CS218504B1

CS218504B1 - Connection for level measurement

Info

Publication number: CS218504B1
Application number: CS809281A
Authority: CS
Inventors: Ludvik Vetesnik
Original assignee: Ludvik Vetesnik
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález spadá do oboru měření a řeší přesné měření polohy hladiny pomocí tlakových snímačů nezávisle na tlaku působícího· plynu, zejména v tlakové nádobě, opatřené pomocnou nádobou, jejichž kapalinové obsahy jsou napojeny na první diferenciální tlakový snímač. Podstatou vynálezu je, že mezi kapalinovým obsahem a plynovým obsahem pomocné nádoby je zapojen druhý diferenciální snímač, umístěný na úrovni prvního diferenciálního snímače, přičemž výstupy snímačů jsou napojeny na vyhodnocovací zařízení.The invention falls into the field of measurement and solves the precise measurement of the level position using pressure sensors independently of the pressure of the acting gas, in particular in a pressure vessel provided with an auxiliary vessel, the liquid contents of which are connected to a first differential pressure sensor. The essence of the invention is that a second differential sensor is connected between the liquid content and the gas content of the auxiliary vessel, located at the level of the first differential sensor, while the outputs of the sensors are connected to an evaluation device.

Description

Vynález se týká zapojení pro měření polohy hladiny, zejména, v tlakové nádobě.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a circuit for measuring the level of a level, in particular in a pressure vessel.

Úroveň hladiny kapaliny v tlakové nádobě lze měřit různými metodami, jako například stupňovitými odběry ve sledovaných výškách nádoby, plovákovým snímačem, kapacitním snímačem, snímačem využívajícím záření nebo ultrazvuku a podobně. Nevýhodou těchto metod je, že vyžadují buď hrubý zásah do tlakové nádoby, nebo umístění části zařízení dovnitř tlakové nádoby. Dále se používá snímačů hladiny, jejichž funkce je založena na hydrostatickém tlaku, které měří tlakovou diferenci hydrostatických tlaků, daných jednak konstantní výškou hladiny v pomocné nádrži a proměnnou výškou hladiny v tlakové nádobě. Nevýhodou této metody je, že hydrostatický tlak v nádobě ovlivňuje hmotnost plynového sloupce nad kapalinou, a proto je třeba pro přesné měření zavádět korekci na hustotu stlačeného plynu, závislou na tlaku v nádobě.The level of the liquid in the pressure vessel can be measured by various methods, such as stepwise sampling at monitored vessel heights, a float sensor, a capacitive sensor, a radiation or ultrasonic sensor, and the like. The disadvantage of these methods is that they require either a rough intervention in the pressure vessel or the placement of a part of the device inside the pressure vessel. In addition, level sensors are used whose function is based on hydrostatic pressure, which measures the differential pressure of hydrostatic pressures given both by the constant level in the auxiliary tank and the variable level in the pressure vessel. The disadvantage of this method is that the hydrostatic pressure in the vessel affects the mass of the gas column over the liquid, and therefore a correction for the pressure of the compressed gas, depending on the pressure in the vessel, must be introduced for accurate measurement.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje vynález, kterým je zapojení pro měření polohy hladiny, .zejména v tlakové nádobě, kde v úrovni maximální měřené hladiny je umístěna hladina pomocné nádoby, přičemž tyto hladiny jsou pneumaticky a hydraulicky propojeny a v úrovni minimální měřené hladiny je umístěn první diferenciální tlakový snímač spojený hydraulicky jednak s kapalinovým obsahem pomocné nádoby a jednak s kapalinovým obsahem pod minimální měřenou hladinou a jeho podstata spočívá v tom, že kapalinový obsah pomocné nádoby je dále hydraulicky spojen s druhým diferenciálním tlakovým snímačem, který je zároveň pneumaticky spojen s plynovým obsahem pomocné nádoby.The above-mentioned disadvantages are overcome by the invention, which is a level measurement circuit, particularly in a pressure vessel, where the level of the auxiliary vessel is located at the maximum level measured, these levels are pneumatically and hydraulically connected and the first differential level is located pressure sensor connected hydraulically with the liquid content of the auxiliary vessel and with the liquid content below the minimum measured level and its essence is that the liquid content of the auxiliary vessel is further hydraulically connected to the second differential pressure sensor which is also pneumatically connected with the gas content of the auxiliary containers.

