Устройство для измерения уровня жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01F23/02 G01F23/16 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в гидрометрии для измерения уровня воды в открытых водоемах.

Целью изобретения является расшире- иие диапазона измерений.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройство с цилиндрической платой для измерительной трубки, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с плоской платой для измери- тельной трубки, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - запорный кран пробкового типа, поперечный разрез в плоскости измерительной грубки: а - в положении закрыт, б - в положении открыт, с размещенной в канале пробки жидкостной индикаторной меткой.

Устройство для измерения уровня жидкости выполнено в виде раздвижной системы, образованной из двух металлических или пластмассовых стаканов 1 и 2 примерно равной длины (фиг.2). Внутренний диаметр неподвижного наружного стакана 1 примерно равен внешнему диаметру внутреннего подвижного стакана 2. Стаканы входят один в другой с некоторым трением. Внутренний стакан 2 выполняет роль успокоительной полости, и его нижний торец заглушен по- средстзом днища 3, в котором выполнено демпфирующее отверстие 4. В нижней час- ти стакана i имеется прорезь 5, з верхней части - выступ (зуб) 6, который при перемещении стакана 2 входит в один из трех соединенны/ между собой направляющих пазов. В верхней и нижней частях стакана выполнены поперечные направляющие пазы 7 и 8, перпендикулярные его оси, в виде прорезей-замков, которые соединены между собой третьим направляющим продольным пазом 9, В собранном виде выступ б стакана 1 входит в паз 7 стакана 2, препятствуя тем самым самопроизвольному изменению взаимного положения стаканов 1 и 2 (фиг, 3; разрез на фиг. 1 по пазу 8 аналогичен разрезу А-А на фиг. 1), На верхний конец стакана 2 навинчена пластмассовая цилиндрическая плата 10, которая сверху закрыта крышкой 11 с отверстием 12. Внутри успокоительной полости стакана 2 размещен и скреплен с ней колокол 13. В нижней ча- сти колокола 13 выполнено демпфирующее отверстие 14, а верхняя его часть посредством гибкой трубки 15 через запорный кран 16 пробкового типа соединена с прозрачной измерительной капиллярной труб- кой 17. Последняя навита спиралью на плату 10, а ее свободный конец выведен в атмосферу, Вдоль трубки 17 на плате 10 нанесены деления шкалы (не показаны), Таким образом, устройство (водомерная рей-

ка) состоит из двух частей: неподвижной части - корпуса стакана 1 и подвижней части, включающей в себя жестко скрепленные со стаканом 2 остальные детали рейки. Плата 10 может быть выполнена плоской, с навитой в виде спирали по ее плоскости измерительной трубкой 17, как это показано на фиг, 2,в остальном же изображенная на фиг. 2 водомерная рейка ничем не отличается от приведенной на фиг, 1,

Подвижная часть запорного крана 16 выполнена в виде притертой пробки 18 со сквозным каналом 19, площадь поперечного сечения которого равна площади поперечного сечения капиллярной трубки 17. В корпусе крана 16 по его периметру выполнены два отверстия 20, которые при закрытом кране совпадают с каналом 19 (фиг. 4а), Через отверстия 20 канал 19 заполняют жидкой меткой 21 (фиг.4б). Устройство снабжено также ручкой 22.

На фиг. 1 обозначено расстояние Н от плоскости реперной сваи 23 (нулевая отметка уровня) до входного отверстия 14 колокола 13 при раздвинутом телескопическом разъеме. Максимальный измеряемый уровень воды без использования телескопического разъема желательно иметь чуть больше величины Н.

Для приведения устройства в исходное положение кран 16 сначала устанавливают в положение закрыт (фиг.4а) и через отверстие 20 вводят в канал 19 каплю воды (жела- тельно подкрашенной). Благодаря капиллярным свойствам канала 19 жидкость входит в него самотеком (втягивается), после чего кран 16 переводят в положение открыт, при этом метка 21 соединяется с капиллярным каналом трубки 17 (фиг.4б).

Если измеряемый уровень воды не превышает величины Н, то для измерения уровня рейку устнавливают на реперную сваю 23 в вертикальном положении, при этом успокоительные полости стакана 2 и колокола 13 начинают заполняться водой через прорезь 5 и затем через демпфирующие отверстия 4 и 14, что приводит к более полному гашению волнения (по сравнению с процессом при использовании рейки ГР-23, у которой имеется только одно демпфирующее отверстие), при этом вытесненный из колокола 13 воздух через трубку 15 и открытый кран 16 поступает втрубку 17, двигая впереди себя жидкостную метку 21. Из трубки 17 вытесненный воздух выходит через нижний ее конец в атмосферу. После заполнения стакана 2 и колокола 13 водой до уровня воды в водоеме метка 21 прекращает свое движение, после чего по шкале отсчитывают искомый уровень воды.

