СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ОБЪЕМА МЕРНОГО БАКА ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ СЧЕТЧИКОВ ВОДЫ И РАСХОДОМЕРОВ Российский патент 2000 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в основу работы которой положен метод измерения контрольного объема мерного бака при непрерывной подаче воды с заданным расходом, и может быть использовано в испытательных установках для счетчиков воды и расходомеров.

Известен способ определения контрольного объема мерного бака (см. книгу: А. Н. Павловский. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара. Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР. М., 1967 г., стр. 368-372, 378- 384), включающий измерение объема воды в мерном баке с помощью присоединенной к баку стеклянной водомерной трубки и установленной рядом с ней рейки со шкалой, отградуированной в целых или дольных значениях кубического метра, изменение направления потока воды из пролетного бака в мерный бак на период до его заполнения и обратно с помощью перекидного устройства, причем за контрольный объем мерного бака принимается объем воды, поступившей в мерный бак за период между началом и прекращением его заполнения.

Недостатком известного способа является то, что для его реализации требуется использование механического перекидного устройства. Механический износ перекидного устройства приводит к увеличению времени его переключения и, следовательно, к увеличению погрешности измерения времени, что особенно характерно при поверке расходомеров. Для того чтобы относительная погрешность испытательной установки для расходомеров составляла не более 0,1%, при условии, что относительная погрешность измерения объема также равна 0,1%, относительная погрешность измерения времени должна быть не более 0,02%, т. е. абсолютная погрешность измерения времени при наполнении бака в течение 60 с составит 0,01 с. Увеличение абсолютной погрешности измерения времени до 0,1 с приведет к увеличению относительной погрешности измерения времени до 0,16%.

Таким образом, использование перекидного устройства для реализации известного способа определения контрольного объема мерного бака в испытательных установках для расходомеров может привести к значительному увеличению относительной погрешности измерения времени и относительной погрешности всей установки.

Известен способ определения контрольного объема мерного бака испытательных установок для счетчиков воды и расходомеров (см. книгу: А.Н.Павловский. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара. Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР. М. , 1967 г., стр. 151-153, рис. 93), включающий непрерывную подачу воды с заданным расходом, измерение объема воды в мерном баке с помощью присоединенной к мерному баку стеклянной водомерной трубки и установленной рядом с ней рейки со шкалой, отградуированной в целых или дольных значениях кубического метра, контроль процесса заполнения мерного бака с использованием нижней и верхней контрольных отметок, причем за контрольный объем мерного бака принимается объем воды, вмещающийся между контрольными отметками.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет учитывать дополнительный объем, создаваемый струей воды, подаваемой в мерный бак сверху, так как определение значения объема, вмещающегося между контрольными отметками, производится с помощью образцовых мерников, вследствие чего значение объема мерного бака между контрольными отметками, принимаемое за контрольный объем мерного бака, не соответствует действительному объему воды, залитой в мерный бак за период между моментами достижения уровнем воды нижней и верхней контрольных отметок при непрерывной подаче воды с заданным расходом. В момент достижения уровнем воды в мерном баке нижней контрольной отметки значение объема мерного бака между контрольными отметками не равно нулю, а равно объему струи воды, подаваемой в мерный бак сверху и находящейся между нижней и верхней контрольными отметками. Следовательно, измеренное значение контрольного объема мерного бака будет больше действительного значения на величину объема струи воды, подаваемой в мерный бак сверху. В отдельных случаях, при максимальных расходах, объем струи может составлять до 4% от объема всего мерного бака, тогда как относительная погрешность измерения объема в испытательных установках для счетчиков воды и расходомеров должна быть не более 0,2%.

Таким образом, известный способ не обеспечивает точного измерения контрольного объема мерного бака при непрерывной подаче воды с заданным расходом, что приводит к значительному увеличению погрешности измерения.

Задачей предлагаемого изобретения является более точное определение контрольного объема мерного бака испытательных установок для счетчиков воды и расходомеров.

