| Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости.
Известны способы определения уровня жидкости, основанные на использовании поплавка в виде тонких дисков для непосредственного слежения за уровнем жидкости,
Известен способ измерения уровня, за- кл очающийся в том, что при зондировании урзвня и последующем слежений за ним чувствительным элементом,выполненным в ви де поплавка, натяжение гибкого звена производится с помощью электродвигателя, имеющего мягкую характеристику, зондирование уровня и последующее слежение за;ним осуществляют из жидкой среды путей подъема чувствительного элемента, имеющего отрицательную плавучесть от за- дайной отметки, определяемой длиной гибкого звена, до поверхности жидкости электродвигателем, момент короткого замыкания которого предварительно устанавливают равным моменту, создаваемому
силой, возбуждающей этот элемент при его частичном погружении в жидкость.
Недостатком известных способов является определение уровня в режиме слежения, что влечет за собой дополнительные погрешности, вносимые самой следящей системой.
Целью изобретения является повышение точности измерения уровня и расширение функциональных возможностей за счет определения раздела фаз двух несмешивающихся жидкостей.
Цель достигается тем, что по способу определения уровня жидкости, основанному на измерении силы натяжения мерного тросика длиной I до буйка весом F0 в воздухе, Производят два измерения FI и Fa натяжения тросика при остановке буйка, который выполнен цилиндрической формы длиной L, при частичном погружении последнего в жидкость, а положения; при которых производят измерения, отстоят друг от друга на Д которая не менее чем в два
шЛ
VJ
О
СА hO
ел
00
раза меньше высоты буйка, уровень раздела фаз определяют по формуле
hi l + L- Д
FQ - FT Fi - F2
а уровень жидкости - по формуле h2 ( ),
где Н - высота точки отсчета длины мерного тросика.
Измерение два раза с шагом Д необходимо для одновременного определения плотности жидкости и границы раздела.
Измерение при остановке буйка позволяет снять все погрешности, связанные с гидродинамическим сопротивлением движению буйка.
Цилиндрическая форма буйка удобна для последующих вычислений. Следовательно, все отличительные признаки являются существенными, так как участвуют в достижении цели.
Предложенный способ предполагает использование удлиненного буйка. Предположим, что он имеет цилиндрическую форму длиной Ц радиусом R и плотностью рд. Буек удерживается тросиком и известно расстояние I, на котором он находится от точки привязки.
Пусть буек может перемещаться вертикально дискретными шагами длиной Л После каждого перемещения буек останавливают и измеряют силу натяжения тросика. Весом тросика пренебрегаем. При положении буйка выше уровня жидкости сила натяжения тросика равна весу буйка:
F V-p(f-g .
На очередном шаге, когда буек частично на величину X погружается в жидкость (см.фиг. 1 а), натяжение тросика уменьшается и становится равным величине Fi, которую можно записать в виде
Fi - п R2(L - Х)р#д + пR2X( рж)д п R2Lg - Ј ) F - Vg рж Ј. (1)
где РЖ - плотность жидкости.
Опускают буек еще на величину Д (см.фиг. 1 6) и измеряют силу F2, для которой можно записать равенство55
F2 nR2Lg(p#- рж)
F-VgХ + Д
(2)
0
5
Выразив из уравнений (1) и (2) рж и приравняв получение выражения, определяют величину X
- из уравнения (1)
РЖ (F - FD
РЖ (F - Fi)
(2). Приравнивают
(F-Fi) L
VgX
Vg (X + Д)
из уравнения
VgX или
(F-F1XX+ Д) откуда
X
(F-F2)
Vg (X + Д) (F - F2)X,
(3)
Уровень жидкости (см.фиг. 2) определяют по формуле
h2 (L-X).(4)
Из условий проведения измерений следует, что при погружении буйка на X + Д уровень жидкости не должен быть выше верхней точки, т.е. длина буйка должна быть больше 2 Д т.е. О Х Д,
Аналогичные рассуждения можно провести для измерений с использованием поплавка, всплывающего снизу (см. фиг. 3 а,б):
Fi Vgp«{1- Ј)-F; F2 Vgpx(1- -jjA-F;
X-L-. FT - F2
Уровень жидкости (см. фиг. 4) hi t+(L-X).
Этим же способом можно воспользоваться для определения уровня раздела фаз двух несмешивающихся жидкостей.
Рассмотрим поплавок, который может перемещаться вертикально дискретными шагами Д После каждого перемещения поплавок останавливают и измеряют силу натяжения тросика. При положении буйка ниже урбвня раздела фаз сила натяжения тросика равна
F яР31(рж1 - рп)д V(pxi - рп)д.
где рж1 - плотность нижней жидкости:
рп - плотность поплавка. .
На очередном шаге, когда буек частично пересекает границу раздела фаз (см. фиг. 5 а), натяжение тросика уменьшается, поскольку рЖ2 рж1. и становится равным величине Ft, которую можно записать в виде
;F1 JTR2(L-X)(pxi- pn)g + + л:Р2Х(рж2-pn)g
я )(/ Ki-/Oh) +
| +Ј &Эж2- #,) 7iRzLg(p - pn}- л Р21д(/9ж1- j ) F-VgApЈ ,
где А/э /Ож1 - /Эж2 разность плотностей жидкостей.
На следующем шаге (см. фиг.5,6) натя- жпние тросика становится равным величине F2, которую можно записать в виде
F2 F - Vg А/о
Х + Д
(5)
Выразим из уравнений (4) и (5) Vg А/9 приравняем
(F-Fi) (F-F2),
откуда
(F-FiXX+ A) (F-F2)X или
F-Ft lFi-F2
Уровень раздела фаз (см. фиг. 5,а) опрделяют по формуле
l+(L-X) .
Х АТ
Иг
Изобретение относится к способам из- м рения уровня жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что производят два измерения FI и F2 натяжения тросика при остановке буйка, который выполнен цилиндрической формы длиной L, при частичном погружении последнего в жидкость, положения, при которых производят измерения, отстоят друг от друга на А которая не менее чем в два раза меньше высоты буйка, а уровень жидкости определяют по формуле h2 H -i +(L- A(F0 - Fi)/(Fi - F2)), где Н - высота точки отсчета длины мерного тросика. 5 ил..
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ определения уровня жидкости, при котором осуществляют подъем чувстви- те тьного элемента от фиксированной отметки, определенной длиной гибкого звена I, дс поверхности жидкости и регистрируют изменение силы натяжения гибкого звена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно определяют вес F0 чувствительного эл эмента, выполненного в виде удлиненного цилиндра длиной L, при регистрации из- м нения силы натяжения гибкого звена
измеряют ее значение Ft, поднимают чувствительный элемент на величину Л которая не менее чем в два раза меньше L, производят повторное измерение силы натяжения F2 гибкого звена, а уровень h определяют из выражения
h-H-HL-A :.),
где Н - расстояние, равное сумме максимальной длины гибкого звена при касаний чувствительного элемента дна контролируемой емкости, и L
F,
«)
fttt.4
«;
Фа1,5
Ј
.ft.3
9
к--------TT77V/ I I t I I I П П Щ
