Гидростатический уровнемер жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ,, Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ 71 7547

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву. (51) М.. Кл.2 (22) Заявлено 170478 (21} 2605287/18-10 с присоединением заявки №

G 01 F 23/18

Государственный комитет

СССР по деяам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 681.128. .4 (088.8) Опубликовано 250?80. Бюллетень ¹7

Дата опубликования описания 2502.80 (72) Авторы изобретения

A.Í. Елисеев, И.П. Хомутинников и В.A. Пучков (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к облас ти 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 а помощью одного первичного преобразователя (1) °

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 . -образную иэмерительиую 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 З0 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 друт а 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 измерения °

717547

Поб"1 авленйая цеЛь достигается следующим образом. При уменьшении шага дискретизации (расстояние между двумя перепускными клапанами близлежащего уровня) и выборе пер-, вичного преобразователя с диапазоном

"измерения, незначительно превышающйм величину шага дискретиэацйи при тех"йе"отйосительных погрешностях используемых измерительных средств, м0жйб получить высокие точности изме- О рения за счет измерения йерепада давления не по всей высоте столба жйдкости, а" за счет определенйя перепада непосредственно в каждом диапазоне измерения. Одйбвремейно осу ществляются дискретные и точные отсчеты. Дискретные йзмерения осуществляются с помощью перепускйого -клапа на, первичного преобразователя, фон= мирователя и счетчика уровней," сое- диненных между собой кабелем. Точное измерение осуществляется" внутри интер вала дискретизации (дйапазой изме- рения) с помощью первичного преобразователя, соединенного с цифровым вольтметром. - 25

Суммарйая погрешность измерения " будет определяться погрешностями используемого первичного преобразователя и вторичнбго преобразбвателя, отнесенными к величине каждого уровня. Точность""этих йзмерений существен "но йревййХает величину шага дискретизацйи всего уровня в устройствах существующих констРукций. Это в целом 35 обеспечивает непрерывную регистрацию уровня жидкости с определением объем=",:його расхода во всем дйапазоне измерений. Крбме Toro; прйменейие дайного устройства обеспечивает проведение замеров в негерметичной и герметичной емкости и упрощает обработку результатов.

На фиг. 1 представлейа структурная схема устройства для непрерывного измерения уровня и объемного рас- 45 хода"жидкоСти; на фиг. 2 — узел на фиг. 3 — .графикй замера, (a — график изме >еййя" урбвня жидкости только при дискретном способе измерения; Я) б — график измерения уровня жидкости внутри интервала дискретизации; в †график-измерения Ppohrrrr жидкости при сочетаний дискрет-" ного способа и непрерывного)

В состав устройства непрерыв"його измерения уровня входит: емкость 1, короткая трубка 2 -и - -- " длинная трубка 3, закрейлЕнные в дйе- емкости и соединенные с пер- 60 вичным преобразователем 4. Длинная трубка 3 снабжена перепускными клапанами 5, расположенными на одинаковом расстоянйи друг "от друга. Каж-.дый перепускной клапан 5 состоит иэ

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.

Устройство рабОтает следующим образом. Перед началом выработки жидкости из емкости, при заполнении ее жидкостью фиксируется исходное

i 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 время открйтия клапана, требующегося для заполнения пройденного снизу вверх по высоте трубки диапазона измерения. Заполнение емйос- ти осуществляется до срабатывания верхнего клапана первого диапазона измерения, после чего заполнение прекращается

При уменьшении уровня жидкости в емкости 1 в первом диапазоне измерения производится замер-уровня ,при помощи первичного преобразова1теля 4, передающего по кабелю ll 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 промежутки в длинной трубке 3. Торовый поплавок 10, нажимая на конусную часть клапайа 9, сжимает пружину 7 и открывает клапан 9. Столб жидкости, находящийся в только что выработанном диапазоне измерения, перепускается в емкость 1, этот перепуск 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 вырабатываембго уровня во BTором диапазоне измерения.

Нарастание показаний цифрового вольтметра пройсхЖит 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 диапазона

717547 г измерения 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 выработки жидкости из последнего диапазона измерения произв6пится заполнение емкости новым количест вом жидкости. . -- "" 15

При заполнении емкости устройство фиксирует уровень заливаемой в емкость жидкости и проводит систему в исходное положение с точным опреде- " лением уровня залитой в емкость жи11- 20 кости подготавливая устройство для проведения дальнейшей работы.

Общий объемный расход жидкости может быть подсчитан как

0(=.(с -я)+с ; где и — число уровней до измеряемого, и„, — объемный расход между уров- Зо нями при градуировке, < ; — текущий расход (и+ 1) . -го уровня.

График расчитан на основе формулы Ч=(с(„-и)+ g;, описывающей иэмеренйе расхода в данный момент времени предлагаемым устройством (эта формула приведена в описании устройства). График (фиг. 2) являет ся алгебраической суммой реэультатбв измерения уровня дискретным способом, при котором срабатывание 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. Поэтому при алгебраическом.сложении графиков получается непрерывная кривая.

Формула изобретения

Гидростатический уровнемер жидкости, содержащий вертикально установленную в емкости Ь -обраэную измеритель ную рубку, концы которой расположены соответственно в зонах максимального и минимального уровня, первич- ный преобразователь и схему измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измер ния, измерительная трубка снабжена расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга перепускными клапанами и поплавком, а первичный преобразователь установлен в изгибе измерительной трубки и его выход соединен через формирователь со входом счетчика уровней и цифрового вольтметра схемы измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 375491, кл. G 01 F, 23/18, 1971.

2. Патент Яйонии М 46-8150, Кл. 108 Е 4, 1971 (прототнп).