FI78557C - Referenstryckanordning foer kalibrering av tryckmaetande instrument. - Google Patents

Description

1 78557

Vertailupainelaite paineenmittausinstrumenttien kaiibroimiseksi Tämä keksintö liittyy laitteeseen väliaineen paineiden, väliaineen paine-erot mukaanluettuina, mittaamiseksi. Täsmällisemmin tämä keksintö liittyy vertailupainelaitteeseen, joka on sen tyyppinen, jossa on nesteellä täytetty ontelo, joka sisältää esineen, joka on mitoitettu muodostamaan tarkan sovituksen ontelon sisäseinämien kanssa, esineen voidessa liikkua ontelon läpi vertailupainesignaalin kehittämiseksi paine-ero-kennoa varten, jolloin vertailupainelaite on kytketty sarjaan paine-erokennon eri paineita varten olevien mittauskalvojen tai vastaavien kanssa niiden nestetilojen yhdysputkeen.

Teollisuusproeeeeeihin tarkoitetuissa instrumentointijärjestelmissä on käytetty erilaisia laitteita mittaamaan väliaineiden paineita, erikoisesti paine-eroja, jollaisia kehitetään aukkolevyn yli virtausputkessa tarkoituksena väliaineen virtauenopeussignaa-lin kehittäminen. US-patentissa 4 165 651 on esitetty toteutukseltaan kehittynyt paine-erolähetin, jossa käytetään värähtelevää lankaa, joka on jännitetty mitattavasta paine-erosta riippuvaisesti, niin että värähtelyn taajuus antaa tarkan mitan paine-erolle. Kaupallisesti on saatavilla vielä muita laitteita, jotka perustuvat eri periaatteisiin, kuten integroitujen venymäliuska-piirien käyttöön kohdistettujen paineiden havaitsemiseksi.

Paineenmittausinstrumentteja asennetaan usein paikkoihin, joissa ne ovat alttiina laajalti vaihteleville ympäristöolosuhteille, kuten muuttuville ympäristön lämpötiloille. Tästä johtuen on tavallista, että instrumentin nollapisteasetus ja mittausalueen kalibrointi ryömivät tai ovat jollain tavoin siirtyneet sivuun, mikä aiheuttaa virheellisiä lukemia. Koska instrumentit sijaitsevat usein paikoissa, joihin ei voida päästä helposti säännöllistä huoltoa varten, nollapiste- ja kalibrointivirheet eivät monissa tapauksissa ole olleet käyttöhenkilöstön helposti korjattavissa. Lisäksi tähän asti saatavilla olleiden kaltaisten instrumenttien mittausalueen kalibroinnissa on tyypillisesti ollut kysymys verrattain monimutkaisista ja aikaavievistä toimenpiteistä.

2 78557

Mittausvirheiden minimoinnin tärkeydestä johtuen näiden ongelmien ratkaisemiseksi tai lievittämiseksi on tehty erilaisia ehdotuksia. Esimerkiksi nykyisin on saatavilla paine-erolähettimien yhteydessä käytettävä kauko-ohjattu nollapisteenasetus-laite, Tällainen laite käsittää kauko-ohjättävän paineenjako-laitteen, joka komennon saatuaan sulkee alempipaineisen prosessilinjan ja yhdistää ylempipaineisen prosessilinjan lähettimen ylemmän ja alemman paineen puolille aikaansaaden nollapaine-erotilan. Jos lähetin antaa näissä olosuhteissa nollapaine-eroa osoittavasta signaalista eroavan signaalin, virhe tallennetaan muistiin ja sitä käytetään tämän jälkeen (esimerkiksi mikroprosessorin avulla) lähtösignaalin korjaamiseen, kun mittauksia jatketaan.

Tällainen instrumentin nollapisteen kaukoasetus ei kuitenkaan korjaa virheitä mittausalueen kalibroinnissa. Siten yritettäessä välttää tällaisten virheiden vaikutuksia on suunniteltu paine-erolähettimiä, jotka sisältävät yhden tai useamman olosuhteen havaitsevat elimet (kuten lämpötilan ja staattisen paineen tuntoelimet), jotka on järjestetty toimimaan niihin liittyvien laitteiden kanssa lähettimen lähtösignaalin aset-telemiseksi automaattisesti havaittujen olosuhteiden muutok-. sien ohjaamana.

Lähettimen lähtösignaalia voidaan esimerkiksi muuttaa ohjatusti instrumenttiin osana kuuluvaan mikroprosessoriin tallennetun ennustavan algoritmin mukaisesti.

