NL7900161A

NL7900161A - Werkwijze en inrichting voor het opnemen van een van de dichtheid van een mengsel afhankelijke meetwaarde.

Info

Publication number: NL7900161A
Application number: NL7900161A
Authority: NL
Original assignee: Ir Romke Van Der Veen
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1980-07-11
Also published as: EP0013588A1

Description

'Vi- M Kon/BH,1

Ir. Romlce van der Veen te 1 s-Gravenhage

Werkwijze en inrichting voor het opnemen van een van de dichtheid van een mengsel afhankelijke meetwaarde__

De uitvinding betreft een werkwijze voor het opnemen van een van de dichtheid van een mengselkolom afhankelijke meetwaarde, waarbij de hydrostatische druk aan het ondereinde van de mengselkolom wordt bepaald.

5 Bij een bekende werkwijze wordt onder in een vat een drukopnemer geplaatst die de hydrostatische druk opneemt door de elastische vervorming van een membraan ten gevolge van de hydrostatische druk te meten. Wegens de dikwijls voorkomende vervorming van het membraan wijzigt zich de stijfheid XO daarvan, waardoor de meetwaarde verloopt.

De uitvinding verschaft een eenvoudige werkwijze, waaraan bovengenoemd bezwaar niet kleeft en die bijzonder geschikt is om in het baggerbedrijf te worden toegepast, doordat de hydrostatische druk van de mengselkolom wordt ver— 15 geleken met een meetkolom van meetvloeistof die een bekende dichtheid heeft, waarbij de hoogte van de meetkolom wordt veranderd voor het gelijkmaken van de hydrostatische drukken aan de ondereinden van de meetkolom en de mengselkolom en waarbij dan de hoogte van de meetkolom wordt gemeten en de op 20 te nemen meetwaarde van deze hoogte wordt afgeleid.

• . De uitvinding betreft en verschaft tevens een in richting voor het onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding opnemen van een van de dichtheid van een mengselkolom afhankelijke meetwaarde, omvattende een staande 25 leiding die gevuld is met meetvloeistof met een bekend soor telijk gewicht, een vergelijker voor het vergelijken van de hydrostatische drukken aan de ondereinden van de mengselkolom en de staande leiding, welke inrichting gekenmerkt is door compensatiemiddelen voor het wijzigen van de hoogte van de 30 meetkolom in de staande leiding totdat de vergelijker de ge lijkheid van de hydrostatische drukken van de mengselkolom en de meetkolom signaleert en door meetmiddelen voor het meten van de hoogte van de meetkolom.

De uitvinding zal in de hierna volgende beschrij- 79 0 0 1 6 1 y' 2 ving aan de hand van een tekening worden verduidelijkt.

In de tekening stellen de figuren 1 en 2 elk schematisch een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding voor, waarmede de te prefereren werkwijze 5 volgens de uitvinding toepasbaar is.

In een vat 10 bevindt zich een mengsel 11, bijvoorbeeld een suspensie van water en grond, waarvan de gemiddelde dichtheid r^ onbekend is. De inrichting volgens de uitvinding omvat een drukopnemer 12 met een membraan 1, waaronder 10 zich een kamer 2 met een meetvloeistof 17 bevindt, waarvan de dichtheid r_ wel bekend is. Op het membraan 1 wordt een o hydrostatische druk uitgeoefend die gelijk is aan het produkt van de hoogte van het mengsel 11 boven het membraan 1 en de gemiddelde dichtheid rA van dit mengsel 11. De kamer 15 2 staat via een flexibele leiding 3 (slang) in open verbin ding met een middels compensatiemiddelen IS op*en neef beweegbaar meetvat 4. In het meetvat 4 zijn voelers 14 en 15 boven respektievelijk onder het niveau 16 van het meetvat 4 aangebracht, die elk de aanwezigheid of afwezigheid van meet-20 vloeistof 17 ter plaatse waarnemen en signaleren.

