1
(21)4701929/10
(22) 08.06.89
(46) 23.10.91. Бюл. №39
(71)Государственный гидрологический институт
(72)Б.К.Давыдов (53)681.128.5(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР № 605107. кл. G 01 F 23/16. 1975.
Авторское свидетельство СССР ISfe 1605706.
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
(57) Изобретение относится к измерению уровня и расхода жидкости. Целью является автоматизация измерений при периодических доливах или удалении жидкости из емкости. При изменении уровня жидкости давление в трубке 4 вызывает перемещение метки 6 между датчиками 13 и 14 благодаря попеременному открытию клапанов 10,11 и 9,12. Об уровне и расходе судят по показаниям счетчика 15. 2 ил.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Гидростатический уровнемер | 1989 |
|
SU1768994A1 |
Способ измерения перепада уровня жидкости и устройство для его реализации | 1988 |
|
SU1768992A1 |
ЛИЗИМЕТР | 2017 |
|
RU2641193C1 |
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА, ПЛОТНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ В ПРИЕМНЫХ И ДОЛИВНЫХ ЕМКОСТЯХ | 2005 |
|
RU2291293C1 |
Система для измерения уровняжидКОСТи | 1979 |
|
SU821937A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ РАСХОДОМЕРОВ ЖИДКОСТИ | 2023 |
|
RU2810628C1 |
Пьезометрическое весодозирующее устройство жидкости | 1980 |
|
SU920385A1 |
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ АВТОТОПЛИВОЗАПРАВЩИКОВ | 2019 |
|
RU2718713C1 |
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ БАЛАНСИРОВОЧНЫЙ СТАНОК | 2012 |
|
RU2515102C1 |
Пневмометрический плотномер жидкости | 1979 |
|
SU785688A1 |
Ј
О 00 С
СА
Ю
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении уровня и расхода жидкости.
Цель изобретения - автоматизация измерений при периодических доливах и уда- лении контролируемой жидкости из емкости.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства для измерения уровня жидкости; на фиг. 2 - то же, с герметичной емкостью.
Устройство содержит капиллярную измерительную трубку 1, начало и конец которой посредством трубопроводов 2 и 3 соединены между собой и к месту их соединения подсоединен датчик уровня жидкости, который может быть выполнен либо в виде вертикальной пьезометрической трубки 4 (фиг. 1), либо в виде герметичной емкости 5 (фиг. 2). Вовнутрь измерительной трубки введена жидкостная индикаторная метка 6 (капля жидкости, не смачивающая внутреннюю поверхность трубки), а начало и конец трубки через штуцеры 7 и 8 с запорными клапанами 9 и 10 соединены с атмосферой. В трубопроводы 2 и 3 включено по запорному клапану 11 и 12; у концов измерительной трубки размещено по датчику 13 и 14 положения индикаторной метки 6. Устройство содержит счетчик 15 импульсов, блок 16 переключения запорных клапанов, входной 17 и выходной 18 штуцеры емкости 5, в которые включено по запорному крану 19 и 20, открытую сверху емкость 21 для жидкости (фиг, 1). Включение и выключение запорных клапанов 9-12 производится автоматически посредстаом электромагнитных приводов, управляемых сигналами, поступающими с блока 16, который выполнен, например, в виде триггера со счетным входом, к выходам которого через усилители подсоединены приводы запорных клапанов 9 и 12 (к одному выходу), а также приводы клапанов 10 и 11 (к другому выходу). Все запорные клапаны 9-12 двухходовые, имеют по два положения: в первом (обесточенном) положении все они открыты, а во втором положении - при подаче на них питания - закрыты. Запорные краны 19 и 20 также двухходовые, но управляются вручную.
Обозначим: п - количество импульсов, зарегистрированных счетчиком 15; I-длина измерительной трубки между датчиками 13 и 14; Si - площадь поперечного сечения трубки 1 ; S2 площадь поперечного сечения трубки 4; 5з - площадь поперечного сечения емкости 5 или рав,ной ей емкости 21; +Q - расход жидкости.
Искомый уровень жидкости определяют по формуле
H Hi ±AH...,(1)
где Н - искомый уровень жидкости;
Hi - уровень жидкости в емкости 5 и 21 перед текущим измерением приращения
уровня жидкости.
В случае, если измерение уровня жидкости начинают от нуля, то уровень Hi будет получают в виде суммы отдельных приращений уровней жидкости; если же при вводе в
эксплуатацию устройства емкость 5, 21 уже заполнена жидкостью, то уровень Hi измеряют любым известным способом, после чего к нему приплюсовывают измеренные предлагаемым устройством приращения
± Л Н уровня жидкости в емкости 5, 21.
В исходном положении при выключенном электропитании все запорные клапаны 9-12 открыты (обесточены), запорный кран 19 открыт, запорный кран 20 закрыт, измерительная трубка и вся газовая система прибора заполнены воздухом под атмосферным давлением, индикаторная метка 6 неподвижна и находится в произвольном месте трубки 1 между датчиками 13 и 14.
Рассмотрим несколько вариантов работы предлагаемого устройства.