Технический результат предлагаемого способа выражается в обеспечении учета объема струи воды, подаваемой в мерный бак, при измерении контрольного объема мерного бака. Указанный результат достигается за счет полученной возможности сравнения количества электрических импульсов, пропорционального объему воды, поступившей в мерный бак при непрерывной подаче ее с заданным расходом, подсчитанных за период между моментами достижения уровнем воды нижней и верхней контрольных отметок и за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения контрольного объема мерного бака испытательных установок для счетчиков воды и расходомеров, включающем непрерывную подачу воды с заданным расходом, измерение объема воды в мерном баке с помощью водомерной трубки со шкалой, отградуированной в единицах объема, контроль процесса заполнения мерного бака с использованием нижней и верхней контрольных отметок уровня воды в нем, согласно изобретению, с помощью водомерной трубки измеряют общий объем воды, набранной в мерный бак за период между началом и прекращением ее подачи, преобразуют объем воды, непрерывно подаваемой в мерный бак, в пропорциональное количество электрических импульсов, при этом подсчитывают число этих импульсов за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке нижней и верхней контрольных отметок, а также общее число импульсов за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак, а контрольный объем мерного бака определяют по зависимости

где V_к - контрольный объем мерного бака, м³;
V - общий объем воды, набранной в мерный бак за период между началом и прекращением ее подачи, измеренный с помощью водомерной трубки, м³;
n - число импульсов, отсчитанное за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке нижней и верхней контрольных отметок, ед.;
N - общее число импульсов, отсчитанное за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак, ед.

На чертеже приведена принципиальная схема установки для определения контрольного объема мерного бака, реализующей способ.

Установка содержит мерный бак 1, подводящий трубопровод 2, на котором установлен счетчик воды 3 и запорный кран 4.

Мерный бак 1 представляет собой вертикальный сварной резервуар, состоящий из двух горловин - нижней 5 и верхней 6 и расширенной средней части. Бак 1 оборудован стеклянной водомерной трубкой 7, снабженной рейкой 8 со шкалой, отградуированной в единицах объема. В днище мерного бака 1 вварен сливной штуцер 9 с запорным краном 10, направленный в приемную воронку 11 сливного трубопровода 12. В верхнюю горловину 6 мерного бака введен выходной конец подводящего трубопровода 2. В нижней горловине 5 мерного бака установлен датчик-сигнализатор 13 нижней контрольной отметки уровня воды, а в верхней горловине 6 - датчик-сигнализатор 14 верхней контрольной отметки уровня воды.

Счетчик воды 3 представляет собой исправный счетчик количества воды, снабженный автоматическим датчиком импульсов 15, вырабатывающим электрические импульсы, количество которых соответствует количеству оборотов рабочего органа (на чертеже не показан) счетчика воды 3, а следовательно, и объему воды, прошедшей через счетчик воды 3. К выходу датчика 15 подключены электронные счетчики импульсов 16 и 17. Дискретный сигнал от срабатывания датчика-сигнализатора 13 нижней контрольной отметки уровня воды служит сигналом для включения счетчика импульсов 17, а дискретный сигнал от срабатывания датчика- сигнализатора 14 верхней контрольной отметки уровня воды служит сигналом для выключения счетчика импульсов 17.