Vaikka tällaiset kompensointijärjestelyt parantavat esillä olevan mittauksen tarkkuutta, ne eivät ole ratkaisseet ongelmaa tyydyttävästi. Osaksi tämä johtuu siitä, että näillä menetelmillä ei kyetä saavuttamaan haluttua tarkkuutta erikoisesti koska jäljelle jää muita kompensoimattomia muuttujia.

Siten tarve instrumentin ajoittaiseen uudelleen kalibrointiin ei ole poistunut. Lisäksi tällaiset kompensointijärjestelyt ovat verrattain kalliita toteuttaa.

3 78557

Fl-patenttihakemuksessa Θ62 550 on esitetty paineenmittaus-inetrumentti, jossa on väline mittausalueen kalibroinnin valvomiseksi siten, että tämä kalibrointi voidaan tarvittaessa asettaa uudelleen. Tämä mittausalueen kalibrointiväline käsittää vertailupainelaitteen amplitudiltaan tarkasti säädetyn vertailupainepulssin kehittämiseksi ja syöttämiseksi instrumentille. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa laite sisältää pystysuuntaisen sylinterimäisen putken, joka sisältää täyte-nestettä, joka on yhteydessä instrumentin täytenesteeseen. Putkessa oleva umpinainen metallipallo voidaan nostaa putken yläpäähän (esimerkiksi ulkoisesti kehitetyllä magneettikentällä) ja päästää tämän jälkeen vapaaksi. Pallo putoaa painovoiman alaisena täytenesteen läpi kehittäen suurella osalla pudotusmatkasta oleellisesti vakiosuuruisen painepulssin. Tätä painepulssia käytetään vertailupaineena instrumentin mittausalueen kalibroinnin asettamiseksi esimerkiksi asettelemalla elektronisia piirejä, jotka sisältyvät osana instrumenttiin tai sijaitsevat etäällä instrumentista.

Mainitussa Fl-patenttihakemuksessa esitetyn keksinnön eräs tärkeä etu on siinä, että se mahdollistaa instrumentin etäältä suoritettavan kalibroinnin. Tällainen kalibrointi on lisäksi erittäin tarkka ja se voidaan suorittaa instrumentin ollessa staattisen prosessipaineen alaisena.

Tiettyjä kalibrointitarpeita varten on havaittu edulliseksi saada aikaan vertailupainepulssi, jonka amplitudi on oleellisesti suurempi kuin mitä mainitussa Fl-patenttihakemuksessa esitetyllä laitteella voidaan kehittää. Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan välineet tällaisten suurempien paineeignaalien kehittämiseksi ja muiden parannusten aikaansaamiseksi kuten seuraavassa selitetään.

Tässä on esitetty periaatteeltaan edellä selitetyn tyyppinen vertailupainelaite, johon sisältyy vertailupainesignaalin , 78557 suuruuden lisäämiseksi ontelon ulkopuolella liikkuva paino, joka on kytketty toiminnallisesti esineeseen lisäämään tähän esineeseen vaikuttavaa voimaa. Tämä voiman suurentaminen suurentaa tehollisesti pallon näennäistä tiheyttä. Koska painepulssin amplitudi on verrannollinen pallon ja täytenes-teen tiheyksien suhteeseen, pallon näennäisen tiheyden suurentaminen suurentaa vertailupainepulssia.

Pallon ja ripustetutun painon "heiluritoteutus" on verrattain tunteeton instrumentin kallistumisen vaikutuksille, te. normaalista pystyasennosta poikkeaville suuntauksille. Niitä mahdollisia tapauksia varten, joissa voi esiintyä voimakkaita kallistumia, on esitetty järjestely, joka mahdollistaa nesteellä täytetyn putken kiertymisen yläpäänsä lähellä olevan akselin ympäri, mikä siten varmistaa, että putki pysyy pystysuorassa painovoiman suhteen, mikä estää putkea tulemasta kosketukseen pallon ja painon välisen yhdystangon kanssa.

Eräs toinen piirre pienentää pallo-paino-yhdistelmän pystysuuntaista ulottuvuutta tiiviimmän pakkauksen aikaansaamiseksi. Tässä piirteessä käytetään lisäpainon "taitettua" toteutusta, jossa pallo on vaakasuunnassa painon osan kohdalla.

