Способ определения емкости баллона Советский патент 1992 года по МПК G01F17/00 

ащегося в ней рабочего вещества. В качетве последнего используют газ, находяийся при заданных ловиях, количество которого определяют пс массе жидкости, вытесненной при тех же условиях из устройтва и пропорциональной объемной замене газа жидкостью при полном откачивании газа из емкости. При использовании этого способа измеряют давление газа и массу жидкости

Этот способ неэкономичен ввиду трудоемкости операций и больших временных затратах. .

Известны также способы определения внутреннего объема емкости с помощью перепада давления воздуха в эталонной и измеряемой емкостях. Ссе эти способы требуют значительного времени для установления переходных процессов, а также перепад давления воздуха в емкостях зависит от температуры.

Известен способ, в котором по частоте резонансного пика определяют объем емкости.

Недостатком этого способа является то. что на точность измерения объема емкости влияет температура, хотя и в меньшей степени, чем в пневматических методах.

В настоящее время наиболее широкое применение нашел способ определения обьема емкости с помощью жидкости, например води, заливают в емкость, взвешивают емкость с водой, воду выливают, взвешивают пустую емкость и, знал плотность воды, по разнице масс пустого и Наполненного жидкостью баллона опреде ляют его внутренний объем.

Недостатками этого способа являются трудоемкость операции и длительность процесса по времени, а также сложность механизации процесса. .

Известно устройство для определения наружного объема тел вращения, которое работает следующим обрэсом. Тело в процессе его движения по лянточному транспортеру освещают узкой светсзсй полосой перпендикулярно его оси и по величине сре- тового сигнала, преобразоезнного в электрический сигнал с помощью преемника излучения, вычисляют диаметр телз в определенных точках, площадь поперечного сечения, а затем наружный объем. Источник светового излучения установлен с одной стороны транспоотера, а приемник излучения - с противоположной. Данное техническое решение принимаем за прототип.

О/Ф ТК псГ:0:.:.,- зтого устройств о it.. ,..,- i:;/, . л л out-Of . .. Кроме rui о, точность измерения наружного объема зависит от частоты измерения диаметра, чем чаще производят измерение, тем точнее вычисление наружного объема.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет определения внутреннего объема баллонов и геометрических параметров его наружного контура.

Для этого баллон взвешивают и освещают в плоскости осевого сечения по всему его

0 периметру узкой световой полосой. Внеш- ний обърм баллона определяют по максимально рассеянным лучам света, а внутренний - по формуле

s .

. гдз Лж-внутренний объем баллона; VH - наружный объем баллона; Р - масса баллона;

р- плотность материала стенок, из которого изготовлен баллон; 0 g - ускорение свободного падения.

Введение опе рации взвешивания баллона необходимо для определения объема стенок. Зная массу баллона и плотность ма- териала стенок, можно определить объем 5 стенок по формуле

Ve- -Ј-- .

Р g

Освещая баллон узкой световой полосой в плоскости осевого сечения по всему

0 его периметру, по максимально рассеянным лучам света сргзу определ яют наружный контур баллона, а по нему - наружный объем. Для этого отраженные рассеянные лучи воспринимаются фотодиодной матрицей.

5 которая преобразует световые лучи в электрические сигналы. Опросив ячейки матрицы, счетнс-решающее устройство вычисляет наружный объем. В счетно-решающее устройство подаются данные о массе баллона,

0 плотности материала стенок и заложена программа для вычисления внутреннего объема по формуле

V -VH-Ј g.

5 За счет получения непрерывного контура баллона повышается точность определения наружного объема, в то время как в прототипе определяют диаметр в дискретных дочках.

0 Новым по сравнению с прототипом является определение наружного контура баллона с помощью световой полосы, осеещзющей баллон в плоскости осевого сечения по всему его периметру.

5 Фиг.1 и 2 поясняют предлагаемый способ.

Светогао полоса формируется с помощью ящиков 1 с источниками света 2 и

выполненными продольными прорезями 3. Баллон 4 устанавливается между ящиками 1 так, чтобы световая полоса охватывала вдоль всего осевого сечения 5 по всему его периметру. Световые, лучи отражаются от баллона по всем возможным направлениям: .назад, вверх, вниз и так далее, т.е. будут рассеянными. Максимальней угол рассеянных лучей не будет превышать с падающим лучом 90е (при условии, что световая полоса достаточно узкая), Над баллоном параллельно ПЛСС«ОСТ л СРОТОВОЙ ПОЛОСЫ (ВОЗМОЖНЫ варианты произвольного расположения матрицы) расположена светодиодная матрица 6, которая в злвлсимостя от попадания

