Способ определения объема резервуара и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

"Сойй"

Социа

)3

Ре оветскик истическиз публик

<1767529 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 01,07.77 (21) 2501990/18-10

G 01 F 17/00 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет ет

Опубликовано 300980. Бюллетень i+2 36

Дата опубликования описания 300980 (53) УДК 681.121:

: 542. 3 (088. 81 (72) Авторы изобретения

A.Т. Дюжин, И.Н. Кобылкин, В.И. Бабашкин и В.А. Сельский (71) Заявитель : (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА РЕЗЕРВУАРА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для определения .объема больших резервуаров в нефтя ной, газовой, химической, пищевой и 5 др. отраслях промышленности.

Известен способ определения емкости сосудов, основанных на законах распределения акустических волн в среде, заполняющей измеряемый и эта- 10 лонный сосуды. При этом эталонный сосуд должен строго совпадать по фор ме с измеряемым.

При одинаковой форме сосудов резонансные частоты акустических волн )5 зависят от размеров сосудов. Искомый объем определяют по частотному сдвигу резонансных кривых, одна из которых соответствует измеряемой, а вторая - эталонйой емкости сосудов $1) . 2()

Основным недостатком этого способа является необходимость изготовлЕ" ния эталонного сосуда, конфигурация которого должна строго совпадать.с формой измеряемого сосуда. При прове-25 денни измерений резонансные кривые должны перекрывать друг друга не более чем на половйну ширины по частотной оси, что снижает верхний предел измеряемых объемов сосудов. В про" тивном случае при измерении большим сосудов эталонные емкости тоже будут иметь достаточно большие размеры.Кроме того, заполняющая оба сосуда среда должна иметь идентичные физические свойства.

Известен также способ измерения поверхностей сложных фигур, состоящий в определении площади плоского конденсатора известной формы, которая изготавливается в каждом конкретном случае. Определение площади об кладки осуществляется путем сравне.- ния показаний измеренной электри-,: ческой емкости изготовленного конденсатора с емкостью эталонного плоского конденсатора. Пространство между обкладками измеряемого конденсатора заполняется специальным твердым ди электриком, совпадающим по свойствам с диэлектриком, примененным в эталонном конденсаторе. Расстояние межцу обкладками эталонного конденсатора должно строго выдерживаться при изготовлении измеряемого конденсатора, т.е. оно известно заранее. С торцов плоский конденсатор остается открытым для расхождения энергии электрияадкого поля 1.21.

767529

По технической сущности изложенный выше способ наиболее близок к предлагаемому техническому решению и является прототипом.

Недостатками данного способа яв-, ляются невысокая точность, сложность конструкции и изготовления, а также большие габариты, вес и стоимость аппаратуры для измерения емкостей, которая предназначена для работы в лабораторных условиях, выпускается в ограниченных количествах и лучшие образцы которой имеют погрешность около 1%, что не обеспечивает необходимой точности измерений объемов

I а это существенно ограничивает возможность применения этого способа.

Целью изобретения является расширение области применения, снижение энергетических затрат, повышение точности измерений и производительности труда при их проведении, а также снижение веса, габаритов и стоимости измерительной аппаратуры.

Цель достигается тем, ч;то во внутреннее пространство резервуара поочередно вводят электроды разного объема, меньшему из которых задают эювипотенциальную поверхность, гео. метрически подобную по форме большему электроду, размещаемому на месте этой поверхности, а искомый объем определяют по величине электрического заряда, сообщенного электродам, и разности потенциалов между электродами заданного объема и поверхностью резервуара.

Сущность способа заключается в том, что внутрь измеряемого резервуара помещают пробный электрод, занимающий объем пространства Ч, которому сообщается заряд Я . Поверхностный потенциал, пробного электрода численно равен разности потенциалов по отношению к заземленному резервуару.

В пространство между поверхностью резервуара и пробным электродом потенциал изменяется непрерывно от 3 до Р . Каждому конкретному значению потенциала в этих пределах соответствует замкнутая эквипотенциальная поверхность. Если выделить какую-либо .прсt --вольную эквипотенциальную пове к.;ость с потенциалом Р;численное значение которой будет равно разности потенциалов Р, а объем пространства, ограниченный этой поверхностью равен V, то искомый .объем резервуара Ч,по известном Значениям объемов

V, H Vg, ограниченных эквипотенциаль.ными поверхностями Р„ = О1 и 9<= U, соответственно, определяется формугде < = †. -- отношение ограниченных

Чд. эквипотенциальными поверхностями объемов, коэффициент формы, характеризующий конфигурацию измеряемого резервуара.