De compensatiemiddelen 18 omvatten een elektrische servomotor 19g die gekoppeld is met een liertrommel 20g voor het opwikkelen respektievelijk vieren van kabel 21β, waaraan het meetvat 4 is opgehangen. Wanneer het niveau van 25 de meetvloeistof 17 onder de voeler 15 komt, geeft deze een signaal van meetvloeistofafwezigheid aan de servomotor 19β, ten einde het meetvat 4 zover te doen zakken, dat de voeler 14 weer de aanwezigheid van meetvloeistof-17 voelt en aan de servomotor 19α signaleert voor het omkeren van de draai-30 richting, dat wil zeggen voor het opheffen van het meetvat 4. Deze compensatiemiddelen 18 zorgen ervoor, dat het meetvat 4 altijd op die hoogte komt, waarbij de hydrostatische druk ter plaatse van het membraan 1 juist de hydrostatische druk in het vat 10 op de plaats van het membraan 1 compenseert. Daar 35 de dichtheid van de meetvloeistof rg constant is, is de hoogte Hg van het meetvat 4 tot het membraan 1 een maat voor de hydrostatische druk op het membraan 1. De liertrommel 7900161 f 3 20β is voorzien van een standmeter 22^ die een met de hoogte H„ overeenkomende stand aanwijst. Wanneer de hydro-statische druk op het membraan 1 verandert, stijgt of daalt het meetvloeistofniveau in het meetvat 4 afhankelijk van de 5 richting van de hydrostatische drukverandering. De voelers 14 en 15 sturen de servomotor 19g zodanig, dat een nieuwe evenwichtsstand voor het meetvat 4 wordt bereikt.

De eindstand van het membraan 1 is telkens weer gelijk aan de beginstand daarvan, omdat de totale inhoud van 10 de kamer 2, de flexibele leiding 3 en het meetvat 4 zich nagenoeg niet wijzigt. De stromingsweerstand in de flexibele leiding 3 zorgt voor een gedempt volgen van de hydrostatische druk op het membraan 1. Het systeem is daardoor geschikt voor ruw bedrijf, zoals op een baggervaartuig.

15 Om de gemiddelde dichtheid rA te berekenen, is een van openingen 42 voorziene pijp 41 in het mengsel 11 gestoken, ten einde de niveauhoogte H^ van het mengsel 11 -berekend vanaf _het membraan _1 - te meten middels een vlotter 5 die via een kabel 21^ aan een liertrommel 20^ is opge-20 hangen. Een motor 19A zorgt ervoor, dat de liertrommel 2CL steeds die stand inneemt die overeenkomt met de met de vlotter 5 gepeilde hoogte. De motor 19A bestaat bijvoorbeeld uit een spiraalveer 7, waarvan het ene einde aan aarde 24 is bevestigd en het andere einde vast verbonden is met de 25 as 25 van de liertrommel 20A· Een met de liertrommel 2ÜA gekoppelde standmeter 22A kan op dezelfde wijze als de standmeter 22e al of niet op afstand worden afgelezen. Door de meetresultaten van de standmeters 22A en 22β op elkaar te delen, volgt daaruit de verhouding van de gemiddelde 30 dichtheid rA van het mengsel 11 en van de dichtheid rg van de meetvloeistof 17. Voor een baggervaartuig gaat het vooral om de massa van de vaste stof in het mengsel van water en vaste stof. De massa daarvan kan eenvoudig bepaald worden door het signaal SA van het signaal af te trekken, in 35 geval de dichtheid van de meetvloeistof 17 gelijk is aan 1,0 kgf/dm . Daartoe worden de signalen SA en Sg van de standmeters 22A en 22β ingevoerd in respektievelijk de 79 0 0 1 4 deler 8 en een aftrekker 9 die zijn aangesloten op een dicht-heidsaanwijzer en/of registrator 31 respektievelijk een massa-aanwijzer en/of -registrator 32 betreffende de vaste stof * 5 Indien de vorm van het vat 10 een niet-lineaire karakteristiek bezit van hoeveelheid ten opzichte van hoogte, moeten de meetresultaten hiermede nog gekorrigeerd worden, althans voor de bepaling van de totale massa in het vat 10.

De meetvloeistof 17 heeft bij voorkeur een hogere dichtheid XO dan water en verdampt bij voorkeur traag. Een automatisch sluitend ventiel 28 in het meetvat 4 voorkomt, dat er meetvloeistof 17 verloren gaat.

De ijking van de inrichting 30 volgens de uitvinding kan eenvoudig geschieden door het vat 10 met water in 15 plaats van met mengsel 11 te vullen. Als dan een dichtheid 1,0 wordt aangegeven, werkt de inrichting 30 uitstekend. Slingeringen van een het vat 10 dragend vaartuig zullen nagenoeg geen invloed hebben op de meetresultaten, omdat deze slingeringen gelijke hydrostatische drukverhogingen aan 20 weerszijden van het membraan 1 uitoefenen. In principe is de inrichting 30 ook ongevoelig voor veranderende zwaartekracht en luchtdruk.

