Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в различных отраслях промышленности для измерения количества жидкости в различных емкостях.
Известен способ измерения уровня жидкости, заключающийся в том, что зондирование уровня и последующее слежение за ним осуществляется путем подъема чувствительного элемента, имеющего отрицательную плавучесть, от заданной отметки в жидкости, до ее поверхности электродвигателем, момент короткого замыкания которого предварительно устанавливают равным моменту, создаваемому силой, равной разности между весом чувствительного элемента и гидростатической выталкивающей силой, а по окончании цикла измерений опускают чувствительный элемент в жидкую среду до заданной отметки путем отключения питания электродвигателя /1/.
Недостатками данного способа являются измерение количества жидкости в емкости в объемных единицах, низкая точность, сложность, дороговизна и низкая надежность прибора для его осуществления.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения количества жидкости в емкости, выбранный в качестве прототипа /2/.
При осуществлении способа измеряют уровень жидкости в емкости, ее плотность и температуру приборами, удовлетворяющими заданной ГОСТом погрешности измерения. По калибровочной таблице емкости значения уровня переводятся в значения объема жидкости с последующим вычислением массы жидкости в емкости по формуле
M = ρ V,
где M - масса жидкости;
V - объем жидкости при данной температуре;
ρ - плотность жидкости при данной температуре.
Недостатками данного способа являются большая методическая погрешность измерения количества жидкости в емкости, сложность и дороговизна устройств для реализации указанного способа.
Изобретение решает задачи уменьшения погрешности измерения количества жидкости в емкости, расширения функциональных возможностей способа, упрощения конструкции и повышения надежности работы устройств для реализации предлагаемого способа, а также снижения их стоимости.
Решение указанной задачи достигается тем, что уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками сил, действующих на тела, первое из которых имеет переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, а второе полностью погружено в жидкость с последующим расчетом по формулам:
где M2 - масса полностью погруженного тела;
g - ускорение свободного падения;
P2 - вес полностью погруженного тела;
V2 - объем полностью погруженного тела,
где h - уровень жидкости в емкости;
h0 - расстояние от днища емкости до первого тела;
M1, P1, S1 - соответственно масса, вес и площадь поперечного сечения тела, имеющего переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости;
Δ h - поправка к уровню на уклон емкости,
при этом поправку к уровню на уклон емкости определяют путем измерения угла ее наклона датчиком угла поворота.
Решение указанной задачи достигается предложенным устройством для измерения количества жидкости в емкости, которое содержит датчик угла поворота, установленный на верхней крышке емкости, электрически соединенный через измерительный преобразователь с системной шиной, а уровнемер и плотномер выполнены в виде двух датчиков силы, жестко закрепленных на верхней крышке емкости, к которым подвешены соответственно полностью погруженное в жидкость тело и тело, имеющее переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в ней, оба датчика электрически связаны с измерительным преобразователем, соединенным с системной шиной, к которой подключены три датчика температуры, установленные на разной высоте от днища емкости, при этом системная шина соединена с микропроцессором, который через соединительную линию связан с ЭВМ.
Данные признаки являются существенными для решения задачи изобретения, так как измерение сил, действующих на тела, одно из которых имеет переменную степень погружения, а второе полностью погружено в жидкость, позволяет определять плотность и уровень жидкости в емкости, и тем самым делает возможным калибровать ее, что в сочетании с информацией об объеме из калибровочной таблицы уменьшает погрешность измерения массы жидкости.
Отсутствие подвижных деталей и устройств для их привода исключает дополнительную погрешность, связанную с трением в точках опоры, а также упрощает конструкцию устройства в целом, снижая его стоимость, а определение температуры жидкости в трех точках, коррекция полученных значений при повороте емкости и последующая обработка полученных значений микропроцессором с представлением полученных данных на ЭВМ обеспечивает повышение надежности работы устройства в целом и уменьшает дополнительную погрешность измерения уровня.
Схема устройства для измерения количества жидкости в емкости показана на фиг. 1.
Устройство для измерения количества жидкости в емкости состоит из уравнемера и плотномера, выполненных в виде двух датчиков силы 1, 2, жестко закрепленных на верхней крышке емкости 3, на которых подвешены (например, при помощи тросса) соответственно полностью погруженное в жидкость тело 4 и тело 5, имеющее переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в ней. Оба датчика электрически связаны с измерительным преобразователем 6, соединенным с системной шиной 7. К системной шине подключены три датчика температуры 8, 9, 10, установленные на разной высоте от днища емкости. Датчик угла поворота 11 жестко установлен своим основанием на верхней крышке емкости 3 с возможностью поворота своего преобразователя (например, диска, штока) относительно емкости 3. Системная шина 7 соединена с микропроцессором 12, который через соединительную линию 13 связан с ЭВМ 14.
Способ измерения количества жидкости в емкости осуществляют на предлагаемом устройстве следующим образом.
Уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками 1 и 2 сил, действующих на тело 5, имеющее переменную степень погружения в зависимости от количества жидкости в емкости, и на тело 4, полностью погруженное в жидкость. Сигнал с датчиков 2 и 1 через измерительный преобразователь 6 и системную шину 7 обрабатывается микропроцессором 12 с последующим определением плотности и уровня по формулам:
при этом для коррекции уровня при повороте емкости измеряют угол ее наклона датчиком угла поворота 11. При этом поправку на уклон вычисляют, например, по формуле /3, 4/.
Δh = ±ctgα1,
где с - расстояние от середины замерного люка (точки подвески тела 4) до средины емкости.
Знак "-" берется при уклоне в сторону крышки емкости 3, "+" при уклоне от крышки емкости 3.
Для коррекции объема погруженных в жидкость тел от теплового расширения после получения значений плотности и уровня жидкости измеряют температуру жидкости T1, T2, T3 в трех точках датчиками 8, 9, 10. Вычисляют среднюю температуру по формуле:
и в выражение для измерения плотности и уровня жидкости вводят поправку на температурное расширение /5/, после чего рассчитывают уточненные значения уровня и плотности жидкости, по калибровочной таблице, заложенной в ЭВМ 14, определяют объем жидкости и вычисляют массу жидкости по формуле
M = Vρ.
Литература
1. Способ измерения уровня. Авторское свидетельство СССР N 1538052, кл. 01 23/00, 1990, Бюл. N 3.
2. ГОСТ 26976-86. Нефть и нефтепродукты, методы измерения массы - прототип.
3. ГОСТ 8346-79. Резервуары стальные горизонтальные. Методы и средства поверки. М.: Из-во стандартов, 1980, - 72 с.
4. Ильин В.М., Литвиненко А.Н. и др. Эксплуатация складов ракетного топлива и горючего. Учебник. М.: Воениздат, 1992, - 415 с.
5. Хансуваров К. И., Цейтлин В.Г. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа и пара. Учебное пособие для техникумов. М.: Из-во стандартов, 1990, - 285 с.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ | 1999 |
|
RU2161782C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА | 2010 |
|
RU2439505C1 |
СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РЕЗЕРВУАРОВ | 2006 |
|
RU2327118C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2006 |
|
RU2331865C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ ПРИ ХРАНЕНИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ | 2013 |
|
RU2541695C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ПОТЕРЬ НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ В ВЫБРОСАХ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ВО ВРЕМЯ НАЛИВА В ТРАНСПОРТНЫЕ ЕМКОСТИ | 2013 |
|
RU2542451C1 |
СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РЕЗЕРВУАРОВ | 2002 |
|
RU2240514C2 |
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА, ПЛОТНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ В ПРИЕМНЫХ И ДОЛИВНЫХ ЕМКОСТЯХ | 2005 |
|
RU2291293C1 |
СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ТОПЛИВНЫХ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ В РЕЗЕРВУАРЕ | 2007 |
|
RU2361181C1 |
Устройство для измерения уровня и плотности жидкости | 2020 |
|
RU2730404C1 |
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в различных отраслях промышленности для измерения количества жидкости в различных емкостях. Изобретение решает задачу уменьшения погрешности измерения количества жидкости в емкости, расширения функциональных возможностей способа, упрощения конструкции и повышения надежности работы устройств для реализации предлагаемого способа, а также снижения их стоимости. Указанная задача достигается тем, что уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками сил, действующих на тела, первое из которых имеет переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, а второе полностью погружено в жидкость с последующим расчетом по формулам: и где ρ - плотность жидкости, h - уровень жидкости в емкости, g - ускорение свободного падения, h0 - расстояние от днища емкости до первого тела, m1, P1, S1 - соответственно масса, вес и площадь поперечного сечения тела, имеющего переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, m2, P2, V2 - соответственно масса, вес и объем полностью погруженного тела, Δh - поправка к уровню на уклон емкости. При этом поправку к уровню на уклон емкости определяют путем измерения угла ее наклона датчиком угла поворота. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
M = ρV,
где M - масса жидкости;
V - объем жидкости при данной температуре;
ρ - плотность жидкости при данной температуре,
отличающийся тем, что уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками сил, действующих на тела, первое из которых имеет переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, а второе полностью погружено в жидкость с последующим расчетом по формулам
где m2 - масса полностью погруженного тела;
g - ускорение свободного падения;
P2 - вес полностью погруженного тела;
V2 - объем полностью погруженного тела,
где h - уровень жидкости в емкости;
h0 - расстояние от днища емкости до первого тела;
m1, P1, S1 - соответственно масса, вес и площадь поперечного сечения тела, имеющего переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости;
Δh - поправка к уровню на уклон емкости,
при этом поправку к уровню на уклон емкости определяют путем измерения угла ее наклона датчиком угла поворота.
Стенд для контроля осевого люфта конических подшипников вала редуктора | 1988 |
|
SU1538022A1 |
EP 0303874 A1, 22.02.1989 | |||
DE 3719551 A1, 29.12.1988 | |||
US 4512189 A, 23.04.1985 | |||
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ СВИНЦА И МЕДИ | 1991 |
|
RU2019523C1 |
ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ | 1992 |
|
RU2036438C1 |
Авторы
Даты
2001-02-20—Публикация
1999-02-22—Подача