заданные временные интервалы; находят суммарную массу содержимого в резервуаре как алгебраическую сумму одномоментных показаний всех расходомеров; вычисляют нижний и верхний пределы систематической погрешности всех расходомеров при каждом считывании их показаний как отнесенные к прошедшему с начала измерений интервалу времени разности между найденной по результатам данного считывания суммарной массой и заранее известными соответственно минимальной и максимальной возможными массами содержимого; заменяют значения нижнего и верхнего пределов на новые, если при конкретном считывании значение нижнего предела больше и (или) значение верхнего предела меньше соответствующих значений для предыдущего считывания; оценивают истинную массу содержимого на данный момент времени как разность между найденной по результатам данного считывания суммарной массой и произведением систематической погрешности, выбранной в вычисленных для этого же считывания пределах, на величину прошедшего с начала измерений интервала времени.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Изобретение относится к области океанографических измерений. Особенностью заявленного струнного волнографа является то, что в измерительную схему включен RC-генератор с фазовым управлением частотой генерируемых синусоидальных колебаний, осуществляющий преобразование напряжения измеренного сигнала с резистивного датчика в частоту управляющего сигнала, который подается на вход управляемого генератора тока, генерирующего заданные синусоидальные сигналы, поступающие на резистивный датчик.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам измерения размеров объектов при термографических исследованиях, и может быть использовано в медицине, ветеринарии и промышленности.

Изобретение относится к радиолокационному измерителю уровня. Техническим результатом является улучшенное функционирование радиолокационного измерителя уровня в условиях влияния узкополосных помех.

Представлена система регулирования уровня жидкости в технологической установке. Система регулирования уровня жидкости содержит: подвижный узел, содержащий стержень, при этом стержень подвижного узла включает в себя ближний конец и дальний конец; поплавок, прикрепленный к дальнему концу стержня; приводной механизм, функционально связанный с подвижным узлом; процессор, связанный с приводным механизмом и выполненный с возможностью перемещения поплавка с помощью подвижного узла; датчик, содержащий вход и выход, причем вход датчика функционально связан с подвижным узлом для приема входного сигнала, представляющего характеристику поплавка или рабочей среды, а выход датчика функционально связан с процессором для создания выходного сигнала, связанного с входным сигналом; запоминающее устройство, связанное с процессором; приводящий в действие модуль, сохраненный в запоминающем устройстве, который, будучи выполняемым в процессоре, приводит в действие приводной механизм; устройство вывода данных, соединенное с процессором, и демонстрирующий модуль, сохраненный в запоминающем устройстве, который, будучи выполняемым в процессоре, демонстрирует выходной сигнал датчика на устройстве вывода данных.

Группа изобретений предназначена для определения уровня жидкости в сосуде. Система (10) для восприятия уровня жидкости в сосуде (16) содержит емкостный чувствительный зонд (12) для восприятия электрической емкости между емкостным чувствительным зондом (12) и электрически проводящим участком сосуда (16).
Изобретение относится к дистанционному контролю состояния мусорных контейнеров за частотой уборки и объемом собранных отходов и обеспечивает повышение точности определения периода времени заполнения контейнера и улучшение контроля за качеством обслуживания контейнера.

Изобретение относится к устройству для загрузки сыпучего материала, содержащему устройство для определения количества сыпучего материала, содержащее датчик (80), выполненный для контакта с поверхностью конуса (22, 22') сыпучего материала; соединенный с датчиком (80) поворотный механизм (8), выполненный с возможностью перемещения в различные угловые положения вокруг оси (24) поворота, и угломер (10), выполненный с возможностью измерения углового положения поворотного механизма (8) вокруг оси (24) поворота.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для бесконтактного контроля наличия и измерения уровня твердых веществ и жидкостей в замкнутых объемах.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дозирующему устройству для введения жидкостей людям и способ определения и контроля уровня наполнения в картридже.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровней границ раздела диэлектрических сред в различных отраслях промышленности - нефтеперерабатывающей, газовой, химической и др.

Группа изобретений предназначена для определения уровня жидкости в сосуде. Система (10) для восприятия уровня жидкости в сосуде (16) содержит емкостный чувствительный зонд (12) для восприятия электрической емкости между емкостным чувствительным зондом (12) и электрически проводящим участком сосуда (16).

Группа изобретений предназначена для определения уровня жидкости в сосуде. Система (10) для восприятия уровня жидкости в сосуде (16) содержит емкостный чувствительный зонд (12) для восприятия электрической емкости между емкостным чувствительным зондом (12) и электрически проводящим участком сосуда (16).

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Настоящее изобретение относится к способу установки зонда для контроля поверхностного уровня текучей среды в сосуде, установленного внутри сосуда с его внешней стороны, а также к сосуду для использования в указанном способе.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Изобретение относится к емкостному датчику уровня текучей среды. Датчик уровня жидкости содержит сосуд (10) для приема жидкости, имеющий основание, компоновку (12) конденсатора для измерения уровня жидкости в сосуде на основе диэлектрической проницаемости жидкости и высоты жидкости в сосуде и отклонитель (14) внутри сосуда, проходящий вверх от основания, имеющий наибольшую площадь в плоскости, перпендикулярной высоте сосуда, в основании и уменьшающийся по площади по направлению к вершине отклонителя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидких продуктов в резервуарах с нефтью, нефтепродуктами, сжиженными газами и др.

Изобретение может быть использовано в системе управления двигателем внутреннего сгорания. Согласно изобретению на борту транспортного средства осуществляют идентификацию объема газового топлива в баке на основании объема жидкого топлива в баке, причем жидкое топливо и газовое топливо хранятся в одном топливном баке. При этом жидкое топливо содержит первое топливо и второе топливо, а газовое топливо содержит по существу второе топливо. Идентификацию количеств первого топлива и второго топлива в баке осуществляют на основании растворимости второго топлива в первом топливе. Технический результат – предоставление водителю транспортного средства точной информации о количествах первого и второго топлив в топливном баке и возможность настройки работы двигателя на основании определенных количеств первого и второго топлива для достижения оптимальных показателей работы двигателя. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней. Система контроля уровня жидкости содержит преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер. В преобразователь введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый входвыход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входывыходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами. Техническим результатом является увеличение надежности, помехозащищенности диапазона рабочих температур. 2 ил.

Наверх