Способ определения контрольного объема мерного бака 1 в данной установке осуществляют следующим образом. Открывают запорный кран 10 мерного бака и запорный кран 4 на подводящем трубопроводе 2. Начинают подачу воды с заданным расходом через подводящий трубопровод 2 в мерный бак 1. После заполнения трубопровода 2 закрывают запорный кран 4. Вода, поступившая в мерный бак 1, сливается через штуцер 9 и воронку 11 в сливной трубопровод 12. Обнуляют счетчики импульсов 16 и 17. Закрывают запорный кран 10 мерного бака 1. Открывают запорный кран 4 на подводящем трубопроводе 2. Начинается непрерывная подача воды в мерный бак 1 с заданным расходом, одновременно под действием напора воды начинается вращение рабочего органа счетчика воды 3, вырабатывание импульсов датчиком 15 и подсчет их числа с помощью счетчика импульсов 16. В момент достижения уровнем воды датчика- сигнализатора 13, установленного на нижней контрольной отметке, происходит включение счетчика импульсов 17 контрольного счетчика воды 3. В момент достижения уровнем воды датчика-сигнализатора 14, установленного на верхней контрольной отметке, происходит выключение счетчика импульсов 17 контрольного счетчика воды 3. После выключения счетчика импульсов 17 заканчивают процесс заполнения мерного бака 1, закрывают запорный кран 4 и подача воды в мерный бак 1 прекращается. Одновременно прекращается вращение рабочего органа счетчика воды 3, прекращается вырабатывание импульсов датчиком 15 и подсчет их числа с помощью счетчика импульсов 16. Записывают показания счетчиков импульсов 16 и 17. По значению уровня воды в водомерной трубке 7 с помощью рейки 8 со шкалой, отградуированной в единицах объема, определяют общий объем воды, набранной в мерный бак 1 за период между началом и прекращением подачи воды. Дальнейшее определение контрольного объема мерного бака 1 производят по зависимости

где V_к - контрольный объем мерного бака 1, м³;
V - общий объем воды, набранной в мерный бак 1 за период между началом и прекращением ее подачи, измеренный с помощью водомерной трубки 7, м³;
n - число импульсов, отсчитанное за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке 1 нижней и верхней контрольных отметок, ед.;
N - общее число импульсов, отсчитанное за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак 1, ед.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяет более точно определять контрольный объем мерного бака при непрерывной подаче воды с заданным расходом, что значительно уменьшает относительную погрешность всей установки при поверке счетчиков воды и расходомеров. При этом, значение контрольного объема, определенное данным способом, не зависит от колебаний расхода воды в ходе заполнения мерного бака. Кроме того, использование предложенного способа определения объема мерного бака в испытательных установках для счетчиков воды и расходомеров позволяет использовать для отсечки контрольного объема воды вместо перекидных устройств датчики-сигнализаторы уровня. За счет этого уменьшается материалоемкость конструкции установки, сокращается время поверки, а также появляется возможность повышения уровня автоматизации установки.

С помощью счетчика воды, снабженного датчиком импульсов, преобразуют объем воды, непрерывно подаваемой в мерный бак с заданным расходом, в пропорциональное количество электрических импульсов. Подсчитывают число (n) этих импульсов за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке нижней и верхней контрольных отметок, а также общее число (N) импульсов за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак. С помощью водомерной трубки со шкалой измеряют общий объем (V) воды, набранной в мерный бак за период между началом и прекращением ее подачи. Контрольный объем мерного бака определяют по зависимости V_к = n/N•V. Изобретение обеспечивает повышение точности определения контрольного объема мерного бака за счет учета объема подаваемой в него струи воды. 1 ил.

Способ определения контрольного объема мерного бака испытательных установок для счетчиков воды и расходомеров, включающий непрерывную подачу воды с заданным расходом, измерение объема воды в мерном баке с помощью водомерной трубки с шкалой, отградуированной в единицах объема, контроль процесса заполнения мерного бака с использованием нижней и верхней контрольных отметок уровня воды в нем, отличающийся тем, что с помощью водомерной трубки измеряют общий объем воды, набранной в мерный бак за период между началом и прекращением ее подачи, преобразуют объем воды, непрерывно подаваемой в мерный бак, в пропорциональное количество электрических импульсов, при этом подсчитывают число этих импульсов за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке нижней и верхней контрольных отметок, а также общее число импульсов за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак, а контрольный объем мерного бака определяют по зависимости

где V_к - контрольный объем мерного бака, м³;
V - общий объем воды, набранной в мерный бак за период между началом и прекращением ее подачи, измеренный с помощью водмерной трубки, м³;
n - число импульсов, отсчитанное за период между моментами достижения уровнем воды в мерном баке нижней и верхней контрольных отметок, ед;
N - общее число импульсов, отсчитанное за период между началом и прекращением подачи воды в мерный бак, ед.