Tämän esityksen erään toisen piirteen mukaan putoavaan palloon ripustettu lisäpaino on jaettu useihin osiin, jotka voivat irtautua toisistaan pystysuunnassa mahdollistamaan kunkin osan peräkkäisen pohjaamisen vuorollaan pallon pudotessa nesteen läpi. Tämä kehittää "portaittaisen" lähtöpainepulssin, jossa on aluksi suuriamplitudinen lyhytkestoinen pulssi, jota seuraa joukko peräkkäisiä lyhytkestoisia painepulsseja, joilla on kasvavasti pienempi amplitudi, instrumentin kalibroinnin mahdollistamiseksi erilaisilla paineen suuruuksilla.

5 78557

Vielä eräillä piirteillä vältetään tai minimoidaan staattisen paineen muutosten vaikutukset vertailupainepulssin amplitudiin. Eräässä muodossa nesteellä täytetyn putken pullistuminen staattisen paineen kasvaessa estetään järjestämällä putken seinämien sisäpuoliset ja ulkopuoliset paineet aina oleellisesti yhtäsuuriksi. Toisessa muodossa nesteen tiheyden muutokset staattisen paineen muuttuessa kompensoidaan automaattisesti muuttamalla painon tiheyttä vastaavasti.

Keksinnön muut päämäärät, muodot ja edut on osaksi esitetty seuraavassa parhaana pidettyjen suoritusmuotojen selityksessä ja osaksi ilmenevät selityksestä tarkasteltuna oheisiin piirustuksiin liittyen.

Kuvio 1 on osittain leikattu sivukuvanto, joka esittää FI-patent-tihakemuksessa 862550 esitetyn mukaista paine-erolähetintä, joka on varustettu mittausalueen kalibrointivälineillä, kuvio 2 on yksityiskohdan pystyleikkaus kuviossa 1 esitetystä putki-palloyksiköstä, kuvio 3 on yksityiskohdan pystyleikkaus, joka esittää erästä pallon ja ripustetun painon toteutusta vertailupaineen suuruuden suurentamiseksi, kuvio 4 on käyrä, joka esittää kuinka vertailupainepulssi vaihtelee ajan mukana, kuvio 5 on kuviota 3 vastaava pystyleikkaus, joka esittää, että instrumenttia voidaan kallistaa jonkin verran pystysuunnan suhteen vertailupainelaitteen toimintaa häiritsemättä, kuvio 6 on pystyleikkaus muunnetusta laitteesta instrumentin V pystysuunnasta poikkeavien suuntausten aiheuttamien häiriöiden -VV välttämiseksi, kuvio 7 on pystyleikkaus, joka esittää vertailupainelaitetta, jota on muutettu sen pystysuuntaisen ulottuvuuden pienentämiseksi, 6 78557 kuviot 8 ja 9 ovat pystyleikkauksia vertailupainelaitteesta, joka on järjestetty kehittämään jonon painepulsseja, jolla on kasvavasti pienemmät amplitudit, kalibroinnin aikaansaamiseksi useassa pisteessä, kuvio 10 on käyrä, joka esittää tapaa, jolla kuvion 8 laitteen lähtöpaine vaihtelee ajan mukana, kuvio 11 on pystyleikkaus, joka esittää vertailupainelaitetta, joka on järjestetty kehittämään yhtä suuret paineet nesteellä täytetyn putken seinämän molemmille puolille, ja kuviot 12A ja 12B ovat yksityiskohdan pystyleikkauksia, jotka esittävät painorakennetta, jolla saadaan paineesta riippuvat tiheysominaisuudet, jotka kompensoivat paineen aiheuttamat muutokset täytenesteen tiheydessä.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty paine-erokenno, jossa on sen tyyppinen vertailupainelaite, joka on esitetty FI-patenttihakemuksessa 862550. Näissä kuvioissa paine-erokenno on yleisesti osoitettu viitenumerolla 20 ja se on järjestetty vastaanottamaan alemman ja ylemmän prosessipaineen kanavista 22 ja 24, jotka on kytketty kennon päätylevyjen 26 ja 28 läpi. Näiden prosessipai-neiden syöttämisen ohjaamiseen käytetään tyypillisesti venttiileillä varustettua jakolaitetta (ei esitetty). Instrumentin normaalitoiminnassa jakolaitteen venttiilit ovat avoimia asianomaisten kanavien kytkemiseksi prosessiin, esim. virtaavaa väliainetta kuljettavassa putkessa olevan aukkolevyn virtaussuunnassa ylä- ja alapuolelle.

