Способ измерения уровня сжиженного газа Советский патент 1986 года по МПК G01F23/22 

Иг(обретенне относится к измерению уровня жидкостей, г частности, сжи- жен1шх газов при низких температурах

Целью изобретения является повыгае ние искробезопасности за счет исключения электронагрева и повышение точности измерений за счет практического снижения влияния чувствительности датчиков на результат измерений.

Предлагаемый способ заключается в том, что датчики теплового потока размещают в резервуаре на теплопроводном стержне, служащем тепловым мостом между газом и жидкостью, измеряют локате.льные плотности теплового потока между стержнем и средой в резервуаре и.по результатам измерений определяют место максимальной плотности теплового потока, указывающее на положение уровня яотдкости.

Размещение в резервуаре теплопроводного стержня позазоляет исключить электронагрев датчиков, вызывающий дополнительное испарение жидкости, использовать для измерений естественные протхессы теплообмена между стержнем и средой, повысить искробезопас- ность.

Измерение плотностей теплового потока и определение места максимального значения ее позволяет определить положение уровня лсидкости в резервуаре.

Определение положения уровня по месту изменения направления теплового потока повьшает точность измерений, так как в этом месте сигнал датчика будет нулевым независимо от его чувствительности. Место смены направления теплового потока находится над уровнем жидкости, положение его при постоянном уровне раздела фаз зависит от величин, которые для данного теплового моста и температуры жидкости постоянны. При перемещении уровня жидкости положение места смены направленного теплового потока изменяется пропорционально.

На фиг, 1 показана схема размеп ;е- ния стержня в резервуаре (места установки датчиков заштрихованы); на фиг. 2 - графики средней температуры по сечению стержня t,.. и температуры среды (жидкости и газа) t. , а также плотности теплового потока q между стержнем и средой в зависимости от

5

0

5

0

5

0

5

высоты Н при некотором положении уровня жидкости.

Температура жидкой фазы в резервуаре t одинакова во всех точках и равна температуре насыщения для данного газа при соответствующем давлении. Температура газовой фазы над жидкостью из-за наружного тепло-, притока и постоянного отбора газа, образующегося при испарении жидкости, возрастает по мере удаления от поверхности и имеет вид, представленный на графике.

Температура теплопроводного стержня, помещенного в резервуар, плавно изменяется по высоте. В нижней, погруженной в жидкость, части температура стержня вьппе температуры жидкости за счет перетока теплоты из верхней части и здесь имеет место положительный тепловой поток от стержня к жидкости. В верхней, выступающей из жидкости, части стержня его температура ниже температуры среды на соответствующей высоте и здесь тепловой поток направлен от газа к стержню. На .енной высоте над уровнем жидкости -направление теплового потока меняется с положительного на отрицательное. Высота расположения точки смены направления теплового потока над уровнем жидкости зависит от теплофизических свойств материала стержня, геометрических размеров и соотнощения коэффициентов теплоотдачи между стержнем и газовой фазой и между стержнем и жидкостью.

Теплопроводный стержень служит ,тепловым мостом между газом и жидко- стью, по которому происходит переток некоторого количества теплоты.

Подвод теплоты от газа к стержню происходит по выступающей из жидкости части стержня. Эта теплота отводится от стержня в основном в верхнем слое жидкости, где имеет место максимальная плотность теплового потока от стержня к Ж1-ЩКОСТИ.

Измерение положения уровня сжи- лсенного газа производится следующим образом.

Установленными на стержне датчиками одновременно измеряются плотности теплового потока между стержнем и средой на различных высотах. Результат анализируется и определяется уровень жидкости по положению датчика, сигнал которого является максимальным ,

Уровень можно определять,рассчитав значение высоты смены направления теплового потока над уровнем жидкости по известным параметрам теплопроводного, стержня, и установив высоту расположения датчика, сигнал которого равен нулю.

Изобретение предназнгачено для искробезопасного измерения и дистанционного контроля уро вня сжиженных углеводородных газов в низкотемпературных изотермических хранилищах большой емкости.

253962. 4

Формула изобретения

Способ измерения уровня сжиженного газа путем размещения в резерву- 5 аре на различной высоте нескольких термочувствительных датчиков, о т

целью повьшения искробезопасности за счет исключения электронагрева, датчики размещают на установленном в резервуаре на теплопроводном стержне, измеряют локальные плотности теплового потока между стержнем и средой в резервуаре, а уровень сжиженного газа определяют по максимальной плотности теплового потока.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить искробезопасность эа счет исключения электронагрева. Размещают датчики теплового потока в резервуаре на теплопроводном стержне, позволяющем исключить их электронягрев. Одновременно измеряют локальные плотности теплового потока между стержнем и средой на различных высотах. По результатам измерений выявляют место максимальной плотности теплового потока, определяющее место смены его направления, и соответственно положение уровня жидкости. 2 ил. fi

УУ

-Я

22

ш

Фиъ.Г

,

фи.2.

Редактор М. Недолуженко

Составитель М. Некрасов

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Закяз 4684/27

Тираж 705

ВНрЩЙИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное