Способ гидродинамического нивелирования Советский патент 1983 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

4:;i 4 СО

сл Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способа определения превышений с помощью сообщающихся сосудов, наполненных однородной жидкостью. Известен способ гидродинамическо го нивелирования, основанный на условии статического равновесия жидко ти в системе, состоящей из сообщающихся сосудов-нивелиров. При использовании указанного способа в го ном деле превышение определяется путем подъема уровня жидкости в сис теме до тех пор, пока жидкость не корнется электрода в контролируемом сосуде,- после чего измерение уровня производится при статическом равновесии жидкости по отсчетному устройству сосуда, установленного на репере 1.. . Указанный метод измерений недостаточно совершенный, так как при поступлении сигнала от какого-либо п сосудов приходится добиваться так го состояния, при котором во-первых обеспечивается устойчивый -(непрерываквдийся в результате колебания уровня в системе) сигнал о наступлении контакта жидкости с электродом в ко тролируемом сосуде, во-вторых жидкость будет находиться в равновесии Наиболее близким к предлагаемому по техническо-й . сущности является способ гидродинамического нивелироваЕ1ия, основанный на использовании заполняемых однородной жидкостью сообщающихся сосудов, один из которых (измерительный) расположен на репере, а остальные, снабженные контактными электродами, установлен на контролируемых точках f2. Согласно известному способу производят непрерывное и равномерное изменение в одном направлении свободной поверхности жидкости в уравнительном баке, в процессе которого производят съем информации о положении уровня жидкости в контролируе мых сосудах, учитывая при этом поте ри энергии жидкости между соответст вующими сосудами. Однако для определения превышени между контролируемыми точками не- . обходимо непрерывно производить измерение уровня жидкости в баке на подъемном механизме, что практически трудно осуществить. Необходимо также при определенной скорости поднятия бака в лабораторных условиях определить потери энергии между соотве тствующими сосудами. Потери энергии изменяются, если изменяются тем пература жидкости и другие параметры системы, что влияет на точность измерений. На известном методе основана сис тема гидродинамического нивелирования (СГДН), при помощи которой определить смешение (т.е. изменение превышения) точек. При измерении смешений нет необходимости измерять уровень в подъемном баке. При этом методе принимается, что потери энергии между сосудами при всех циклах Измерений одинаковые. Однако эти потери будут разными за счет изменения температуры и других факторов системы, что влияет на точность измерений. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения влияния ошибок, связанных с изменением температуры, жидкости и других параметрюв системы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гидродинамического нивелирования, заключающемуся в том, что непрерывно поднимают свободную поверхность жидкости в уравнительном баке и измеряют уровень жидкости в сообщающихся с баком сосудах, установленных на контролируемых точках, производят замеры в сообщающихся сосудах два раза при двух заданных площадях свободной поверхности жидкости в уравнительном баке. На фиг.1 приведена принципиальная схема системы для осуществления способа; на фиг.2 - двухсекционный уравнительный бак, вид в плане; на фиг.З - пьезометрические линии при каждом замере (условно). Для осуществления предлагаемого (Способа в СГДН в качестве устройства, изменяющего уровень жидкости в сосудах, применяют уравнительный бак, оборудованный подъемным механизмом (реверсивный двигатель с редуктором) и отсчетным устройством для съема информации о положении уровня жидкости в контролир-уемых сосудах и разделенный внутри стенкой перегородкой - на две автономные секции с площадями FQ и F . После первого замера, когда уравнительный бак возвратится в исходное положение, открывается клапан в патрубке и восстанавливается сообщение жидкости из второй секции с общей системой, в связи, с чем при втором замере увеличивается расход жидкости, поступающий в систему при подъеме бака за то же время, а следовательно, скорость движения и, как следствие, потери энергии воз- ,, растают, меняетс я уклон пьезометрической линии жидкости. Зная величины площадей Г и , можно легко найти связь между компонентами, входящими в формулы для определения превышений при каждом замере и включающими в себя величины -Р и Г . Используя эту связь и имея показания счетчиков о положении уровня жидкости в контролируемых сосудах, можно получить формулу для определения превышения, в которую не войдут выражения для потерь энергии, зависящие от температуры и одинаковые в нашем случае в двух замерах, так как замеры следуют один за другим и практически температуру за это время можно считать постоянной. В итоге получается результат, свободный от погрешностей, связанны 4 с температурой . На нивелируемых точках 1,2,3,., устанавливаются одинаковые сообщающиеся сосуды. В верхней части каждо го сосуда на одинаковом расстоянии от основания установлены контактные электроды , f -. Э|„ , каждый из которых соединен со счетным устройс вом, находящимся на пульте управлени Там же располагается двухсекционный уравнительный бак, оборудованный клапаном. Измерения ведут кодовоимпульсным методом с момента начала движения жидкости в системе до момента контактирования жидкости с соответствующими электродами. Перед началом измерения бак заправляют жидкостью и уровень воды в Системе общий с двумя секциями в баке. При первом замере во время поднятия уравнительного бака клапан К закрывают и в системе движение жидкости создается за счет изменения уровня в другой секции. При этом д - f , u;(F4V,F) где А - определяемая и известная для каждой конкретной сие, темы величина; Ffo - площадь секции уравнитель ного бака, сообщающейся с системой; F - площадь сечения.сосуда; It) - площадь поперечного сечени соединяющих трубопроводов При втором замере клапан К откры вают и , , „ л - ) сии чрЧиР) де FQ - площадь секции уравнительного бака, оборудованного клапаном. Ах Если обозначить г- т, то опредеяемое превьлиение вычисляют по фортН -к-н к ( «. где и разности числа импульсов, поступивших на счетчики i-ro и к-го сосудов, выраженные в единицах длины (мм) соответственно при первом (с одним штрихом) и втором (с двумя штрихами) замерах. - определяют по формуле ) Wo(l4n|) где и - скорость поднятия двухсекционного уравнительного бака; NP- число импульсов, передаваемых, за единицу времени; - число импульсов, поступивших на счетчик -i-го, К-го сосудов. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными возможность определения превышений мея(ду контролируемыми точками, не измеряя уровня жидкости в баке подъемного механизма, что упрощает и облегчает процесс измерения,.так как измерение непрерывно изменяющегося уровня жидкости трудно осуществить на практике простыми способами; исключение сяиибок, связанных с изменением температуры жидкости, так как следуют один за другим и практически температуру за это время можно считать постоянной, что повышает точность измерения. Кроме того, система гидродинамического нивелирования, основанная на предлагаемом способе, позволит определять не только смешения контролируемых точек, но и превышения между ними.

СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ заключающийся в том, что непрерывно поднимают свободную поверхность жидкости и измеряют уровень жидкости в сообщающихся с баком сосудах, установленных на контролируемых точках, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности, путем уменьшения влияния ошибок/ связанных с изменением температуры жидкости и других параметров системы, производят замеры в сообщающихся сосудах два раза при двух заданных площадях свободной поверхности жидкости- в уравА нительном баке.

Л-у.