Paine-erokennon sisäinen runkoyksikkö sisältää kalvot 42 ja 44, jotka on järjestetty vastaanottamaan ja reagoimaan alempaan ja vastaavasti ylempään prosessipaineeseen. Vasemmanpuoleinen kalvo 42 on niin sanottu mittauskalvo, jolla on tietty ennalta-määrätty tehollinen pinta-ala. Toinen kalvo 44 on vapaa kalvo,jolla on mahdollisimman alhainen jousivakio (ideaalisesti ! nolla). Nämä kaksi kalvoa muodostavat yhdessä niihin liitty vän runkorakenteen kanssa tiiviin sisäisen painekammion, 7 78557 joka sisältää täytenestettä, esim. silikoniöljyä, jolla on verrattain alhainen viskositeetti.

Kalvojen 42, 44 täytenesteeseen kohdistama paine-ero on instrumentin tulosignaali ja se kehittää vastaavan jännitysvoiman värähtelevään lankayksikköön 46, niin että lanka värähtelee paine-erotulosignaalista riippuvalla taajuudella. Värähtelevä lanka on kytketty sähköjohdinvälineillä (ei esitetty) elektronisiin piireihin, jotka sijaitsevat yläkotelomoduulissa, joka on esitetty osittain kohdassa 48. Nämä piirit voivat olla US-lisäpatentissa 31 416 esitetyn kaltaisia ja ne kehittävät vastaavan lähtösignaalin, joka soveltuu lähetettäväksi etäällä olevalle asemalle. Tällainen signaali voi olla muodoltaan vaihtosignaali tai tasavirtasignaali, esim. alueella 4-20 mA.

Kalvojen 42, 44 ja niiden tukilevyjen 54, 56 väliset täyte-nestealueet 50 ja 52 on yhdistetty toisiinsa yhteisellä yhdys-kanavalla, joka sisältää sarjassa vertailupainelaitteen, joka on osoitettu yleisesti viitenumerolla 60. Tämä laite voi kehittää mittauskalvon 42 lähellä olevalle täyteneste-alueelle 50 tarkan ja toistettavan painepulssin, jolla on vakioamplitudi, mittausalueen kalibrointitarkoituksia varten.

: Tämä vertailupainelaite 60 muodostuu periaatteessa pystysuuntai- .'·] sesta sylinterimäisestä putkesta 62 (ks. myös kuvio 2) , joka sisältää umpinaisen tiheän pallon 64, joka on magneettista (ts. magneettisesti puoleensavetävää) materiaalia, kuten kobolttia. Putken 62 alapää on yhdistetty kanavalla 66 mittauskalvon 42 viereiseen täytenestealueeseen 50 putken yläpään ollessa yhdistetty toisella kanavalla 68 vapaan kalvon 44 viereiseen täytenestealueeseen 52. Täyttönesteen täyttö suoritetaan täyttöputkella 70.

Putkea 62 ympäröi solenoidikäämi 72, joka on sovitettu aktivoi tavaksi sähkövirralla kehittämään putkeen magneettikentän, joka on riittävän voimakas nostamaan pallon 64 putken yläpäähän 8 78557 kuten viitenumerolla 64A on osoitettu. Käämiin johtavia lankoja (ei esitetty) varten on suojakanava 74.

Kun käämi 72 deaktivoidaan pallo putoaa painovoiman vaikutuksen alaisena siten, että se liikkuu putkessa olevan täytenesteen läpi ja kehittää painepulssin, joka siirtyy mittauskalvon 42 vieressä olevalle täytenestealueelle 50. Kuten edellä on todettu, tätä pulssia voidaan käyttää mittausalueen kalibroin-titarkoituksiin. Pudotuksen pohjalla pallo asettuu lepäämään säteittäisillä urilla varustetulle päätylevylle 76 (kuvio 2), joka on sovitettu estämään palloa sulkemasta alueiden 50 ja 52 välistä täytenesteyhteyttä. Putken yläpäässä on samanlainen päätylevy 78.

Kalibrointitoimituksen suorittamiseksi kanaviin 22 ja 24 kytkettyä tunnettua jakolaitejärjestelyä (ei esitetty) käytetään kehittämään nollapaine-ero tulosignaaliksi instrumentille samalla kun se sieppaa prosessin staattisen paineen molemmille kalvoille 42 ja 44. Instrumentin nollapiste tarkastetaan tällöin ja asetetaan tarvittaessa käyttämällä tunnettuja menetelmiä. Tämän jälkeen solenoidikäämi 72 aktivoidaan pallon 64 nostamiseksi, joka vapautettaessa laskeutuu täytenesteen läpi painovoiman alaisena vertailupainepulssin kehittämiseksi mittauskalvon 42 yli. Paine-erolähettimen lähtösignaalia valvotaan tänä aikana ja jos lähtösignaalipulssin amplitudi eroaa oikeasta arvosta, elektronista mittausalueen asettelupiiriä asetellaan (ks. US-lisäpatentti 31 415) lähdön asettamiseksi oikeaan arvoon.

