Przedmiotem wynalazku jest uklad zdalnego, hydrostatycznego pomiaru poziomu w cisnie¬ niowym zbiorniku zamknietym, zwlaszcza wody w kotle energetycznym. Wynalazek przeznaczony jest dla dziedzin techniki, w których ze wzgledów technologicznych lub bezpieczenstwa urzadzen niezbedny jest dokladny i niezalezny od zmiennego cisnienia pomiar poziomu cieczy w zbiorniku zamknietym, zawierajacym nad ciecza pare nasycona tej cieczy, zwlaszcza w energetyce.Znane sa uklady zdalnego, hydrostatycznego pomiaru poziomu wody w kotlach energety¬ cznych polegajace na tym, ze przetwornikiem pomiarowym mierzy sie róznice cisnien wywolanych przez sluzy wody i nasyconej pary wodnej w naczyniu kondensacyjnym polaczonym z kotlem na zasadzie naczyn polaczonych. Niektóre z tych ukladów uwzgledniaja i koryguja wplyw zmian cisnienia w kotle na wynik pomiaru poprzez specjalna konstrukcje naczynia kondensacyjnego tzw. naczynie kondensacyjne zaczepowe, badz tez poprzez stosowanie specjalnego korektoranajczesciej elektronicznego, korygujacego sygnal z przetwornika pomiaru poziomu w zaleznosci od cisnienia w kotle. Uklad z naczyniem kondensacyjnam zaczepowym ma te niedogodnosc, ze wprawdzie praktycznie uniezaleznia wynik pomiaru od cisnienia w calym zakresie zmian cisnienia w kotle, lecz tylko przyjednej wartosci poziomu tej, dla której naczynie zostalo skonstruowane. Wada ukladu z korektorem elektronicznym jest skomplikowana konstrukcja samego korektora wplywu cisnienia o algorytmie dzialania uwzgledniajacym nieliniowa zaleznosc gestosci wody ijej pary nasyconej od cisnienia w kotle.Najnowszym ze znanych ukladów pomiaru poziomu jest rozwiazanie w/g opisu zgloszenia zarejestrowanego w Urzedzie Patentowym PRL pod P-221 895. Rozwiazanie to ma jednak wady polegajace na tym, ze poziom cieczy wykroplonej w komorze parowej naczynia musi byc regulo¬ wany dodatkowym urzadzenim oraz to, ze przyrzady tablicowe stanowiace wyjscie ukladu wska¬ zuja wysoki poziom po lewej stronie skali, a niski poziom po prawej stronie. Oprócz tego jako wade nalezy uznac bark elementów dopasowujacych pomiedzy wyjsciem przetworników pomiarowych a wejsciem przyrzadu dzielacego. Brak ten utrudnia a czasem wrecz uniemozliwa prawidlowe zestrojenie ukladu (czesto przetworniki i przyrzad dzielacy operuja innym sygnalem).? 132 720 Istota wynalazku jest uklad zdalnego, hydrostatycznego pomiaru poziomu cieczy w zbiorniku zamknietym, zawierajacym nad ciecza pare nasycona tej cieczy, zwlaszcza wody w kotle energety¬ cznym, dajacy wynik pomiaru niezalezny od zmian gestosci cieczy i jej pary, zmiennych wraz ze zmiana cisnienia nasycenia w zbiorniku.Uklad wedlug wynalazku polega na tym, ze wchodzace w jego sklad dwa przetworniki pomiarowe róznicy cisnien przylaczone sa do naczynia kondensacyjnego polaczonego na zasadzie naczyn polaczonych ze zbiornikiem, w którym mierzy sie poziom cieczy. Jeden z przetworników mierzy róznice cisnien hydrostatycznych, której wartosc zalezy od poziomu cieczy w zbiorniku i róznicy gestosci miedzy ciecza a jej para nasycona i pelni funkcje przetwornika podstawowego.Drugi przetwornik mierzy korekcyjna róznice cisnien hydrostatycznych, której wartosc zalezy od róznicy gestosci miedzy ciecza a jej para nasycona i pelni funkcje przetwornika korekcyjnego.Naczynie kondensacyjne we wspólnej obudowie zawiera zespól plusowych ogrzewanych zbiorniczków odniesienia, w którego sklad wchodzi jeden górny plusowy zbiorniczek odniesienia i przynajmniej jeden dolny plusowy zbiorniczek odniesienia. Zbiorniczki te usytuowane sa tak, iz krawedz zbiorniczaka górnego umieszczona jest wyzej niz krawedz zbiorniczka dolnego o dowolna stala wysokosc korzystnie równa zakresowi pomiarowemu stosowanego przetwornika korekcyjnej róznicy cisnien przeliczonemu na wysokosc slupa mierzonej cieczy w warunkach normalnych.Krawedz górnego zbiorniczka plusowego usytuowana jest wyzej a dolnego nie nizej niz