Устройство для одновременного измерения уровня высоты границы раздела и плотности жидких сред

 

(72) Авторы изобретения

Г. А. Штамбергер, E. Е. Добров, В. Г. Плотников, E. Н. Свириденко и О. Л, Резник

Ивано-Франковский институт нефти и газа (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ, ВЫСОТЫ ГРАНИПЫ РАЗДЕЛА И ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и может быть использовано в химической и неф° теперерабатывающей отраслях промышленности для одновременного раздельного измерения уровня, высотъ границы раздела и плотности каждой иэ двух жидких сред, находящихся в технологическом аппарате.

Известны устройства для измерения уровня и высоты раздела сред jlj, содержащие гидростатические датчики давления.

Основным недостатком этих устройств является сравнительно невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической. сущности является измеритель гранины раздела двух сред с разной плотностью (2), содержащий четыре отборных устройства давления, последовательно размещенные на фиксированных высотах, три дифманометра, к первому иэ которых подключены первое и второе отборные устройст-. ва, ко второму - второе и третье, а к третьему - третье и четвертое, аналоговое вычислительное устройство, содержащее два блока умножения, первый иэ которых своим входом присоединен к выходу первого дифманометра, а второй— к выходу третьего, два блока вычитания, один вход первого из которых подключен к выходу первого блока умножения, а второй вход - к выходу влемента Запрет, входы второго блока вычитания присоединены соответственно одинк выходу второго дифманометра, а второй через третий блок умножения и элемент Запрет - к выходу второго блока умножения, блок деления, входы которого присоединены к выходам блоков вычитания, а выход - к запрещающему входу элемента Запрет и к входу индикатора.

Известное устройство обладает сравнительно невысокой точностью и надеж ностью, так как его аналоговое вычислительное устройство состоит из большого числа функщион&льных узлов, BKJIlo» ченных в определенной последователь

690306 ности, каждый из которых вносит погрешность и результат измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве аналоговое вычислительное устройство выполнено в вид;е трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием, содержащим генератор синусоидальных колебаний с парафазным выходом, к одному из выходных зажимов которого присоединены выходные емкости первого и четвертого отборных устройств, а ко второму выходному зажиму — выходные емкости второго и третьего отборных устройств, трансформатор тока с одной выходной обмоткой и двумя парами плечевых, составленными из последовательно соединенных регулируемой и нерегулируемой обмоток включенных согласно в первой паре и встречно — во второй, второй трансформатор тока с одной выходной и пятью плечевыми обмотками, две из которых являются регулируемыми и присоединены к обшей точке устройства, два устройства автоматического уравновешивания, входы которых соединены с выходными обмотками, а выходы — с регулируемыми элемента.ми обмоток первого второго трансформаторов тока, а также с первыми двумя показывающими приборами соответст венно, причем свободный зажим выходной емкости первого отборного устройся ва непосредственно, а свободный зажим выходной емкости второго отборного устройства через обмотку второго трансформатора тока подключены к третьему показывающему прибору, свободные зажимы выходных емкостей третьего и четвертого отборных устройств через пары согласно н встречно включенных обмоток первого трансформатора тока и имеющие общую точку обмотки второго ъ эансформатора тоха подключены к четвертому показывающему прибору, а свободные зажимы третьего и четвертога показывающих приборов соединены со свободными копнами регулируемых o6-моток второго трансформатора тока. о

ЗО

g5

Выпситнение аналогового вычислительного устройства в виде трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием позволяет существенно уменьшить количество функ пиональных узлов, необходимых для выполнения требуемой последовательности математических опера4 иий, что приводит к структурному повышению точности устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема описываемого устройства; на фиг. 2его эликтрическая схема.

Устройство содержит четыре отборных устройства давления с преобразованием в емкость 1, 2, 3 и 4, установленные в карманах 5 и 6, непосредственно соединенных с нижней и верхней частью объема технологической емкости, аналоговое вычислительное устройство 7 и показывающие приборы 8 — 11, Выходные емкости отборных устройств давления 1 — 4 включены в схему аналогового вычислительного устройства 7, к выходам которого присоединены показывающие приборы 8 - 11. Отборные устройства давления 1 и 2, а также 3 и 4 устанавливаются на одном и том же расстоянии Р друг от друга. Расстояние между отборными устройствами 2 и 3 равно .