Вариант 1. Жидкость заливают в емкость 21 (фиг. 1). В этом случае устройство работает следующим образом. При подаче
на схему электропитания блок 16 независимо от места нахождения метки 6 переключает клапаны 9 и 12 во второе положение, т.е. закрывает их (клапаны 10 и 11 остаются открытыми), и сразу после включения питания
в емкость 21 заливают жидкость, благодаря чему уровень жидкости в емкости и в пьезометрической трубке 4 поднимается, а вытес- няемый жидкостью из трубки 4 воздух проходит по трубкам 2 и 1 и через трубку 8
выходит в атмосферу. Вместе с воздухом по трубке 1 слева направо передвигается и метка 6 и при ее подходе к датчику 14 последний срабатывает и выдает сигнал на счетчик 15 импульсов, который регистрирует первый импульс. Этим же сигналом блок 16 осуществляет переключение клапанов, а именно клапаны 10 и 11 закрываются, а клапаны 9 и 12 открываются, при этом вытесненный из трубки 4 воздух проходит по
0 трубкам 3 и 1 и через трубку 7 выходит в атмосферу. Вместе с воздухом передвигается справа налево и метка 6, при подходе которой к датчику 13 последний срабатывает и выдает сигнал на счетчик 15 импульсов,
5 который регистрирует второй импульс. Этим же сигналом блок 16 производит обратное попарное переключение клапанов 10, 11 и 9, 12, после чего цикл измерений повторяется.
Таким образом, в процессе заливки жидкости происходят прямолинейно-возвратные перемещения воздуха с меткой 6 по трубке 1 между датчиками 13 и 14 с одновременными попарными переключениями запорных клапанов 9, 12 и 10, 11 и регистрацией импульсов, поступающих с датчиков 13 и 14 на счетчик 15 импульсов.
Работа прибора заканчивается после окончания заливки жидкости в емкость 21, после чего метка 6 останавливается в произвольном месте трубки 1 между датчиками 13 и 14.
После выключения электропитания схема приходит в исходное положение, после чего можно начинать новый цикл измерений.
Приращение уровня жидкости вычисляют по формуле
±АН К, п...,(2)
I О
где Ki fi ( 1 - постоянный коэффи О2 /
циент.
Расход жидкости вычисляют по формуле
±Q ± Л Н 5з Кап.(3)
где К2 f - постоянный коэффициент.
Вариант 2. Жидкость удаляют из емко- сти 21 (фиг. 1). В этом случае устройство работает так же, как и в первом случае, с той разницей, что после включения питания при удалении жидкости из емкости 21 в трубке 4 образуется не избыток давления, а вакуум, под действием которого метка 6 перемещается не слева направо (что имеет место в первом случае), а справа налево, и при ее подходе к датчику 13 происходит регистра- ция первого импульса с одновременным по- парным переключением клапанов, и далее- все как и в первом случае.
Приращение уровня и расход жидкости (со знаком минус) подсчитывают соответственно по формулам (2) и (3).
Вариант 3. Жидкость заливают в емкость 5 через штуцер 17 (фиг. 2). В этом случае работа устройства ничем не отличается от его работы по варианту 1.
Приращение уровня жидкости вычисля- ют по формуле
(4)
- постоянный коэффи
Расход жидкости вычисляют по формуле
5
10
1520
25
035 40
45
50
55
±Q - «4П...,(5)
где Ю f(ISi) - постоянный коэффициент.
Вариант 4. Жидкость удаляют из емкости 5 (фиг. 2). В этом случае запорный кран 19 закрывают, а кран 20 открывают, и жидкость удаляют через штуцер 18. Работа устройства ничем не отличается от его работы по варианту 2. Приращение уровня и расход жидкости (со знаком минус) вычисляют соответственно по формулам (4) и (5).
В предлагаемом устройстве максимальная ошибка, обусловленная дискретностью измерений, пропорциональна расстоянию между соседними датчиками положения индикаторной метки 13 и 14, т.е. величине I, для уменьшения данной ошибки измерений можно вдоль трубки 1 на равных между собой расстояниях разместить дополнительно необходимое количество аналогичных датчиков положения индикаторной метки, соединив их выходы со счетчиком 15 импульсов и сделав при этом несложную дополнительную корректировку электрической схемы. В качестве датчиков положения индикаторной метки можно применить, например, размещенные вдоль трубки 1 обкладки равных между собой по емкости конденсаторов. При попадании метки б между обкладками каждого из конденсаторов резонансная система схемы выдает сигнал за- данной частоты, который после соответствующих преобразований подается на счетчик 15, а на блок 16 подаются сигналы лишь с крайних датчиков 13 и 14.
Формула изобретения
Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее четыре клапана, пьезометрическую трубку, соединенную через клапан с одним концом измерительной трубки, который через клапан связан с атмосферой, и жидкостную индикаторную метку в измерительной трубке, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерений при периодических доливах и удалении контролируемой жидкости, в него введены два датчика положения, счетчик импульсов и блок переключения клапанов, при этом выходы датчиков положения соединены с входами счетчика импульсов и блока переключения клапанов, а другой конец измерительной трубки связан через клапаны с пьезометрической трубкой и с атмосферой, причем датчики положения размещены у концов измерительной трубки с возможностью взаимодействия с жидкостной индикаторной меткой.
18
VflZO
Фиг. 2
Авторы
Даты
1991-10-23—Публикация
1989-06-08—Подача