УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1994 года по МПК G01F23/40 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения уровня жидкости в емкостях и хранилищах для учетно-расчетных операций.

Известен датчик уровня жидкости, содержащий поплавок, снабженный термочувствительным элементом, на котором размещен управляющий магнит.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является следящий уровнемер, содержащий зонд, соединенный тросом, со следяще-преобразовательной системой.

Недостатком известного уровнемера является недостаточная точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешности при изменении плотности жидкости.

Цель достигается тем, что в уровнемер для жидкости, содержащий зонд, соединенный тросом со следяще-преобразовательной системой, введены два внешних кольцевых поплавка, установленных концентрично друг относительно друга и относительно зонда и соединенных между собой шарнирными рычагами, свободные концы которых направлены в сторону зонда и на них закреплены вертикальные стержни, фиксирующие положение зонда, при этом больший внешний поплавок связан с введенными вертикальными направляющими, а его высота в два раза больше высоты меньшего внешнего поплавка, причем поперечное сечение каждого из внешних кольцевых поплавков выполнено с горизонтальными основаниями и с боковыми образующими, представляющими собой ветви соответствующих полукубических парабол.

На чертеже схематично изображен уровнемер для жидкости.

Уровнемер для жидкости содержит следяще-преобразовательную систему 1, мерный трос 2, на который подвешен буек 3, внутренний кольцевой полукубический параболический поплавок 4, внешний кольцевой полукубический параболический поплавок 5, соединенные между собой шарнирными рычагами 6, на свободных концах которых крепятся стержни 7 для установки буйка 3, ось которого совпадает с осью поплавков, направляющие 8. Внутренний поплавок 4 содержит ограничители 9, а внешний поплавок содержит ушки 10, через которые проходят направляющие струны 11.

Работает уровнемер следующим образом.

Когда уровень жидкости в резервуаре находится без изменения, чувствительный элемент-буек 3 устанавливается на свободных концах стержней 7 и нижняя кромка буйка 3 находится на границе жидкости и газовой среды. В этот момент следяще-преобразовательная система 1 находится в равновесии и показывает наличие уровня жидкости в резервуаре.

При изменении уровня, например при повышении, внутренний поплавок 4 и внешний поплавок 5 также изменяет свое положение. Изменится усилие на весовом рычаге следяще-преобразовательной системы 1, который дает сигнал на включение двигателя, вследствие чего происходит подъем буйка кверху. Подъем продолжается до тех пор, пока на буек не будут воздействовать ограничители 9 внутреннего параболического поплавка 4. Как только прекратится изменение уровня жидкости и поплавки 4 и 5 установятся от колебаний поверхности жидкости, а буек 3 установится на свободные концы подвижных стержней 7, следяще-преобразовательная система 1 уровнемера вновь будет находиться в равновесии и выдаст установившееся наличие уровня жидкости в резервуаре.

При понижении уровня жидкости на весовом рычаге следяще-преобразовательной системы 1 уровнемера вновь изменится усилие, зависящее от веса внутреннего поплавка 4 через ограничители 9 на буек 3 и вся система будет работать в обратном направлении до тех пор, пока в следяще-преобразовательной системе 1 уровнемера вновь не создается равновесие и буек 3 не установится на подвижных стержнях 7.

Как известно, плотность контролируемых жидкостей, особенно нефтепродуктов, колеблется в широких пределах от температуры, например, сжиженный углеводородный газ этилен будет иметь плотность при "-" 50^оС - 0,48 г/см³, а при "+" 9^оС - 0,29 г/см³. Плотность контролируемых жидкостей может также широко изменяться от состава вещества (физическая плотность).

Например, при 20^оС плотность 1% -ного раствора AgNO₃ будет равна 1,007 г/см³, а 50% -ного - 1,66 г/см³.

Такие изменения плотностей жидкостей в резервуаре вносят значительную погрешность при измерении уровня. При изменении плотности жидкости уровнемер работает следующим образом.

Поплавок формы полукубической параболы имеет свойство погружаться в жидкость или выталкиваться из нее при изменении плотности самой жидкости равномерно. Этот принцип заложен в основу корректирующей системы. Поэтому при изменении плотности жидкости внутренний поплавок 4 опустится или поднимется в жидкости на одну величину, а внешний поплавок 5 - на две таких ж величины, изменят свои положения относительно предыдущих рычаги 6 и стержни 7, т. е. их свободные концы вновь будут на поверхности контролируемой жидкости. И буек 3, опускаясь на них, вновь будет располагаться на уровне границы раздела жидкости и газа, а следяще-пpеобpазовательная система уровнемера выдаст истинное значение уровня жидкости в резервуаре.

Предложенный уровнемер для жидкости позволит повысить точность измерения за счет исключения погрешности при изменении плотности жидкости. (56) Цикерман Л. Я. и др. Измерение уровней жидкостей и сыпучих материалов в коммунальном хозяйстве. М. , 1964, с. 44.

Использование: изобретение относится к средствам измерения уровня и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других областях промышленности. Сущность изобретения: уровнемер состоит из зонда, чувствительного элемента и следяще-преобразовательной системы. В него введены два внешних кольцевых поплавка, установленных концентрично друг относительно друга и относительно зонда, соединенных между собой шарнирными рычагами, на свободных концах которых крепятся стержни для фиксации зонда. Поплавки формы полукубической параболы имеют свойство равномерно погружаться в жидкость и выталкиваться из нее при изменении ее плотности. 1 ил.

УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ , содеpжащий зонд, соединенный тpосом со следящепpеобpазовательной системой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измеpения путем исключения погpешности пpи изменении плотности жидкости, в него введены два внешних кольцевых поплавка, установленных концентpично относительно дpуг дpуга и зонда и соединенных между собой шаpниpными pычагами, свободные концы котоpых напpавлены в стоpону зонда и на них закpеплены веpтикальные стеpжни, фиксиpующие положение зонда, пpи этом больший внешний поплавок связан с введенными веpтикальными напpавляющими, а его высота в два pаза больше высоты меньшего внешнего поплавка, пpичем попеpечное сечение каждого из внешних кольцевых поплавков выполнено с гоpизонтальными основаниями и с боковыми обpазующими, пpедставляющими собой ветви соответствующих полукубических паpабол.