Аналоговое вычислительное устройся во 7 содержит генератор синусоидальных колебаний с ларафазным выходом 12, к одному из выходных зажимов ксторого присоединены выходные емкости 13 и 14 отборных устройств 1 и 4, а ко второму выходному зажиму — выходные емкости

15 и 16 отборных устройств 2 и 3, трансформатор 17 тока с одной выходной обмоткой 18 и двумя парами .плечевых, составленных из последовательно согласно соединенных регулируемой

19 и нерегулируемой 20 обмоток в первой паре и последовательно встречно соединенных регулируемой 21 и нерегулирувмой 22 во второй паре, второй трансформатор тока 23 с одной выходной 24 и пятью плечевыми обмотками, две из которых (25 и 26) являются регулируемыми и присоединены к общей точке устр йства, да в устройства 27 и 28 автои ртического уравновешивания, входы . которых соединены с выходными обмотками 18 и 24, а выходы — с регулируемыми элементами обмоток 1 9, 21 и 25, 26, а также с показывающими приборами 8 и 9 соответственнс, причем свободный зажим выходной емкости 13 непосредственно, а свободный зажим выходной емкости 15 через обмотку 29 подключен к показывающему прибору 10 с низким внутренним сопротивлением, свободные зажимы выходных емкостей 14 и 16 через пары ,обмоток 19, 20 и 21, 22 и имеющие

690306

1О

55,общую точку обмотки 30 и 31 подключены к покаэывакнцему прибору 11 с низким внутренним сопротивлением; а свободные зажимы показывающих приборов 10 и 11 соединены со свободными концами обмоток 25 и 26.

Устройство работает следующим образом.

Блок уравновешивания 27 при помощи изменения количества витков обмоток 19 и 21 приводит кок выходной обмотки трансформатора 17 к нулю, показывающее устройство 8 в этом случае покажет значение уровня Н. Таким же образом устройство уравновешивания. 28 при помощи изменения количества обмоток

25 и 26 приводит ток выходной обмотки 24 трансформатора ."23 к нулю, отсчетное устройство в этом случае покажет значение уровня Н4 . При отсутствии магнитных потоков в обоих трансформаторах тока сопротивление их обмоток близко к нулю. Поэтому токи, протекаю щие через емкости 13, 14, 15 и 16, будут пропорциональны соответствующим гидростатическим давлениям. Показания прибора 10 будут пропорпионалы ы плотности б нижней среды, как как протекающий через него ток будет пропорционален разности токов, протекающих через емкости 13 и 15..Таким же образом показания прибора 11 будут прямо пропорциональны плотности 2 верхней среды, так как протекающий через него ток будет пропорционален разности токов, протекающих через емкости 1 4:и 16.

Таким образом, предлагаемое устройс во позволяет одновременно измерять уровень, высоту раздела границы раздела и плотности сред, причем первые два параметра измеряются инвариантно по отношению к плотностям сред.

Формула изобретения

Устройство для одновременного измерения уровня, высола границы раздела и плотности жидких сред, содержащее чечъ ре отборных устройства давления с. преобразованием в емкость, размещенные последовательно на фиксированных г высотах, аналоговое вычислительное устройство и показывающие приборы, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в нем аналоговое вычислительное устройство выполнено в виде трансформаторного моста с автоматическим уравновешиванием, содержащим генератор синусоидалыых колебаний с парафаэным выходом, к одному иэ выходных зажимов которого присоединены выходные емкости первого и четвертого отборных устройств, а ко второму выходному зажиму - выходные емкости второго и третьего отборных устройств, трансформатор тока с одной выходной обмоткой и двумя парами плечевых, сос!

5 тавленными из последовательно соединенных регулируемой и нерегулируемой обмоток, включенных согласно в первой паре и встречно - во второй, второй трансформатор тока с одной выходной

20 и пятью плечевыми обмотками, две из которых являются регулируемыми и присоединены к общей точке устройства, два устройства автоматического уравновешива25 ния, входы которых соединены с выходными обмотками, а выходы — с регулируемыми элементами. обмоток первого и второго трансформаторов тока, а также с первыми двумя показывающими приборами ""îîòзо ветственно, причем свободный зажим выходной емкости первого отборного усч» ройства непосредственно, а свободный зажим выходной емкости второго отборного устройства через обмотку второго трансформатора тока подключены к тре35 тьему показывающему прибору, свобод ные зажимы выходных емкостей третьего и четвертого отборных устройств через пары согласно и встречно включенных обмоток первого ярансформатора тока и имеющие общую точку обмотки второго трансформатора тока подключены к четвертому показывающему прибору, а свободные зажимы третьего и четвер4: то о показывающих приборов соединены со свободными концами. регулируемых обмоток второго трансформатора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 444945, кл. G Ol T 23/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 566138, кл. (3 01 Р 23/18, 1975 (прототип) .