Устройство для измерения уровня водных электролитов Советский патент 1992 года по МПК G01F23/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам поплавкоготипа, предназначенным для измерения уровня водных электролитов, например, в гидрогеологических скважинах.

Известны поплавковые уровнемеры, в которых перемещение поплавка передается с помощью тросов с противовесом через ступенчатые диски на записывающее устройство, выполненное, например, в виде стержня с пишущим узлом, свободно лежащего в пазах ступенчатых дисков, или через зубчатую передачу на записывающее устройство, выполненное в виде ходового винта, по спиральной канавке которого перемещается пишущий узел 1

К недостаткам этих уровнемеров можно отнести малую продолжительность записи

показаний без подзавода часового механизма, что затрудняет их применение в полевых условиях при проведении режимных наблюдений,

Целью изобретения является увеличение продолжительности автономной работы прибора баз использования источников питания.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для измерения уровня водных электролитов содержит трубу, поплавок и противовес, закрепленные на разных концах троса, ступенчатый диск, через который перекинут трос, барабан с диаграммной лентой и пишущий узел, установленный с возможностью поперечного перемещения относительно диаграммной ленты и соприкосновения с ней, ходовой

павЛ

VI

электромеханизм вращения ходового винта, электронный преобразователь, блок накопления энергии, подключенный к первому выходу электронного преобразователя, при этом труба и поплавок выполнены из металлов, образующих гальваническую пару, трос выполнен в виде кабель - троса, электрически соединяющего поплавок с первым входом электронного преобразователя, второй вход которого электрически соединен с трубой, выход таймера соединен с первым входом электромеханизма вращения ходового винта, второй вход которого подключен к блоку накопления энергии, а барабан установлен на одном валу со ступенчатым диском.

Благодаря отличительным признакам в устройстве для измерения уровня водных электролитов образуется источник питания, в цепи возникает незначительная ЭДС, которая накапливается, преобразуется и с ее помощью осуществляется запись показаний уровня водных электролитов. Причем устройство не содержит никаких специальных батарей или иных источников питания, а в то же время позволяет длительное время автоматически работать в автономном режиме в наблюдательной сети скважин.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из ступенчатого диска 1, установленного на одном валу с бара- баном 2, на котором закрепляется диаграммная бумага, кабель-троса 3, перекинутого через ступенчатый диск, поплавка 4, электрически и механически соединенного с одним из концов кабель-троса. Поплавок снабжен кожухом 5 из электроизоляционного материала, исключающим непосредственное касание поплавка стенок обсадной трубы скважины. Между боковой стенкой поплавка и кожухом имеется кольцевая щель для доступа воды, а также в верхней части кожуха просверлены отверстия для связи полоски кольцевой щели с атмосферой. Роликовый блок с противовесом 6 подвешен на провисающей части кабель-троса и может свободно перекатываться по нему.

Второй конец кабель-троса (со стороны противовеса) механически прикреплен к корпусу и электрически соединен с входом блока преобразования 7. Вход блока преобразования также соединен с обсадной трубой 11. Пишущий узел закреплен на гайке 9 ходового винта 10.

Выходы блока преобразования 7 подключены к входам таймерного устройства 12 и блока накопления электрической энергии 13. Выходы таймерного устройства подключены к входам механизма вращения ходового винта 14.

Устройство работает следующим образом.

При изменении уровня, например, подземных вод в скважине поплавок 4 перемещается и посредством кабель-троса 3, охватывающего одну из ступеней диска 1 и противовеса 6, вращает барабан 2 с диаграммной бумагой.

Пишущий узел 8, прижатый к барабану,

вычерчивает линию на диаграммной бумаге,

соответствующую изменению уровня воды.

Требуемый масштаб записи изменения

уровня устанавливают путем выбора ступени многоступенчатого диска, охватываемого кабель-тросом. Электрический ток, протекающий в цепи поплавок-кабель- трос-блок преобразования 7 - обсадная

труба 11 - вода измеряется в Мка, а возникающая при этом ЭДС невелика, поэтому блок преобразования представляет собой преобразователь, напряжения низкого (порядка 0,5 В) уровня в более высокий (12-14

В) уровень.

Блок накопления 13 представляет собой устройство для аккумулирования электрической энергии, поступающей из блока преобразования. Конструкция блока накопления

может быть построена на базе современных конденсаторов. При поступлении электрического сигнала с таймерного устройства и коммутации выходной цепи блока накопления электрическая энергия, накопленная в

интервале между включениями, в доли секунды разряжается на обмотке электромагнита механизма вращения ходового винта 14. Ходовой винт поворачивается на определенный угол и пишущее устройство перемещается на один шаг.

Механизм вращения ходового винта может представлять собой электромеханическое устройство. Например, шаговый двигатель, в котором каждому импульсу управления соответствует поворот вала на фиксированный угол или храповый механизм с приводом от электромагнита, в котором каждому импульсу соответствует поворот храпового колеса на один зуб.

Таким образом, пишущее устройство на каждый электрический импульс перемещается на заданную фиксированную величину параллельно оси барабана (ось времени) через определенные промежутки времени в

соответствии с сигналами, поступающими с таймерного устройства.

Формула изобретения Устройство для измерения уровня водных электролитов, содержащее трубу, поплавок и противовес, закрепленные на

разных концах троса, ступенчатый диск, через который перекинут трос, барабан с ди- аграммной лентой и пишущий узел, установленный с возможностью поперечного перемещения относительно диаграммной ленты и соприкосновения с ней, отличающееся тем, что, с целью повышения продолжительности автономной работы, оно снабжено ходовым электромеханизмом вращения ходового винта, электронным преобразователем, блоком накопления энергии, подключенным к первому выходу электронного преобразователя, и тайме0

ром, подключенным к второму выходу электронного преобразователя, при этом труба и поплавок выполнены из металлов, образующих гальваническую пару, трос выполнен в виде кабель-троса, электрически соединяющего поплавок с первым входом электрон- ного преобразователя, второй вход которого электрически соединен с трубой, выход таймера соединен с первым входом электромеханизма вращения ходового винта, второй вход которого подключен к блоку накопления энергии, а барабан установлен на одном валу со ступенчатым диском.

Применение: изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам поплавкового типа, предназначенным для измерения уровня водных электролитов, например, в гидрогеологических скважинах. Сущность изобретения; устройство содержит трубу, поплавок и противовес, закрепленные на разных концах троса, ступенчатый диск, через который перекинут трос, барабан с диаграммной лентой и пишущий узелг установленный с возможностью поперечного перемещения относительно диаграммной ленты и соприкосновения с ней, ходовой электромеханизм вращения ходового винта электронный преобразователь, блок накопления энергии, при этом труба и поплавок выполнены из металлов, образующих гальваническую пару, трос выполнен в виде кабель-троса, электрически соединяющего поплавок с первым входом электронного преобразователя, второй вход которого электрически соединен с трубой, выход таймера соединен с первым входом электромеханизма вращения ходового винта, второй вход которого подключен к блоку накопления энергии, а барабан установлен на одном валу со ступенчатым диском. 1 ил. л с

3 1