Гидростатический уровнемер Советский патент 1982 года по МПК G01F23/16 

(5+) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к гидростатическим уровнемерам, содержащим измерительную трубку, в которую подается сжатый газ, и основанный на принципе измерения массы газа, потре бовавшейся для создания в измеритель ной трубке заданной величины давлени По основному авт. св. № 608059 известен гидростатический уровнемер, используемый для контроля, измерения и регулирования уровня воды в открытых водных объектах, содержащий измерительную трубку, погруженную в исследуемый объект и подключенную верхним концом к пневматическому прибору, состоящему из пневматического нагнетающего устройства, блока сравнения, задатчика давления, двух клапанов, триггера с пусковой кнопкой, генератора импульсов и камеры регулируемого объема. При этом трубка одновременно соединена с выходом пневматического нагнетающего устройства и с одним из входов блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком давления. Выход триггера управляет двумя клапанами: в одном состоянии триггера через один клапан включается генератор импульсов, через другой подсоединяется к прибору измерительная труба; в другом состоянии триггера полости измерительной трубы и генератора импульсов через клапаны сообщаются с атмосферой. Генератор импульсов соединен с входом пневматического нагнетающего устройства и с счетчиком импульсов. К трубе подсоединена также камера регулируемого объема l. При сравнительно малых перепадах (амплитудах колебания) уровня измерение известным прибором ведется сравнительно быстро. Однако при измерении больших перепадов, когда уровень понижается надесятки метров, измерение займет много времени, так как заполнение нескольких десятков метров свободного объема трубы от393дельными газовыми порциями до заданного давления - процесс длительный. Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени измерения при больших диапазонах изменекия уро ня (амплитудах колебания). Указанная цель достигается благодаря тому, что уровнемер снабжен набором пневматических емкостей и дополнительными задатчиком давления и двумя клапанами, при этом вход набор пневматических емкостей через один клапан соединен с дополнительным задатчиком давления и источником сжато го газа, его выход через другой клапан соединен с измерительной трубой, а управляющие входы упомянутых клапанов подключены к выходу триггера. При измерении уровня прежде всего определяют, какую пневматическую емкость из набора (или сколько емкостей) следует подключить к прибору дл получения опорного давления, от кото рого уже идет далее счет импульсных порций, поступающих с выхода нагнета ющего устройства, вплоть до достижения заданного давления в измерительной трубе. Р Р + РИМП зал 0 где - заданное давление, при котором срабатывает блок сравнения; Рр - опорное давление, определяемое той или иной емкостью из набора. Емкости V, Vrt, ..., Vf, могут быт заранее оттарированы по объему таким образом, что подключение к системе определенной емкости, заполненной сжатым газом под заданным давлением, будет означать, что в измерительную трубу и связанные с ней коммуникации уже поступило какое-то количество га за, которое можно выразить в порциях например, 200, 300, 500, 1000 и т.д. Число порций, как известно, равно числу импульсов, отсчитываемых счетчиком прибора. На фиг. 1 представлена структурная схема уровнемера; на фиг. 2 схема подключения емкостей набора к пневматической схеме уровнемера и к измерительной трубе. Уровнемер состоит из измерительной трубы 1, погруженной открытым нижним концом в жидкость 2, уровень которой измеряется. Труба 1 подсоединена с одной стороны к выходу импульсного нагнетающего ус1ройства 3, с другой стороны - к первому входу блока Ц сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 5 давления. Пневматическое нагнетающее устройство 3 подключено в свою очередь к выходу генератора 6 импульсов так же, как и счетчик 7- импульсов. Блок k сравнения подключен своим выходом к триггеру 8, который соединен с клапанами 9 и 10, через которые могут сообщаться с атмосферой полости соответственно трубы 1 и генератора 6. Для. приведения в действие триггера 8 используется пусковая кнопка 11. Отключается триггер сигналом с блока k сравнения. Для выравнивания газового объема трубы 1 служит камера 12 с регулируемым объемом. Особенностью предлагаемого уровнемера является то, что для быстрейшего заполнения трубы газом служит набор пневматических емкостей 13, подключаемый к дополнительному задатчику I давления и к измерительной трубе 1 с помощью дополнительных пневматических клапанов 15 и 16, управляемых триггером 8. При этом в зависимости от величины измеряемого уровня подключают к выводным штуцерам 17 устройства ту или иную пневматическую емкость V, Vrt и т. д. из набора емкостей 13 (фиг. 2). Тогда, еще до включения триггера, подключенная емкость заполняется сжатым газом от сети питания (точка А) через пневматический клапан 16 до давления, установленного задатчиком . Как только нажата пусковая кнопка-11, выходной сигнал триггера переключает клапаны 15 и 16, при этом первый замкнет пневмолинию, а второй перекроет ее, в результате чего соответствующая емкость набора 13 отключается от задатчика I давления и подключается к измерительной трубке 1 , куда поступает порция газа. I Зная объем полостей прибора и соединительных коммуникаций (внешнего шланга и внутренних каналов, выполненных в плате прибора), можно установить, что при максимальном значении контролируемого уровня, т. е. фактически при заполненной жидкостью измерительной трубе, потребуется минимальная емкость из набора 13 для компенсации свободного объема в системе;

при минимальном же значении уровня, т. е. фактически при пустой трубе, наоборот - потребуется самая большая емкость или целый набор .

Использование предлагаемого устройства позволит сократить время и повысить точность измерения уровня жидкости гидростатическими и пневмометрическими средствами, особенно при измерении малых значений уровня. Это позволит в свою очередь точнее контролировать расход воды в водных объектах, например, в водохранилищахj экономнее расходовать эту воду для целей орошения и других нужд, добйваясь при этом более или менее равномерного распределения.

формула изобретения Гидростатический уровнемер по авт. св. ff 608059, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения при больших амплитудах колебания уровня, он снабжен набором пневматических емкостей и дополнительными задатчиком давления и двумя клапанами, при этом вход набора пневматических емкостей через один клапан соединен с дополнительным задатчиком давления и источником сжатого газа, его выход через другой клапан соединен с измерительной трубой, а управляющие входы упомянутых клапанов подключены к выходу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

г./

17

Фиг2