Pudotuspallopainelaitteen 60 kehittämä painepulssi muodostaa erittäin tarkan signaalin kalibrointitarkoituksia varten. Tuloksena olevalla painepulssilla on vakioamplitudi suurimmalla osalla pallon liikkeestä erittäin hyvällä toistettavuudella monilla toimintakerroilla suhteellisen pitkiä aikoja. Lisäksi painepulssin amplitudi on periaatteessa riippumaton viskositeetin muutoksista, joita lämpötilanvaihtelut saattavat 9 78557 aiheuttaa. Kuitenkin tietyissä sovellutuksissa on havaittu erittäin suotavaksi kehittää huomattavasti suurempiamplitu-dinen vertailupainepulssi kuin kuviossa 2 esitetyllä laitteella voidaan kehittää.

Kuvio 3 esittää pudotuspallojärjestelyä, joka muodostaa huomattavan parannuksen kuviossa 2 esitettyyn verrattuna. Kuvion 3 järjestelyssä putki 62, pallo 64 ja väliaineen kanavat 66 ja 68 vastaavat kuvion 2 samoin numeroituja elementtejä. Muu osa instrumentin rakenteesta on jätetty selvyyden vuoksi pois.

Tarkasteltaessa kuviota 3 yksityiskohtaisemmin havaitaan, että pystysuuntaisen putken 62 alapäähän on muodostettu sylinteri-mäinen väliainekammio 80, joka sisältää suhteellisen suuren sylinterimäisen painon, joka on ripustettu palloon 64 jäykällä yhdystangolla 84.

Painon 82 halkaisija on oleellisesti pienempi kuin kammion 80 halkaisija siten, että painon ja kammion seinämän väliin muodostuu huomattava väli. Viskoosisuuden jarrutusvoima ei siten estä merkittävästi painon liikkumista alas nesteen läpi kammiossa, mikä muuten olisi seurauksena, jos paino olisi lähellä kammion seinämää (samoin kuin tarkka sovitus putken 62 sisällä hidastaa pallon 64 liikettä alaspäin). Painoon 82 vaikuttava painovoima siirtyy siten suurimmaksi osaksi palloon auttaen pallon itsensä painovoimaa ja pyrkien siirtämään palloa voimakkaammin alas putkea kuin jos painoa ei olisi.

Tämä ripustetusta painosta 82 johtuva palloon 64 lisätty voima itse asiassa suurentaa pallon 64 näennäistä tiheyttä. Toisin sanoen palloon vaikuttava nettovoima kasvaa juuri samalla tavalla kuin jos pallon tiheyttä olisi lisätty. Tämä vuorostaan suurentaa pallon putken 62 läpi alaspäin suuntautuvan liikkeen kehittämän paine-eropulssin suuruutta, kuten tämän paine-eron seuraava likiarvolauseke osoittaa: 10 7 8 5 5 7 ΔΡ = (2/3 (d3/D2) (Ρβ - PL) (1) jossa d = pallon halkaisija D = putken sisähalkaisija PB = pallon tehollinen tiheys PL = nesteen tiheys

On havaittu, että paino 82 voi aikaansaada erittäin suuren lisäyksen putoavan pallon 64 kehittämään paine-eroon. Esimerkiksi 2,5 cm vesipatsasta suuruisen paine-eron kehittävä palloratkaisu voi selitetyllä ripustetun painon lisäämisellä kehittää jopa 2,54 m vesipatsasta suuruisen paineen, kuten kuvion 4 aikakuvaaja esittää. Oleellisesti koko painehäviö esiintyy pallon 64 yli painon 82 yli vaikuttavan painehäviön ollessa mitättömän pieni johtuen painon ja kammion 80 seinämän välisestä suuresta välistä.

Painon asettaminen pallon alapuolelle on osoittautunut useimmissa suhteissa paremmaksi käänteiseen tapaukseen verrattuna, koska sillä vältetään tarve ohjata painoa porauksessaan. Lisäksi selitetty järjestely on suhteellisen tunteeton tukirakenteen (esim. paine-eroinstrumentin) kallistuman muutoksille, joita joskus esiintyy käytännön kenttäasennuksissa. Koska paino on tehollisesti nivelöity pallon kohdalla, putkea voidaan kääntää useita asteita pystysuunnasta, ilman että yhdystanko tai paino koskettaisi putken seinämään. Kuvio 5 on otettu mukaan esittämään tällaista tukirakennetta, joka on kallistunut tietyn kulman a aiheuttamatta mitään häiriötä.