Bij voorkeur is de flexibele leiding 3 opgenomen in een koker 33. Nog meer bij voorkeur is de inrichting 35 vol-25 gens de uitvinding, zoals aangegeven in figuur 2, uitgevoerd als een van het vat 10, bijvoorbeeld scheepsruim, losse peilstok 37 die bijvoorbeeld door een balk 36 steekt die over het vat 10 ligt en die zo in vertikale stand wordt vastgehouden. De peilstok 37 bestaat uit de koker 33 die de flexibele lei-30 ding 3 omhult en die aan haar ondereinde een door een vertikaal membraan 1 begrensde kamer 2 heeft en uit een aan de koker 33 grenzende, van openingen 42 .voorziene pijp 41. In de boveneinden van deze koker 33 en pijp 41 zijn de liertrommels 20β respektievelijk 20A met de daaraan gekoppelde elemen-35 ten roterend gelegerd. Deze peilstok 37 is gemakkelijk achtereenvolgens voor meerdere vaten 10 te gebruiken, hetgeen voor het met grond vullen van baggerpramen van belang is.

79 0 0 1 6 1 V.

5 7

De peilstok 37 kan eventueel ook aan een kabel 45 van een niet getekende hefinrichting van een bakkenlader zijn opgehangen en kan daarmee telkens in een volgend scheepsruim worden neergelaten.

79 0 0 1 6 t

Claims

1. Werkwijze voor het opnemen van een van de dichtheid van een mengselkolom afhankelijke meetwaarde/ waarbij de hydrostatische druk aan het ondereinde van de mengselkolom wordt bepaald, met het kenmerk, dat de hydrostatische druk van de mengselkolom wordt vergeleken met een meetkolom van meetvloeistof die een bekende dichtheid heeft, waarbij de hoogte van de meetkolom wordt veranderd voor het gelijkmaken van de hydrostatische drukken aan de ondereinden van de meetkolom en de mengselkolom en waarbij dan de hoogte van de meetkolom wordt gemeten en de op te nemen meetwaarde van deze hoogte wordt afgeleid.

2. Werkwijze volgens conclusie 1., met het kenmerk, dat de hoogte van de meetkolom wordt gewijzigd door de meetkolom onder te brengen in een flexibele leiding en deze flexibele leiding zodanig te vervormen, dat de hoogte van de __ meetkolom wordt ingesteld voor het gelijkmaken van de hydro statische drukken aan de ondereinden van de mengselkolom en de meetkolom.

3. Inrichting voor het onder toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1 of 2 opnemen van een van de dichtheid van een mengselkolom afhankelijke meetwaarde, omvattende een staande leiding die gevuld is met meetvloeistof met een bekend soortelijk gewicht, een vergelijker voor het vergelijken van de hydrostatische drukken aan de ondereinden van de mengselkolom en de staande leiding., gekenmerkt door compensatiemiddelen voor het wijzigen van de hoogte van de meetkolom in de staande leiding totdat de vergelijker de gelijkheid van de hydrostatische drukken van de mengselkolom en de meetkolom signaleert en door meetmiddelen voor het meten van de hoogte van de meetkolom.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de staande leiding een flexibele leiding is, waarvan de hoogte instelbaar is. 7900161 V 7

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de flexibele leiding aan haar boveneinde een meetvat heeft met ten minste twee op verschillend niveau opgestelde voelers voor het signaleren van de afwezigheid of aanwezigheid van meetvloeistof.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de hoogte van de meetkolom in de flexibele leiding instelbaar is met behulp van een servomotor die met een standmeter is gekoppeld.

7. Inrichting volgens een van de conclusies 3-6, gekenmerkt door een van een vlotter voorzien meetsysteem voor het opnemen van de hoogte van de mengselkolom.

8. Inrichting volgens een van de conclusies 3-7, gekenmerkt door een deler voor het op elkaar delen van de hoogte van de meetkolom en de hoogte van de mengselkolom.

9. Inrichting volgens een van de conclusies 3-8, gekenmerkt door een aftrekker voor het van elkaar aftrekken van de hoogte van de meetkolom en de hoogte van de mengselkolom. 7900161