При извлечении водомерной рейки из жидкости вода вытекает из нее через отверстия 4 и 14, при этом в колоколе 13 образуется вакуум и метка 21 возвращается нз прежнее место внутри канала 19, после чего кран 16 закрывают до следующего измерения, которое производят с той же меткой.

Если перед извлечением рейки из воды кран 16 перевести в положение закрыт, то метка 21 ост чется на прежнем месте, благодаря чему снятие показаний по шкале можно производить и после извлечения рейки из воды, однако при этом следует помнить, что при изменении атмосферного давления показания прибора будут нарушены. Для того чтобы они не зависели от изменения атмосферного давления, необходимо метку 21 изолировать от атмосферы. Для этого в конец трубки 17 включают второй запорный кран (не показан) и перед извлечением рейки из воды вместе с краном 16 переводят его в положение закрыт, однако при этом следующее измерение уровня воды приходится производить с новой жидкостной меткой.

При измерении уровня воды, превышающего величину Н, необходимо воспользоваться раздвижной системой. Для этого рейку берут одной рукой за ручку 22, а другой - за корпус стакана 1 и поворачивают подвижную часть рейки против часовой стрелки до упора выступа 6 в стенку паза 9 (фиг.З), после чего выдвигают подвижную часть из стакана 1 до упора выступа 6 в дно стакана 2 и затем поворачивают ручку 22 по часовой стрелке также до упора, в результате чего выступ 6 войдет до упора в паз 8, при этом стаканы 1 и 2 будут жестко зафиксиоовэны относительно другого от продольного перемещения, а водомерная рей э увеличит свою длину на величину Н, т.е. примерно вдвое, Затем рейку устанавливают на сваю 23 и измеряют уровень воды, как зто описано выше, при этом измеренный уровень воды определяют как сумму постоянной величины Н и переменной величины, снятой со шкалы прибора. В данном случае

получают экономию во времени измерения уровня воды, Эта экономия равна времени, необходимому для измерения уровня воды равного величине Н.

Количество колен подвижного разъема

можно увеличить до трех-четырех, при этом соответственно уменьшится как высота рейки в собранном виде, так и время измерения уровня воды при выдвинутом колене. Формула изобретения

Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее чувствительный элемент колокольного типа, соединенную с ним измерительную капиллярную трубку с нанесенной на ее поверхность шкалой и

механизм ввода в измерительную трубку индикаторной жидкости, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в него введены два коаксиальных стакэнэ с фиксаторами взаимного положения, при этом внутренний стакан установлен с возможностью вертикального перемещения и выполнен с отверстием, сообщающим с атмосферой его внутреннюю полость, в которой жестко закреплен колокол, а фиксаторы взаимного положения стаканов установлены один относительно другого на расстоянии, не превышающем высоты колокола.

Изобретение относится к приборостроению и может быть испйльзовано в гидрометрии для измерения уровня воды в открытых водоемах Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Устройство выполнено в виде переносной водомерной рейки, при установке которой на реперную сваю 23 стакан 2 и колокол 13 рейки начинают заполняться водой сначала через прорезь 5, а потом через демпфирующие отверстия и 14 При JTQM вьпесч -1 из колокола 13 воздух проходит 15 открытый заторный кран 16и з.зтем дам iaei впереди себя по капилтярмзй гр/бке 1 жидкостную метку После запел еь из стака чз 2 и колокола 13 водой до уровня воды в водоеме мэтка прекращает свое движение и по шкале отсчитывают искомый уровень водь При измерении уровня воды превышающего высоту колокола 13 (Н) необходимо воспользоваться раздечжной систг N O Для сюго реГжу берут одной рц,кои за ручк- 22 а другой - за корпус с поворачивают против часовой стрелки до упора после чего выдвигают 2 is такана 1 до упора а затем поворачивают оужу 22 по часозой стрелке также до vnooa -оспе производят измерение кач указано выше Измеренный уровень воды определяют как сумму известной постоянной величины н м переменной велишн снятой со шкалы прибора 4 ил Ґ |w а

f6

10

20

Фиг.2

ФигЗ

ФигЯ