Další podstatou vynálezu je, že mezi plynovým obsahem pomocné nádoby a druhým diferenciálním tlakovým snímačem je zapojen odlučovač kapaliny.Another object of the invention is that a liquid separator is connected between the gas content of the auxiliary vessel and the second differential pressure sensor.

Konečně je podstatou vynálezu, že výstupy diferenciálních tlakových snímačů jsou napojeny na vyhodnocovací zařízení.Finally, it is an object of the invention that the outputs of the differential pressure sensors are connected to an evaluation device.

Vyšší účinek vynálezu je dán umožněním přesného měření polohy hladiny v nádobě bez zásahů do vnitřku nádoby a bez nutnosti zavádět korekce výsledků. Měření polohy hladiny lze provádět v libovolném rozsahu, a to podle umístění a měřicího rozsahu snímačů. Výsledný signál lze použít pro automatizaci měření, případně pro regulaci návazných procesů.The higher effect of the invention is given by allowing accurate measurement of the level in the vessel without affecting the interior of the vessel and without having to introduce corrections to the results. Level measurement can be carried out in any range, depending on the location and measuring range of the sensors. The resulting signal can be used for automation of measurement or for control of downstream processes.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, představujícím zapojení tlakové nádoby podle vynálezu.An example of a specific embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, showing the connection of the pressure vessel according to the invention.

K tlakové nádobě 1, naplněné kapalinou 2 o měrné hustotě pl a plynem 3 o> měrné hustotě p2 je připojena v horní části tlakové nádoby 1 pomocná nádoba 4, opatřená přítokem 5 kapaliny 2 a plynu 3. Pomocná nádoba 4 má konstantní hladinu 6 kapaliny 2, která je zároveň maximální úrovní 7 měřené hladiny 8 kapaliny 2 v tlakové nádobě 1. V minimální úrovni 9 měřené hladiny 8 kapaliny 2 tlakové nádoby 1 ve svislé vzdálenosti H od konstantní hladiny 6 kapaliny 2 pomocné nádoby 4 je umístěn první diferenciální tlakový snímač 10, spojený jednak s tlakem pl kapalinového obsahu pomocné nádoby 4 a jednak s tlakem p2 kapalinového a plynového obsahu tlakové nádoby 1. Pod minimální úrovní 9 měřené hladiny 8 kapaliny 2 je umístěno připojovací hrdlo 11 tlakové nádoby 1.An auxiliary vessel 4 provided with an inlet 5 of liquid 2 and gas 3 is connected in the upper part of the pressure vessel 1 to a pressure vessel 1 filled with liquid 2 of specific gravity p1 and gas 3 of specific gravity p2. which is at the same time the maximum level 7 of the measured level 8 of the liquid 2 in the pressure vessel 1. At the minimum level 9 of the measured level 8 of the liquid 2 of the pressure vessel 1 at a vertical distance H from the constant level 6 of the liquid 2 of the auxiliary vessel 4 connected to the pressure p1 of the liquid content of the auxiliary vessel 4 and to the pressure p2 of the liquid and gas content of the pressure vessel 1. Below the minimum level 9 of the measured level 8 of the liquid 2 there is a connection port 11 of the pressure vessel 1.