Siinä tapauksessa, että instrumenttiin (tai muuhun tukirakenteeseen) odotetaan kohdistuvan kuviossa 5 esitettyä suurempia kallistuskulmia, voidaan käyttää vaihtoehtoista esimerkiksi kuviossa 6 esitettyä rakennetta. Tässä järjestelyssä putki 62 on asennettu kääntyvästä tukirakenteeseen, kuten kohdassa 86 on osoitettu, niin että putki pysyy aina pystysuuntaisena (kuten myös pallo-tanko-painoyhdistelmä). Putken 62 laajennet- u 78557 tuna päänä esitettyä palnorengasta 62A voidaan käyttää auttamaan pystysuuntauksen varmistamisessa. Joustava palje-tiiviste 88 mukautuu kääntyvään liikkeeseen tiivistäen väliaineen virtauksen. Instrumenttiin tai muuhun tukirakenteeseen kiinteästi kuuluva kammio 80A sisältää nestettä, jonka sisälle paino 82 on ripustettu. Tämä rakenne voi kallistua suhteellisen suuria kulmia (kuten esitetty) vertailupainelait-teen toiminnan häiriintymättä.

Joissain sovellutuksissa voi olla suotavaa tehdä pudotuspallo-laitteen pystysuuntainen ulottuvuus mahdollisimman pieneksi. Kuvio 7 on sisällytetty tähän esittämään yhtä tapaa tämän ominaisuuden aikaansaamiseksi. Havaitaan, että tässä järjestelyssä paino on muodoltaan "taitettu” siten, että se käsittää alemman levyosan 90 ja sylinterimäisen osan 92, joka ympäröi putkea 62. "Taitettu" yläosa 92 ulottuu ylöspäin sivuttais-suunnassa palloa 64 vastapäätä olevaan asemaan ja joissakin sovellutuksissa se voi ulottua selvästi pallon yläpuolella olevaan kohtaan.

Jotkut imstrumentit voi olla suotavaa kalibroida useamman kuin yhden paineen kohdalla. Tällainen monipistekalibrointi voidaan suorittaa kuviossa 8 esitetyllä järjestelyllä, jossa pallo 64 kannattaa useita pyöreitä painoja 94A, 94B ja 94C, joilla on kasvavasti pienemmät halkaisijat. Näitä painoja kannattaa pystysuuntainen kara 96, joka sallii painojen itsenäisen pystysuuntaisen liikkeen.

Kun pallo 64 alkaa pudota, kaikki painot ovat karan 96 kannattamia, kuten kuviossa 8 on esitetty. Siten pallon massaan summautuu aluksi painojen koko massa, mikä aiheuttaa maksimaalisen painovoiman palloon ja kehittää maksimaalisen paine-ero-pulssin, kuten kuvion 10 käyrässä on esitetty kohdassa 98A.

Painot 94A, B, C sisältävään koteloon 100 on muodostettu porrastettu sivuseinämä 102 siten järjestettynä, että eri painot i2 785 5 7 asettuvat pystysuunnassa eri asentoihin laskeutumisen aikana. Siten kaikkien painojen alkupudotuksen, joka kehittää suuri-amplitudisen aloituspainepulssin 98A, jälkeen ylin paino 94A asettuu vastaavalle sivuseinämän 102 portaalleen (kuten kuviossa 9 on esitetty), niin että tämän painon painovoima ei enää siirry palloon 64. Pallon tämän jälkeen kehittämä paine-ero on vastaavasti pienempi, kuten kuvion 10 käyrän kohdassa 98B on esitetty. Kunkin peräkkäisen painon asettuessa paikalleen lähtöpaine pienenee vastaavasti, mistä on tuloksena porrasmainen lähtöpainesignaali, kuten kuviossa 10 on esitetty, mikä kehittää kasvavasti alempien painepulssien sekvenssin. Jos painepulssien halutaan eroavan yhtä paljon, painojen 94A, jne. massojen olisi oltava yhtäsuuria.

Instrumenttiin kohdistuva staattinen paine voi usein vaihdella merkittävästi eri aikoina ja monissa sovellutuksissa on tärkeää estää näitä muutoksia kehittämästä vastaavia virheitä kalibrointiin. Eräs mahdollinen tällaisen virheen lähde on staattisen paineen kasvamisesta (tai pienenemisestä) johtuva putken 62 halkaisijan pullistuminen (tai supistuminen). Koska putoavan pallon kehittämä paine-ero on verrannollinen sen upotettuna vaikuttavaan painoon jaettuna putken poikkileikkauspinta-alalla, pinta-alan muutoksesta seuraa vastaava muutos kehitetyssä paineessa.

