Гидростатический уровнемер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВЕИТИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ((()972235 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 608059 (22) Заявлено 26.12.80 (21) 3225789/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

G О1 F 23/16

СССР

Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 (53) УДК 681.128..5 (088. 8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Тимофеев и В. Г. Шолохов

I - "1|().11|, ." !

-(1 . (:(1 )

Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Сельэнерг6прбетй»/1.(1 (7l ) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Гвсударствеллмй комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к гидростатическим и пневмометрическим уровнемерам, используемых в основном для измерения уровня воды в открытых водных объектах, например водохранилищах, озерах, реках, бассейнах и т. д. 5

По основному авт. св. № 608059 известен гидростатический уровнемер, используемый преимущественно для открытых водных объектов, который содержит измерительную трубу, погружаемую открытым концом в контролируемый объект и подсоединенную верхним концом к выходу пневматического нагнетающего устройства и к одному из входов блока сравнения, второй вход которого подсоединен к задатчику давления.

Пневматическое нагнетающее устройство управляется импульсами с генератора, управляемого сигналом от триггера, поступающим на генератор через пневматический клапан. Триггер включается при помощи пусковой кнопки (1).

При включении триггера срабатывают два пневматических клапана: через первый запускается генератор и|ипульсов, через второй — измерительная труба, нормально сообщенная с атмосферой при отключенном триггере, подключается к схеме прибора и в нее с выхода пневматического нагнетающего устройства начинают поступать порции газа равной массы.

Последние поступают в измерительную трубу до тех пор, пока не сравняются давления на входах блока сравнения: измеряемое и заданное. Как только давления сравняются, выходной сигнал блока отключает триггер, при этом переключатся клапаны таким образом, что полости генератора импульсов и измерительной трубы сообщатся с атмосферой. Цикл измерения прекратится.

Величина уровня отсчитывается по цифровому счетчику, подключенному к генератору импульсов.

Измерение уровня известным уровнемером ведется определением давления в измерительной трубе, а так как свободный объем в трубе изменяется, то давление в измерительной трубе нарастает нелинейно во времени, что снижает точность измерения.

Нелинейный характер нарастания давления осложняет процесс измерения уровня, т. е. требует дополнительных вычислений, использования градуировочных кривых и т. п.

972235

I0

25 р мгг

= i v

Цель изобретения — повышение точности и упрощение процесса измерения уровня.

Указанная цель достигается тем, что гидростатический уровнемер снабжен устройством линейного нарастания давления в измерительной трубе, выполненным в виде расположенного в корпусе сильфона и пневматического усилителя, при этом полость сильфона и вход усилителя соединены с газовой полостью измерительной трубы, а выход усилителя соединен с полостью корпуса.

При заполнении трубы порциями сжатого газа давление в ней растет и воздействует как на сильфон,так и на вход усилителя.

Коэффициент усиления усилителя выбирается больше I,ò. е. таким чтобы выход усилителя управлял сильфоном, а именно: при нарастании давления в измерительной трубе сильфон сжимался бы под действием превосходящего давления со стороны выхода усилителя и тем самым уменьшался объем сильфона.

Система настроена таким образом, чтобы уменьшение объема сильфона скомпенсировало увеличение свободного объема в измерительной трубе, возникшего при подаче в трубку порций сжатого газа.

Таким образом, достигается постоянство объема системы измерительная труба — усилитель — сильфон, а это обеспечивает линейный закон нарастания давления в измерительной трубе и повышает точность измерений.

Из уравнения Клайперона-Менделеева где P — давление; — свободный объем в трубе;

М вЂ” масса газа;

Т вЂ” абсолютная температура;

Р— универсальная газовая постоянная;

pl — молекуля)зный вес газа; видно, что, если - - — =const = А, то P

= АМ(2), т. е. давление являющееся по существу выходом прибора, линейно зависит от массы закачанного в измерительную трубу газа. Поскольку масса газа, поступившего в систему, равна M = m и, где m — масса одной порции газа; и — число порций, то, следовательно,при использовании изобретения, число порций (импульсов) прямо пропорционально давлению газа в измерительной трубе.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого уровнемера; на фиг. 2 — устройство линейного нарастания давления в измерительной трубе.

Измерительная труба 1 (фиг. I ) погружена открытым концом в исследуемый водный объект 2.В трубу 1 с выхода пневматического нагнетающего устройства 3 посту.пают порции газа, которые одновременно поступают на один из входов блока 4 сравЗо

55 нения. Второй вход блока 4 подключен к задатчику 5 давления.

Пневматическое нагнетающее устройство

3 управляется импульсами генератора 6 импульсов, к выходу которого подключен цифровой счетчик 7 импульсов. Генератор 6 включается выходным сигналом с триггера

8, который управляет клапанами 9 и 10.

Последние в одном состоянии включают генератор и измерительную трубу в схему прибора, возбуждая тем самым генератор, в другом состоянии сообщают полости генератора и измерительной трубы с атмосферой.

Триггер приводится в действие от пусковой кнопки 11.

Для коррекции счета импульсов служит камера 12 с регулируемым объемом.

Для обеспечения линейного нарастания давления в измерительной трубе служит устройство 13 (фиг. 2).

Отрезок измерительной трубы 1, соединенный пневмоприводом 4 с полостью сильфона 15,размещенного в корпусе 16, показан на фиг. 2. Полость корпуса 16 соединена с выходом пневматического усилителя 17, вход которого подсоединен к газовой полости измерительной трубы I.

Устройство работает следующим образом.

При возрастании в измерительной трубе

1 давления, происходящего вследствие поступления в нее в ходе измерения порций сжатого газа, давление в трубе одинаково действует как на вход усилителя, так и на сильфон изнутри.

Однако, так как коэффициент усилителя значительно больше 1, с выхода усилителя на сильфон действует большее давление и сильфон 15 сжимается, уменьшая тем самым объем системы измерительная труба — усилитель — сильфон, что приводит к линейному нарастанию давления в измерительной трубе при поступлении в нее порций сжатого газа.

Таким образом, предлагаемое устройство компенсирует увеличение свободного объема в измерительной трубе, вызванного повышением давления за счет порций газа точно таким же по величине уменьшением объема сильфона, при этом не компенсируется изменение свободного объема в трубе, вызванное соответствующим изменением уровня в водном объекте. Объем в измерительной Tðóбе перед каждым циклом измерения берется за исходный, он в конечном счете и определяет величину измеряемого уровня.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения уровня гидростатическими пневмометрическими уровнемерами, так как достигается линейная зависимость давления в измерительной трубе от количества поступающих в нее порций сжатого газа, т. е. достигается линей972235!

Формула изобретения

Составитель Н. Варнек

Редактор Н. Ковалева Техред И. Верес Корректор Н. Буряк

Заказ 7878/27 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ная зависимость выхода от входа прибора.

Одновременно упрошается процесс измерения, так как, зная линейную зависимость выхода от входа прибора, можно без дополнительных вычислений и градуировочных таблиц непосредственно отсчитывать в цифровой форме уровень по счетчику прибора, что соответственно сократит непроизводительный труд и повысит автоматизацию процесса измерения.

Гидростатический уровнемер по авт. св. № 608059,отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен устройсвом линейного нарастания давления в измерительной трубе, выполненным в виде расположенного в корпусе сильфона и пневматического усилителя, при этом полость сильфона и вход пневматического усилителя соединены с газовой полостью измерительной трубы,а выход усилителя соединен с полостью корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 608059, кл. G 01 F 23/16, 28.10.76 (прототип) .