Поплавковый уровнемер Советский патент 1993 года по МПК G01F23/44 G01F23/38 

ся от эталонной жидкости нуль, шкала 14 смещается относительно С 10. В этом случае С 10 по шкале 12 показывает уровень, по шкале 14 - поправку уровня, а по шкале 13 - плотность жидкости 1. В случае использования для определения поправки уровня шкалы 12 площадь горизонтального сечения П 5 датчика 4 принимается из выражения F2

S где Fa и F1 - соответFI (Ра - РпР2)

2( - Pnpi) ственнр площади горизонтального сечения П 5 датчиков 3 и 4; Р2 и PI - соответственно вес П 5 датчиков 3 и 4; Pnpi и РПр2 - соответственно вес ПР 6 датчиков 3 и 4, 1 з.п.ф- лы, 4 ил.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости.

Цель изобретения - повышение точности измерения уровня и расширение области применения.

На фиг. 1 изображен поплавковый уровнемер, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - стрелочный показывающий прибор с круговыми шкалами уровня, плотности и поплавок уровня.

Поплавковый уровнемер содержит установленные в заполненной контролируемой жидкостью 1 емкости 2 первый 3 и второй 4 датчики уровня. Каждый из датчиков 3, 4 выполнен в виде поплавка 5, соединенного с противовесом 6 гибким звеном 7, переброшенным через шкив 8. На валу 9 шкива 8 первого датчика 3 жестко закреплена указывающая стрелка 10 показывающего прибора. Показывающий прибор поплавковрго уровнемера снабжен/также, круговой шкалой 12 уровня жидкости и монтированными с возможностью поворота относительно последней круговыми шкалами плотности 13 и поплавок уровня 14 жидкости. Шкалы 13, 14 насажены на вал 11 второго датчика 4 уровня посредством кронштейнов 15 и скреплены с последними при помощи зажимов 16. Для расширения диапазона измеряемых уровней вал 9 может быть через шестерни 17 соединен с дополнительными указывающими стрелками 18, 19, показывающими соответственно десятки и сотни сантиметров.: ..

В случае использования для определения поплавки уровня самой шкалы уровня 12 площадь горизонтального сечения поплавка 5 второго датчика уровня принимается из выражения

F2

- Fi (Pz РпР2)

2 Pi-Pnpi)

(D

0

5

где F2 и Fi - соответственно площади горизонтального сечения поплавков 5 второго 4 и первого 3 датчиков уровня;

Р2 и Pi - соответственно вес поплавков 5 второго 4 и первого 3 датчиков уровня;

Рпр2 и РПр1 - соответственно вес противовесов б второго 4 и первого 3 датчиков уровня.

Поплавковый уровнемер работает следующим образом.

При постоянном уровне жидкости 1 системы поплавок - противовес каждого из датчиков 3, 4 находятся в равновесии, при этом глубины погружения (осадки) поплавков 5 и жидкости 1 равны

hi

h2

Pi -Pnpi

F1

P2 - Pnp2 У F2

(2) и

(3)

где hi и h2 - соответственно глубина погружения поплавков 5 первого 3 и второго 4 датчиков уровня;

у - удельный вес контролируемой жидкости 1.

Вычитая из(3) уравнение (2) и учитывая, что h2 - hi Hi - Н2, после преобразований получим

30 - Fl(P2-Pnp2)-F2(Pi-Pnpi) .. УFrF2(Hi -Н2) ™

где Hi и Н2 - показания уровня жидкости соответственно по первому 3 и второму 4 датчикам уровня.

Поплавковый уровнемер тарируется при условии установки поплавков 5 в эталонную жидкость, в этом случае осадка поплавка 5 первого датчика 3 составляет

,(5)

где уэ - удельный вес эталонной жидкости. При изменении удельного веса (плотности) жидкости 1 возникает погрешность, определяемая выражением

U

AH-hi-hi.-PlpiP 1 (y-. (6) Подставив значение у из (4) в (6), полуим

АН

Pi -Pnpi Fi

МFrF2(Hi-H2) 1 , j Fi(P2 - РпР2) - F2(Pi - Pnpi) Уэ l/j

j Шкалы 13, 14 разбиваются в соответст- |вии с уравнениями (4) и (7), из условия, что р у/д, где /э - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения. | При тарировке поплавкового уровнемера в эталонной жидкости снимают зажимы 1б и шкалы 13,14 поворачивают относитель- 4 о кронштейнов 15 до совмещения нуля на икале 14 поплавок уровня с указывающей :трелкой 1.0, после чего вновь устанавливает зажимы 16, при этом положение нуля на икале 14 совпадает со значением плотно- оти на шкале 13 плотности, равным плотности эталонной жидкости.

В случае подъема (уменьшения) уровня поплавки 5 датчиков 3, 4 перемещаются вверх (вниз), что приводит к повороту валов 9. 11, а тем самым и стрелок 10, 18, 19, показывающих по шкале 12 уровень, и шкал 13, 14. При измерении уровня эталонной | идкости шкалы 13, 14 и стрелка 10 поворачиваются синхронно, поэтому стрелка 10 показывает по шкале 14 поправку уровня, равную нулю, а по шкале 13 - плотность, равную плотности эталонной жидкости. i Если плотность контролируемой жидко- йти t отличается от плотности эталонной

i

; Формула изобретения j 1. Поплавковый уровнемер, содержащий первый датчик уровня в виде поплавка, сЬединенного с противовесом гибким зве- ном, переброшенным через шкив, и покззы- е ающий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере- н;ия уровня и расширения функциональных возможностей, в него введён второй датчик уровня, конструктивно аналогичный первому, вал шкива которого расположен концен- трично валу шкива первого датчика, показывающий прибор выполнен в виде стрелочного прибора с круговыми шкалами уровня, плотности и поправок уровня, при

жидкости нуль шкалы 14 смещается относительно стрелки 10, В этом случае стрелка 10 по шкале 14 показывает величину и знак поправки АН уровня, а по шкале 13 - плотность контролируемой жидкости. Фактическая величина уровня Нф находится по выражению

Нф 1 + АН. (8) При соблюдении уравнения (1), подста- вив выражение F2 по (1) в (7), получим

ДН-Н1-Н2- .

. Э

Fi

(9)

т.е. величина поправки уровня равна разности показаний уровня жидкости 1по первому 3 и второму 4 датчикам за вычетом константы (константы вычитаются при тарировке устройства}. В этом случае отпадает необходимость в шкале 14, т.к. фактическое значение уровня жидкости можно найти по выражению

Нф Н1+(Н1-Н2) 2Н1-Н2. (10) с При нахождении значения роль указывающей стрелки для На выполняет метка 20 на шкале 13, соответствующая плотности, равной плотности эталонной жидкости (см.фиг. 4).

Обеспечение возможности нахождения поправки уровня жидкости зависящей.от ее плотности, позволяет повысить точности измерения уровня жидкости. Возможность же параллельного измерения -и плотности жидкости расширяет область применения поплавкового уровнемерэ.

40

этом стрелка прибора жестко закреплена на валу шкива первого датчика/шкалы n/iofHo- сти и поправки уровня - на валу второго датчика уровня с возможностью поворота относительно шкалы уровня.

F2/Fi(P2-Pnp2y2(Pi-Pnpi),

где Pi и Р2 - вес поплавков соответственно первого и второго датчиков;

Pnpi, Рпр2 - вес противовесов соответственно с первого и второго датчиков.