Пьезометрический уровнемер Советский патент 1984 года по МПК G01F23/16 

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в химической и пищевой отраслях промьшшенности.

По основному авт.св. № 898263 известен уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки, соединенные с входами пятимембранного элемента сравнения, третий, вход которого соединен с линией питания и входом ламинарного дросселя, четвертый вход - с выходом ламинарного дросселя и крайними, камерами, а сопло с регулируемой пневмоемкостью. Регулируемая пневмоемкость соединена с положительным входом трехмембранного элемента сравнения и через нормально закрытый клапан - с атмосферой. Отрицательный вход трехмембранного элемента сравнения соединен с соответствующей пьезометрической трубкой, а его выход - с входом импульсатора, выход которого соединен с управляющими входами клапанов и элемента памяти. Вход элемента памяти соединен с выходом генератора линейно нарастающего сигнала и через второй нормально закрытый клапан с атмосферой, а его выход является выходом устройства.i

При работе уровнемера на ламинарном дросселе устанавливается перепад давления, определяемьй плотностью измеряемой жидкости, и регулируемая пневмоемкость заполняется воздухом через ламинарный дроссель и сопло пятимембранного элемента сравнения. При достижении в пневмоемкости давления, равного давлению в пьзометрическойтрубке, срабатывают трехмембранный элемент и импулыЬатор. При этом величина давления, сформировавшегося к этому мо- менту времени на выходе генератора линейно нарастающего сигнала, запоминается на элементе памяти и поступает на выход устройства, пневмоемкость опорожняется через открывшийся клапан и после снятия импульса импульсатора начинается новый цикл измерения tl 1

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная тем, что изменение перепада на ламинарном дросселе при колебаниях плотности жидкости происходи, только за счет изменения давления после дросселя. В этом случае происходит изменение не

только перепада, но и среднего по длине дросселя абсолютного давления, равного пол.усумме давлений до и после дросселя и определяющего плотность воздуха на нем. Вследствие этого нарушается линейная зависимость расхода воздуха через дроссель от перепада на нем и от плотности жидкости, что вносит определенную погрешность в результаты измерений. Эта погрешность возрастает с увеличением диапазона изменения плотности и разности, глубины погружения трубок в жидкость.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения погрешности от изменения среднего давления на ламинарном дросселе.

Поставленная цель достигается тем, что уровнемер дополнительно содержит пятимембранный элемент сравнения, положительные ходы которого . соединены с линией питания, выход и первый отрицательный вход - с входом ламинарного дросселя, а второй отрицательный вход - с выходом ламинарного дросселя.

При таком конструктивном выполнении уровнемера изменение перепада давлений на ламинарном дросселе при колебаниях плотности жидкости происходит за счет изменения давления как после дросселя, так и перед ним, при этом дополнительно-введенный пятимембранный элемент сравнения изменяет давление перед дросселем таким образом, что при любом значении перепада на нем полусумма давлений до и после дросселя, т.е.. среднее абсолютное давление на нем, является постоянной величиной, определяемой величиной давления, подаваемого в положительные камеры элемента сравнения. Это обеспечивает линейную зависимость расхода воздуха через ламинарный дроссель от перепада на нем и, соответственно, исключает присущую известному устройству погрешность от изменения среднего абсолютного давЛЪния на ламинарном дросселе.

На чертеже представлена схема уровнемера.

Уровнемер содержит погруженные в измеряемую среду две пьезометрические трубки 1 и 2 (трубка 2 погружена на большую глубину, чем трубка 1), соединенные с блоками 3 и 4 питания

и соответствующими входами пятимембранного элемента 5 сравнения. Третий вход элемента 5 сравнения соединен . с входом ламинарного дросселя 6, четвертый вход и крайние камеры - с 5 выходом ламинарного дросселя 6, а сопло - с регулируемой пневмоемкостью 7. Последняя соединена с положительным входом трехмембранного элемента 8 сравнения и через нормально 10 закрытый клапан 9 - с атмосферой. Отрицательный вход элемента 8 сравнения соединен с пьезометрической трубкой 1, а выход - с входом импульсатора 10 с дросселем 11. Гене- 15 ратор 12 линейно нарастающего сигнала содержит ламинарный дроссель 13 и повторитель со сдвигом 1А, глухая камера которого соединена с линией питания и входом дросселя 13, 20 проточная камера - с выходом дросселя 13, а его сопло (вьрсод генератора) - с входом элемента 15 памяти, выполненного, например, в виде линии задержки на такт, и через нормально 25 закрытый клапан 16 - с атмосферой. Выход импульсатора 10 соединен с управляющими входами клапанов 9 и 16 и элемента 15 памяти, выход которого является выходом уровнемера. зо

А .

