ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G01L11/00 G01L9/02 

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны измерители давления газа, содержащие герметическую камеру, сообщающуюся с источником измеряемого давления, внутри которого размещено ареометрическое тело, подвешенное к коромыслу электрических самобалаисирующихся весов, связаииых электрической цепью с установленным вне камеры регистрирующим устройством.

Одиако известиыми измерителями иевозможио измерять давлеиия жидкостей и газов различного состава, при различной температуре измеряемой среды и при иаличии в последней наров воды и других конденсирующихся жидкостей, примесей твердых частиц и агрессивных веществ.

Кроме того, из-за больщих размеров известных измерителей нельзя проводить измерения в сосудах малых размеров, папример, в газовых, пефтяиых и водяных скважинах.

Для новыщепия точности измерения давления жидкостей или газов с различпыми составом и температурой при наличии в измеряемой среде прнмесей иаров, жидкостей, твердых частиц и агрессивиых веществ и уменьшения размеров в предлагаемом измерителе ареометрнчеекое тело спабжено демпфером (электромагнитным или герметичным жидкостным) и подвещено па одном нз концов струны струнного преобразователя усилия, а камера снабл ена термостатом, занолнена эталонным газом и соединена с нзмеряемой средой через разделитель сред, например,

трубчатый.

На чертеже показана нрннципиальиая схема описываемого измерителя, содержащего кориус /, виутри которого размещены заполненная эталонным газом камера 2 с подогревателем 3 термостата, ареометрическое тело 4 с демифером 5, нодвещенное на одном из коицов струны струнного преобразователя 6 уеилия, электронный блок 7 возбуждения собственных колебаннй струны струнного преобразователя, электронный блок 8 управления термостатом, сосуд 9 с запасом эталонного газа, разделитель сред 10 и электромагнитные клапаны 11 и 12, установленные в коммуникациях эталонного газа.

Измернтель закренлен на кабеле-тросе /., соединенным с регистрирующим устройством или показываюни1м прибором 14. Отверстие 15 предиазначепо для сообщения с пзмеряемой средой.

Принцип действия измерителя основан на использовапии зависимости плотности газа от давлеиня. Эта зависимость однознач 1а, если в процессе измереппя текучнх сред в камере измерителя поддерживается постоянство соИзмеритель давления работает следующим образом. Измеритель вводят на кабеле-тросе 13 в измеряемую среду (например в скважину) при закрытых клапанах 11 и 12. Затем открывают клапан 12 и заполняют камеру 2 до давления, несколько превышающего измеряемое, носле чего открывают клапан 11 и закрывают клапан 12. Благодаря наличию разделителя сред 10 измеряемая среда не проникает в камеру 2 через отверстие 15, и давление в камере 2 уравновешивается с измеряемым. С помощью подогревателя 3 эталонный газ нагревается до температуры термостатирования.

Эталонный газ, окрул ающий ареометрическое тело 4, оказывает на пего выталкивающее воздействие, которое вычитается из веса ареометрического тела 4 с демпфером 5, что приводит к изменению собственной частоты механических колебаний струны струнного преобразователя 6.

Частотный электрический сигнал, соответствующий частоте колебаний струны, по кабелю 13 поступает из электронного блока 7 в регистрирующее устройство 14.

Частота выходного сигнала связана с измеряемым давлением зависимостью:

)/(). )

а погрешность измерителя определяется выражением:

X

а-за-ЛуЧ- mg -

AT

а,Т

I 2Д/

(2)

AT- I /

ЗасГ -

масса ареометрического тела;

ускорение силы тяжести; коэффициенты линейного расшиния материала струны и ареометрического тела; длина струны; плотность материала струны; сечение струны;

ДР

- относительная погрешность измерения давления;

-относительная ногрешность термостатировапия;

-относительная погрешность измерения частоты;

постоянный коэффициент;

объем ареометрического тела;

измеряемое давление;

коэффициент сжимаемости эталонного газа, в данных условиях являющийся функцией измеряемого давления.

Погрешность измерителя находится подстановкой значений параметров, входящих в выражение (2). При известности значения g величина погрешности измерителя имеет величину порядка 0,005%.

Если ускорение силы тяжести неизвестно, измеряемое давление находится с учетом независимого измерения атмосферного давления в точке измерения. При этом погрешность

измерения давления текучей среды имеет величину порядка 0,02%.

Благодаря устройству чувствительного элемента измерителя (ареометрического тела с демпфером и струнным преобразователем) его

можно установить отвесно под действием силы тяжести. Это исключает необходимость слежения за ориентацией измерителя в пространстве.

Чувствительный элемент, использованный в

измерителе давления, может быть применен также в измерителях плотности газов различного состава, в измерителях уровня, расходомерах обтекания и так далее.

Предмет изобретения

Измеритель давления, содержащий камеру с ареометрическим телом, например, полым шаром, и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления жидкостей или газов с различными составом и температурой, ареометрическое тело снабжено демпфером и подвешено на одном из концов струны струнного

преобразователя, а камера снабжена термостатом, заполнена эталонным газом и соединена с измеряемой средой через разделитель сред, например, трубчатый.

/J -: n

iU

2СХ-о л 4- iT-ISIi

IS