на нее отсаженных рассеянных лучей изменяет состояние своих ячеек, например засвеченные ячейки обладаютмалым сопротивлением, з засвеченные большим. Счотнэ-решл ощее устройство, например ЭВМ, последовательно опрашивает ячейки матрицы и по результатам опроса вычисляет все геометрические параметры, вычерчивает из дисплее наружный контур, радиусы закругления сферически/ частей, наружный оБьем. Затем баллон поступает нэ учзсто:; взвёишаания, гдг с помощью электронны;: азссь определяется его масса. Данные о массе поступают в счетно-решающее устройство, г/и предварительно заложены программа для вычисления внутреннего 5i, и данные о плотности материала стенок. Счетно-решающее устройство обрабатывает информацию и на дисплее г;исьечияг,ется величине внутреннего объема ба;ыопа и его масса. Данные о внутр ном объеме и массе также поступают на клеймовочмучо машину,

Пример. После освещений баллона узкой световой полосой и обработки информации ЭВМ получают следующей наружный контур: диаметр 2 i 9 ми, радиус закругления днища 109 мм. радиус закругления горловины 110 км, длина контура 1680 мм. Тогда объем цилиндрической чгсги баллона составит

910.2 IT

(1680-109-110) - 4 -52,517л;

объем сферической части днища

52517295мм3

4л -г3

2.59 л; .

объем сферической части горловины

|у (109)2 2590058 ммс

5

0

0

Ал- Г3 4 -3,14

з

(11 Of- 2662000 MMJ

0

3 2 2,662 л.

Тогда наружный объем баллона составит

52.С17 -. -. 2.6С2 + 2,59 57.769 дм3

Пусть плотность метплла марки ЗОХМА 7.82 кг/дм, а масса баллона после ВСБСШИ- 62 кг, тогдз объем, котсряй .с . метйпл, составит 62:7,82 --- 7,92 дм3Отсюда внутренний объем блллоп-

57,769-7,920-49,849 л,

что свидетельствует о бракованной продукции. По геометрическим пад.ог. баллона, высвечиваемым на диспле-i. ищут Q причину брэка (например, длина бзллоча мала или мал диаметр баллона и т.д.).

Изобретение позволяет исключить длительные операции нзликзния воды г. Ьзл- лон, взвешивания бсллома с содог -., выливания воды, повысить информативность о качестве изгокжления баллона и улучшить условия труда.

Формула изобретения

Способ определения емкостм , включающий освещение бэллонэ узкой сие- то вой полосой, преобразование све орпго сигнала в электрический, определение из-, ружного объема баллона, о т л и ч я ю ид и й- с я тем. что, с целью повышения точности и расширения функциональных ejSMONiMO- стей за счет определения внутреннего объема баллсча ii геометрических парзмэгр о его наружного контура, баллон взвешивают, освещают в плоскости осевого сечения по всему его гериг.-.етру. осошний объем 5рл/;с- на определяют по максимально рассеянным лучам света, а анутрзиний объем - по формуле

VH- P

Van VH,

ЬР 9

где VBH - внутренний объем баллона;

VH - наружный объем баллона; Р - масса баллона;

р- плотность материала стенок, из ко- Q торого изготовлен баллон;

g - ускорение свободного падения.

Изобретение кьсяаюя измерения физических селичин и г/юует быть использовано для измерения емкости, например автомобильных баллонов для сжчженного и сжатого газоо. Целью изобретении япляется повышение точьости и расширение функциональных возможностей за счет определения внутреннего объема баллонов и геометрических параметров его наружного соктурз. Баллон взвешивают, данное о массе Салломэ и его плотности поступают в счетно-решающее устройство, например ЭВМ, затем баллон освещают узкой светоИзобретение относится к измерению физических величии и может быть использовано для измерения объема емкостей, например доя измерения объема баллонов для сжатого и сжиженного газов. Изйестен г.посол определи --. -; опъена рмг гг.те1/.. вк/.ючаюший псслслог.те. откачку газа из эталонной и измеряемой емкостей, путем фиксирования времени откачки из каждой емкости и давления в начале и вой полосой в плоскости осевого сечения по всему его периметру. По максимально рассеянным лучам, которые преобразуются фотодиодной матрицей в электрический сигнал, с помощью счетно-решающего устройства определяют наружные контур i: объем, а внутренний объем определяют по Р формуле VBH VK - . , где Vf.H внутренний объем баллона: VH - наружный сГн.ем баллона; Р - масса баллона; р- плотность материала стенок баллона: g - ускорг- ие свободного падения; Информация о геометрических размерах, емкости баллона, его массе поступает на дисплей, где высвечиьз- ются дгнные в цифровой форме. Изобретение позволяет измерить емкость бэл.-.оноя любого сортимента, применять ого в поточных линиях, увеличить точность измерена, повысить производительность, дать широкую информацию о качестве изготос-.пони.я баллонов i: том самым оператис о вмешиваться в технологический процесс с цепью устранения недостатков. 2 ил. конца откачки и последующего вычисления объема. Недостатком этого способа является низкая точность измерения ввиду того, что за время оючки газа из эталонной емкости давление ь измеряемой е.ьсти мо. --л ю- Мопчться, например, копйбй Н.п гг-гч пературы внешней среды. Известен способ определения объема емкости путем измерения количества содеу f f-.- Л м«Ј М О 4 vs Ч ъ

-. фиг. Т

Фиг.2