Устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

777447

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.03.78 (21) 2585933/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 21.11.80 (51) М.Кл.з G 01 F 23/10

Государстееикый комитет по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681.128.6 (088.8) (72) Автор кзобретевия

О. П. Кошевой

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ/ттЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ЭЛЕКТРО ПРОВОДЯ ЩЕЙ ЖИДКОСТИ

E V

Р и и 1

Rn min

Изобретение относится к устройствам для измерения уровня электропроводящей жидкости преимущественно в скважинах, на пример, при .наблюдении за изменениями уровня воды в гидрогеологической практике.

Известно устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости в резервуарах, содержащее катушку со сматываемым с нее гибиим измерительным звеном, представляющим собой, изолированную линию связки,,на которой имеется шкала и укрепленный IHB .спускаемом tB скважи ну (н ижнем) конце электрод, связанный через,проводник с элвктр ическим индикатором контакта электрода с жидкостью (1).

Наиболее близюим к изобретению по технической сущностями является устройство для измерения уровня электропроводящей жидкости в скважанах, содержащее последовательно соединенные электрод, источник электродвижущей силы, гибкое измерительное звено в виде однопроводной изолированной линии связи (кабеля) и,индикатор контакта электрода с жидкостью, включенные в цепь, замыкаемую электродом через воду и стенки скважины (2).

В этом устройстве нарушение изоляции ,измерительного звена приводит к тому, что Ilðè контакте электрода с жидкостью происходит разряд источника электродв|ижущей силы через ло кный контакт, в результате чего на индикатор поступает сигнал, недостаточный для его срабатывания. Естественный разброс сопротивлений воды между электродом,и стенкой скважины также приведет к колебаниям сигнала, подаваемого на индикатор,,в пределах, превышающих рабочий диапазон,индикатора.

Недостатками устройства являются,невысокие точность,и надежность его и неудо 6 ство хр а н евфия.

Целью, изобретения является повышение точности, надежности,и кампактности устройства.

Поставленная цель:достигается тем, что в устройстве измерительное звено выполнено в виде неизол ированного:проводника и подключено к индикатору через дополнительно введенный ограничитель яапряже20 ния, иричем чувствительность индикатора с ограничителем напряжения iH мощность источника электродвижущей силы согласованы таким образом, что где V„— порог чувствительности индика30 тора;

777447

55

Е-.1г .

Rn инп где V, 60

Ro max

R: i:

Рь „— максимальное;возможное сопротивление,воды в цепи между электродом,и стенкой скважины;

Rn min — минимальное возможное сопротивление контакта измерительного звена со стенкой скважины;

Е. — выходное напряжение источника электродвижущей силы; а также тем, что ограничитель .напряжения выполнен в аиде включенного параллельно .индикатору стабилитрона и подключенного к ним ограничительного резистора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведен а схема устройства в рабочем положении,на скважине.

Устройство включает электрод 1, подключенный через источник 2 электродвижущей силы IK г и бкому измерительному звену 8 (металлической ленте со шкалой), которое соединено с входом огра ничителя 4, состоящего из балластного сопротивлечня

5 я стабил итрона б; индикатор 7, подключенный к выходу ограничителя 4; катушку

8, на которую наматывается измерительное звено при помощи ручки 9; корпус 10 катушки; корпус 11 истоHIHHIKB 2 и клемму 12.

На чертеже изображены стенка 18 скважины, частично заполненной, водой, эквивалентное .переходное сопротивление 14 зоны конт1акта измерительного звена со стенкой скважины и эквивалентное сопротивленяе

15 воды между электродом 1 и стенкой скважины, возникающее при ко нтакте электрода с водой. Порог чувствительности индикатора 7 с входа огра и(ичителя 4 и выходное напряжение Е источника 2 подобраны в соответствии с формулой:

Рь иа» гз т

R i„ где Rü — сопротивление 15;

R„— сопротивление 14, а напряжение среза ограничителя 4,не выше верхнего предела,индика тор а 7.

При работе устройства индикатор 7 .и ограничитель 4 подключаются к стенке скважины 18 клеммой,12. Измерительное звено 8 сматывается с катушии 8 при помош и ручки 9 до соприкосновения электрода

1 с,водой. Отсчет уровня производится B момент касания электрода воды по жкале ,измерительного звена 8. При срабатывании индикатора 7 под действием тока, проходящего .по цепи источыик 2 — сопротивление

l5 воды — стенка 18 скважины — измерительное звено 8 — огракичитель 4 с сопротивлением 5;и стабилитроном б — индикатор 7. При этом, если измерительное звено

8 касается стенки скважины (обсадйой трубы) 18, то в месте контакта появится переходное colrpoIIHBaeHHe L4, которое в связи с пр исутстаием на поверхности стенки скважины окислов, грязи, жировой или водя5

30 ной пленки .и в связи с явлением поляризаци и в зоне контакта ни когда не будет равно нулю. Поэтому часть энергии сигнала источника погааится,на сопротивлении 14, а часть ответвится в цепь лндикатора 7 с ограничителем 4.

При слабом сигнале сопротивление стаОилитрона б будет значительно большим, чем входное сопротивление индикатора 5, н,почни весь ток ответвится в индикатор.

При большом сигнале, когда не происходиг касания измерительным звеном 8 стенки скважины 18 или сопротивлеяие 14 велико, сопротивление стабилитрона б упадет, ток через него увеличится, а основная энергия сигнала погасится на сопротивление 5, Напряжение,;подаваемое пр и этом на индикатор 7, будет рав но напряжению стабилизации стабилигрона б, которое не превосход ит верхнего предела, индикатора 7. Работоспособность устройства обусловлена тем, что параметры индикатора 7 и источника

1 согласованы по току,,напряжению и со,противлению таким образом, что минимальное на пряжен ие, выделяемое на сопротивлении 14, больше, порога чувствитель,ности индикатора 7 с входа ограничителя

4, максимальное напряжение на индикаторе

7 ограничивается стабилитроном б, а ток— сопротивлением 5 ограничителя,и сопротивлением,внешней по отношению к .индикатору и ограничителю цепи.

Формула изобретения

1. Устройство ..для измерения уровня электропроводящей жидкости, содержащее последовательно соединенные электрод и источник электродвнжущей силы, подвешен,ные на спускаемом к,контролируемой жидкости конце гибкого измерительного звена, и ичдикатор, установленный .на другом ко|нце измерительного звена, о т JIiH ч а ю щ е p.с я тем, что, с целью повышения точности, надежности и компактности устройства, измерительное звено выполнено в виде неизолированного проводника и подКлючено к

ОндHKBTop) через дополнительно BBegeHIHblH ограничитель напряжения, причем чувствительность вндикатора с ограничителем на.пряже нкя и мощность .источника электродвижущей силы согласованы таким обра.зом, что порог чувствительности индикатора; максимальное:возможное сопротивление .воды в .цепи между электродогм и стен кой скважины; минимальное возможное сопротивление контакта измвр ительного звена со стенкой скважины;

777447

Составитель Т. Иноземцева

Текред A. Камышникова

Редактор Ж. Рожкова

Корректор С. Файн

Заказ !477(1475 Изд Мо 544 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

E — выходное напряжение источника электродвижущей силы:

2. Устройство по п. 1, о т л,ич а ющ е ес я тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде включенного параллельно индикатору стаоилитрона и подключенного к ним ограничительного,резистора.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2207873, кл. 73-304, 5 опуолик. 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 73689, кл. G 01 F 23 24, 1949 (прототип),