V: Kuviossa 11 on esitetty järjestely tällaisten staattisen pai neen muutosten vaikutusten välttämiseksi tai minimoimiseksi. Tässä rakenteessa painon sisältävää alasäiliötä 80 on jatkettu ylöspäin ympäröimään putkea 62, kuten on esitetty viitenumerolla 110. Siten paineet putken seinämän sisä- ja ulkopinnalla ovat aina yhtäsuuria siten, että ne estävät putken halkaisijan pullistumisen estäen siten tällaisesta staattisen paineen aiheuttamasta pullistumisesta johtuvat vertailupainesignaalin muutokset.

Toinen staattisen paineen muutoksista johtuva virhelähde on nesteen tiheyden muutos, joka esiintyy staattisen paineen 13 78557 muuttuessa. Koska selitetyn laitteen vertailupainelähtö-signaali on verrannollinen putoavan massan painoon vähennettynä sen nostevoimalla, nesteen tiheyden muutokset, jotka muuttavat nostevoimaa, aiheuttavat vuorostaan muutoksen AP:ssa. Tällainen mahdollinen virhe voidaan kuitenkin minimoida pitämällä (P^ - vakiona. Täsmällisemmin esitettynä nesteen tiheyden kasvaessa staattisen paineen mukana painon tiheys P^ olisi myös tehtävä vastaavasti kasvavaksi.

Kuviossa 12A on esitetty paino 82B, jonka tiheys muuttuu automaattisesti ympäröivän nesteen staattisen paineen muutosten mukana. Tämä paino sisältää paineeseen reagoivan kalvon 112, joka nollansuuruisen staattisen paineen alaisena ollessaan (kuten on esitetty) ulottuu suoraan painossa olevan matalan syvennyksen yli. Staattisen paineen kasvaessa kalvo siirtyy sisäänpäin, kuten kuviossa 12B on esitetty, vähentäen siten painon kokonaistilavuutta. Kalvo on konstruoitu siten, että painon tilavuuden muutos (ja sitä vastaavan painon tiheyden muutos) kompensoi kasvaneesta väliaineen tiheydestä johtuvan nostevoiman kasvun. Rakenne voi olla järjestetty sellaiseksi, että staattisen paineen kasvu asianomaisen paineenmittaus-instrumentin staattisen painerajan ohi aiheuttaa kalvon pohjaa-misen syvennyksen 114 kaarevaa pintaa vastaan kalvon kimmottoman käyttäytymisen tai pysyvän vaurioitumisen estämiseksi.

Vaikka edellä on selitetty yksityiskohtaisesti useita keksinnön edullisena pidettyjä suoritusmuotoja, tämä on tehty keksinnön periaatteiden havainnollistamiseksi eikä sitä välttämättä ole katsottava keksintöä rajoittavaksi, koska on ilmeistä, että alan ammattimiehet voivat tehdä monia keksintöön perustuvia muunneltuja järjestelyjä keksinnön todellisesta piiristä poikkeamatta.

Claims (17)