Уровнемер работает следующим образом.

При подаче, от пьезометрических трубок давления, пропорционального произведению плотности жидкости на . 35 глубину погружения трубок, на входы элемента 5 сравнения элемент 5 сравнения устанавливается в псшожение

равновесия, при котором перепад давления на ламинарном дросселе 6 разен разности давления в пьезометрических трубках 1 и 2, т.е. пропорционален плотности жидкости. ,При этом клапан 9 закрыт и пневмоемкость 7 начинает заполняться через дрос- 5 сель 6 и сопло элемента 5 сравнения

со скоростью, пропорциональной расходу воздуха через дроссель 6, а следовательно, перепаду на нем и плотности жидкости. Одновременно 50 при закрытом клапане 16 линейно нарастает выходной сигнал генератора 12 линейно нарастающего давления. При достижении в пневмоемкости 7, а следовательно, и на положительном 55 входе элемента 8 сравнения величины давления, равного давлению в пьезометрической трубке 1, срабатывает

элемент 8 сравнения и импульсатор 10 выдает единичный импульс давления длительность которого определяется настройкой дросселя 11. При этом выходное давление генератора 12 линейно нарастающего сигнала запоминается на элементе 15 памяти и поступает на выход уровнемера, а через открывщиеся клапаны 9 и 16 давление из пневмоемкости 7 и с выхода генератора 12 нарастающего сигнала стравливается в атмосферу. После снятия, выходного импульса импульсатора закрываются клапаны 9 и 16 и цикл изме,рения повторяется, при этом запомшенное на элементе 15 памяти значе ние выходного давления генератора 12 пропорционально величине измеряемого уровня жидкости и не зависит от плотности жидкости. При изменении плотности измеряемой жидкости изменяется давление в пьезометрических трубках и на соответствующих входах пятимембранного элемента 5 сравнения. При этом начинает перемещаться мембранный блок элемента 5 сравнения и изменяется дЪвление после ламинарного дросселя 6.

Одновременно с изменением давления после ламинарного дросселя 6 изменяется давление на соответствующем отрицательном входе пятимембранного элемента 17 сравнения, начинает перемещаться его мембранный блок и изменяется давление на его выходе и, соответственно, на входе ламинарного дросселя 6. При этом перепад давления на дросселе 6 формируется за счет изменения давления как после дросселя, так и перед ним. Например, при падении давления после дросселя ;авление перед .ним возрастает на такую же величину. Элементы 5 и 17 сравнения устанавливаются в такое положение равновесия, при котором перепад на дросселе 6 равен разности давлений в пьезометрических трубках 1 и 2, а полусумма давлений до и после дросселя 6 равна величине задающего давления, подаваемого на положительные входы элемента 17 сравнения. Это обеспечивает постоянное значение среднего абсолютного давления на ламинарном дросселе и, соответственно, пропорциональную зависимость между расходом воздуха через дроссель и плотностью измеряемой жидкости, что исключает погрещS . 10894206

ность от изменения абсолютного дав-чается в повышении точности измерёления на дросселе.ния уровня и дозирования жидкостёй.

Экономический эффект от использо-плотность которых в ходе технологиванйя предлагаемого устройства заклю-ческого процесса может изменяться.

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИ УРОВНЕМЕР по авт. св. IP 898263, отличаю. щ и и с я тем, что, с целью повышения точности путем устранения погрешности от изменения среднего давления на ламинарном дросселе, уровнемер дополнительно содержит пятимембранный элемент сравнения, положительные входы которого соединены слинией питания, выход и первый отрицательный вход - с входом ламинарного дросселя, а второй отрицательный вход - с выходом ламинарного дросселя. (Л