Podle vynálezu je kapalinový obsah pomocné nádoby 4 dále spojen s druhým diferenciálním tlakovým snímačem 12, umístěným na minimální úrovni 9 měřené hladiny 8, který je zároveň spojen s tlakem p3 plynového obsahu pomocné nádoby 4. Mezi prvním diferenciálním tlakovým snímačem 10 a tlakovou nádobou 1 je zapojen odlučovač 13 plynu 3 a mezi druhým diferenciálním tlakovým snímačem 12 a plynovým obsahem pomocné nádoby 4 je zapojen odlučovač 14 kapaliny 2. Výstupy diferenciálních tlakových snímačů 10, 12 jsou napojeny například na elektronické vyhodnocovací 'zařízení 15.According to the invention, the liquid content of the auxiliary vessel 4 is further connected to a second differential pressure sensor 12, located at a minimum level 9 of the measured level 8, which is simultaneously connected to the pressure p3 of the gas content of the auxiliary vessel 4. Between the first differential pressure sensor 10 and the pressure vessel 1 a gas separator 13 is connected and a liquid separator 14 is connected between the second differential pressure sensor 12 and the gas content of the auxiliary vessel 4. The outputs of the differential pressure sensors 10, 12 are connected, for example, to an electronic evaluation device 15.

Po ustálení měřené hladiny 8 na určité výši hl nad úrovní diferenciálních tlakových snímačů 10, 12, první diferenciální tlakový snímač 10 vykazuje diferenci tlaků dpi - pl — p2 '= (H — hl) . (pl — p2) . g, Zatímco druhý diferenciální tlakový snímač 12 vykazuje jinou diferenci tlaků dp2 = = pl — p3 = H(pl — p2) . g. Z podílu těch_x . dpi H —hl to diferenci - = -—dp2 H vyplývá, že výškový rozdíl H — hl mezi konstantní hladinou 6 pomocné nádoby 4 a měřenou hladinou 8 tlakové nádrže 1 je přímo úměrný podílu údajů diferenciálních tlakových snímačů 10, 12. Tento podíl průběžně provádí vyhodnocovací zařízení 15, které bud přímo ukazuje nebo i registruje výšku hl měřené hladiny 8 nebo množství kapaliny 2 v tlakové nádobě 1, případně řídí související například technologické procesy.After stabilizing the measured level 8 at a certain level h1 above the level of the differential pressure sensors 10, 12, the first differential pressure sensor 10 exhibits a differential pressure of dpi-pl-p2 '= (H-hl). (p1-p2). g, while the second differential pressure sensor 12 exhibits a different pressure difference dp2 = = p1 - p3 = H (p1 - p2). g. From the ratio of _x . dpi H - h1 differential - = -—dp2 H implies that the height difference H - h1 between the constant level 6 of the auxiliary vessel 4 and the measured level 8 of the pressure tank 1 is directly proportional to the proportion of differential pressure sensor 10, 12 data. an evaluation device 15 which either directly shows or even registers the height h1 of the measured level 8 or the amount of liquid 2 in the pressure vessel 1, or controls, for example, related technological processes.

Zapojení podle vynálezu lze použít pro přesné měření a registrování hladiny, například i ve volné neuzavřené nádrži, přičemž je eliminován vliv tlaku plynu. Na přesnost měření nemá vliv ani případná změna gravitačního zrychlení g.The circuit according to the invention can be used to accurately measure and register the level, for example in a free, unclosed tank, eliminating the effect of gas pressure. Any change in gravitational acceleration g does not affect the measurement accuracy.

Claims

Wiring for level measurement, especially in a pressure vessel, where the level of the auxiliary vessel is located at the maximum level measured, these levels being pneumatically and hydraulically connected and at the level of the minimum measured level the first differential pressure sensor connected hydraulically to the liquid with the contents of the auxiliary vessel and, secondly, with the liquid content below the minimum measured level, characterized in that the liquid content of the auxiliary vessel [4] is hydraulically connected to the second differential pressure.

BACKGROUND OF THE INVENTION a k-sensor (12) which is also pneumatically coupled to the gas content of the auxiliary vessel (4).

Connection according to Claim 1, characterized in that a separator (14) of the liquid (2) is connected between the gas content of the auxiliary vessel (4) and the second differential pressure sensor (12).

Connection according to Claims 1 to 2, characterized in that the outputs of the differential pressure sensors (10, 12) are connected to an evaluation device (15).