1. Vertailupainelaite, joka on een tyyppinen, joeaa on nesteellä täytetty ontelo <62), joka sisältää esineen <64>, joka on mitoitettu muodostamaan tarkan sovituksen ontelon si-säseinämien kanssa, esineen voidessa liikkua ontelon läpi vertailupainesignaalin kehittämiseksi paine-erokennoa (20) varten, jolloin vertailupainelaite (60) on kytketty sarjaan paine-erokennon eri paineita varten olevien mittauskalvojen <42, 44) tai vastaavien kanssa niiden neetetilojen yhdysput-keen (66, 68), tunnettu siitä, että laitteeseen sisältyy vertailupainesignaalin suuruuden lisäämiseksi ontelon (62) ulkopuolella liikkuva paino (82; 94), joka on kytketty toiminnallisesti esineeseen (64) lisäämään tähän esineeseen vaikuttavaa voimaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että paino (82; 94) on esineen alapuolella.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että paino (82; 94) on ripustettu esineeseen (64) yhdye-elementillä (84; 96).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdyselementti (84; 94) on jäykkä tanko.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen sisältyy väline, joka muodostaa ontelon (62) alapuolelle kammion <80; 100) ja sisältää painon (82; 94) ja että kammio <80; 100) on täytetty nesteellä, joka on yhteydessä onteloon (62).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ontelolla (62) on aksiaalinen ulottuvuus, jonka läpi esine (64) liikkuu, ja ennaltamäärätty poikkileikkauspinta-ala aksiaaliseen ulottuvuuteen nähden poikittaisessa suunnassa, että paino <82; 94) voi liikkua kammion <80; 100) läpi ak- 15 78557 eiaalieen ulottuvuuden euuntaieeeti, että kammion (80; 100) poikkileikkauspinta-ala mainittuun suuntaan nähden poikittaisessa suunnassa on oleellisesti suurempi kuin ontelon (62) poikkileikkauspinta-ala, ja että painon (82; 94) massa on oleellisesti suurempi kuin esineen (64) massa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ontelo (62) käsittää pystysuuntaisesti asennetun sy-1 interimäisen putken, jolloin esineellä (64) on pyöreä poikkileikkaus, joka sopii sylinterimäiseen putkeen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kammion (80; 100) poikkileikkauspinta-ala on pyöreä ja onteloputken (62) kanssa sama-akselinen.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää tukirakenteen, välineet (86) onteloväli-neiden (62) asentamiseksi tukirakenteen (66, 68) suhteen kääntyvää liikettä varten, jotta ontelovälineiden aksiaalinen ulottuvuus pysyy pystysuuntaisena riippumatta tukirakenteen kallistuman muutoksista, minkä avulla vältetään kosketus ontelovälineiden (62) ja esine(64)-yhdyeelementti(84)-pai-no(82)yhdistelmän välillä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin osa kammiosta (Θ0Α) on ontelon (62) alapuolella, ja ontelovälineiden (62) yläpäässä on joustavat neete-tiivistysvälineet (88) kääntyvän liikkeen sallimiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että tiivistysvälineet (88) sisältävät palkeen.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että painossa (82A) on ensimmäinen osa (90), joka sijaitsee esineen (64) alapuolella, ja toinen osa (92), joka ulottuu ylöspäin ensimmäisestä osasta (90) ainakin esineen (64) vie ie 78557 rellä olevaan asemaan ontelo-paino-yhdietelmän kokonaispysty-ulottuvuuden minimoimiseksi tämän avulla.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää: joukon painoja (94...) ontelon (62) ulkopuolella; välineet (102), jotka kannattavat näitä painoja ja sallivat niiden itsenäisen alaspäin suuntautuvan liikkeen painovoiman vaikutuksesta; välineet (96), jotka kytkevät painot toiminnallisesti esineeseen (64), niin että painoihin (94...) vaikuttava painovoima lisää voimaa, joka pyrkii siirtämään esinettä (64) ontelon (62) läpi; ja välineet (102) kunkin painoista alaspäin suuntautuvan liikkeen pysäyttämiseksi yksilöllisesti ja peräkkäin niiden liikkuessa alaspäin kohdistaen voiman esineeseen, minkä avulla esineeseen (64) kohdistuvaa voimaa vähennetään asteittain esineen liikkuessa kyseisen ontelon (62) läpi niin, että kehittyy vertailupaine-pulssi, jolla on porrasmainen paineominaiskäyrä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että painoilla (94...) on kasvavasti eroavat sivuttaiset ulottuvuudet alimman painon ulottuvuuden ollessa pienin ja että siinä on painoja varten olevaan koteloon (100) muodostettu pystysuunnassa poikkeavat, poikittaisulottuvuuksiltaan kasvavasti erilaiset tukialueet, jotka on järjestetty vastaavasti vastaanottamaan ja pysäyttämään painojen (94...) liikkeen niiden liikkuessa alaspäin kotelon (100) läpi, esineeseen (64) siten kohdistetun voiman pienentämiseksi tämän avulla.

15. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kammio (80) on muodostettu sisältämään ainakin ontelon (62) seinämän osan vieressä olevan osan (110), minkä - avulla varmistetaan, että paineet ontelon (62) tämän osan si sä- ja ulkopinnoilla ovat yhtä suuria. i7 7855 7

16. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että paino <82B) sisältää paineeseen reagoivan välineen <112), Joka aikaansaa painon <82B) tilavuuden muuttumisen nesteen paineen muuttuessa, paineen muutosten mukana muuttuvan nesteen tiheyden kompensoimiseksi tämän avulla.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että paineeseen reagoiva väline (112) käsittää kalvon, joka on kiinnitetty painoon (82B) ja joka voi siirtyä sisäänpäin paineen lisäysten vaikutuksesta painon kokonaistilavuuden pienentämiseksi.