На близком расстоянии эквипотенциальная поверхность ямало отличается по форме от поверхности с потен-. циалом Р, созданной заряженным проб= ным электродом. Подобие форм эквипотенциальных поверхностей с потенциалами Р и Р (соответственно ограничейное ими пространство 4 и V )

1 окажется тем точнее, чем меньше их объем по отношению к измеряемому резервуару Ч (на практике это различие составляет не менее три порядка).

Наличие на пробном электроде острых !

5 выступов заметно сказывается на различии форм, даже расположении эквипотенциальных поверхностей Р и Р

1 fj/ поэтому наиболее предпочтительными оказываются электроды сферической

20 формы.

С учетом указанных условий можно сделать вывод, что поочередное введение двух сферических электродов с равными зарядами не изменяет карины распределения потенциала внутри резервуара, который может быть заполнен жидким и газообразным однородным диэлектриком.

Все сказанное остается в силе в том случае, если применять пробные

30 электроды, повторяющие форму измеряемого резервуара. При этом значение коэффициента формы К в формуле (!) принимается равным единице, но предъявляются более жесткие требова3$ ния к выбору точки размещения и ориентации пробных электродов в пространстве, ограниченном стенками ,резервуара.

На чертеже приведен возможный ва4О риант устройства для реалйзации данного способа, электрод в котором имеет сферическую форму.

Устройство состоит из прибора 1 для измерения потенциала, устанавливаемого на крышку 2, которая замыка45 ет горловину измеряемого резервуара

3 и имеет с ним гальваническую связь, пробного электрода 4, второго пробного электрода 5 (изображен пунктиром) и проводников 6 и 7.

Одна из клемм прибора 1 проводником 7 непосредственно соединена со сферическим пробным электродом 4.

Пунктирной линией на чертеже обозначено положение второго сферического

55 axrezrpopa

Измерение объема. производится следующим образом.

Примерно на одинаковом расстоянии от противоположных стенок внутри ре-,. зервуара 3 размещают пробный электрод 4, соединенный тонким проводником с измерительным прибором 1.Элект- род 4 занимает известный объем пространства Чб . После измерения потен-. циала,электрода 4 его извлекают, и

767529

Формула изобретения на его место помещают пробный электрод 5, несколько больыего объема Ч .

Центры сферических электродов 4 и 5 располагаются в одной и той же точке пространства. После измерения потенциала электрода 5 определяется искомый объем V .

Способ. прост в эксплуатации и не требует разработки специального оборудования.

Использование его устраняет необ:ходимость изготовления и перевбзки большого разнообразия форм крупных эталонных сосудов и расширяет максимальный предел измеряемых резервуаров. Измерение можно проводить в любой однородной диэлектрической среде. Процесс измерения занимает малое время с небольшими энергетическими затратами, точность измерений повышается при снижении затрат . †.::..на потребное измерительное оборудование.

1. Способ определения объема резервуара с электропроводящей внутренней поверхностью, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью пониже- ния энергетических затрат, повышения производительности труда, расширения пределов измерения и снижения затрат на оборудование, во внутреннее

Ъ пространство резервуара поочередно вводят электроды разного объема, меньшему из которых задают эквипотенциальную поверхность, геометрически подобную по форме большему электроду, размещаемому на месте этой поверхности, а искомый объем определяют по величине электрического заряда, сообщенного электродам, и разности потенциалов между электродами заданного объема и поверхностью резервуара.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее электрод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения измеряемых резервуаров и ограничения конфигурации используемых электродов, оно снабжено дополнительным электродом, причем оба они выполнены сферической формы.

20 3. Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, упомянутые электроды выполнены йодобной меж25 ду собой Формы, совпадающей с формой резервуара, но с закругленными гранями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

Р 476451, кл. G 01 F 17/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР

Р 276449, кл. G 01 В 7/32, 1969 (прототип).

ИПИ Заказ 7179/35 аж 801 Подписное илиал ППП Патент, r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4