najwyzszy mierzy poziom cieczy w zbiorniku. Przez dolna czesc obudowy naczynia wyprowadzone sa przynaj¬ mniej trzy krócce rurek impulsowych sluzace do przylaczenia przetworników pomiarowych.Przetworniki pomiarowe przylaczone sa hydraulicznie do naczynia kondensacyjnego w ten sposób, ze podstawowy przetwornik mierzacy róznice cisnien zalezna od poziomu w zbiorniku polaczony jest odpowiednio z dolnym zbiorniczekim plusowym i komora minusowa, a przetwornik korekcyjnej róznicy cisnien (przetwornik korekcyjny) polaczony jest odpowiednio z górnym zbiorniczkiem plusowym i dolnym zbiorniczkiem plusowym.Wyjscia obu przetworników polaczone sa poprzez elementy dopasowujace do wejsc matema¬ tycznego przyrzadu dzielacego tak, aby sygnal wyjsciowy z tego przyrzadu byl proporcjonalny do ilorazu wynikajacego z podzielenia sygnalu przetwornika podstawowego przez sygnal przetwor¬ nika korekcyjnego. Z kolei wyjscie matematycznego przyrzadu dzielacego poprzez inwerter pola¬ czone jest z przyrzadami tablicowymi takimi jak: wskazniki, rejestratory, sygnalizatory, regulatory itp.Uklad taki umozliwa wytworzenie w jednym naczyniu kondensacyjnym, zarówno róznice cisnien hydrostatycznych odzwierciedlajaca poziom cieczy w zbiorniku do którego naczynie jest przylaczone, jak i róznice cisnien hydrostatycznych odzwierciedlajaca róznice miedzy gestoscia cieczy a jej pary nasyconej jako wielkosc korekcyjna. Wytwarzanie podstawoej i korekcyjnej róznicy cisnien hydrostatycznych we wspólnym naczyniu korzystnie zapewnia identyczna gestosc odpowiednio cieczy i pary w obu torach pomiarowych.Istota alternatywy ukladu polega na tym, ze do zbiornika w którym mierzy sie poziom cieczy przylaczone sa na zasadzie naczyn polaczonych dwa naczynia kondensacyjne o ogrzewanym zbiorniczku plusowym. Jedno z naczyn spelnia funkcje naczynia podstawowego natomiast drugie spelnia funkcje naczynia korekcyjnego. Naczynia kondensacyjne w stosunku do zbiornika z ciecza usytuowane sa tak, ze naczynie korekcyjne umieszczone jest wyzej niz naczynie podstawowe, a dolny króciec laczacy naczynie korekcyjne ze zbiornikiem znajduje sie na niej nizej niz najwyzszy mierzony poziom cieczy w zbiorniku. Naczynie podstawowe polaczone jest odpowiednio rurkami impulsowymi z przetwornikiem pomiarowym mierzacym róznice cisnien hydrostatycznych, której wartosc zalezy od poziomu cieczy w zbiorniku, tworzac w ten sposób podstawowy tor pomiarowy.Naczynie korekcyjne polaczone jest odpowiednio rurkami impulsowymi z przetwornikiem pomia¬ rowym mierzacym korekcyjna róznice cisnien hydrostatycznych której wartosc nie zalezy od poziomu cieczy, tworzac w ten sposób korekcyjny tor pomiarowy. Wyjscia obu przetworników pomiarowych poprzez elementy dopasowujace polaczone sa z wejsciami matematycznego przy¬ rzadu dzielacego tak, aby sygnal wyjsciowy tego przyrzadu byl proporcjonalny do ilorazu powsta¬ lego z podzielenia sygnalu wyjsciowego przetwornika podstawowego przez sygnal wyjsciowy przetwornika korekcyjnego. Z kolei wyjscie przyrzadu dzielacego polaczonejest poprzez inwerter z pr/yi/adami tablicowymi takimi jak wskazniki, rejestratory regulatory, sygnalizatory itp.132 720 3 Elementy dopasowujace o algorytmie y = ax + b zastosowane w ukladzie wedlug wynalazku i w alternatywie ukladu umozliwaja dopasowanie sygnalów wyjsciowych przetworników pomiaro¬ wych do wejsc przyrzadu dzielacego poprzez nadanie tym sygnalom postaci wymaganej przez konstrukcje przyrzadu dzielacego, a nadto umozliwiaja rozszerzenie mozliwosci dostrojenia przy¬ rzadu dzielacego do naczyn kondensacyjnych i przetwornikówpomiarowych. Zastosowanie inwer- tera o algorytmie y = 1 -x stwarza korzystna mozliwosc uzyskania wysokich wskazan poziomu po prawej stronie a niskich po lewej stronie skali produkowanych seryjnie wskaznikowi rejestratorów.Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala uzyskac dokladny pomiar poziomu cieczy w cisnie¬ niowym zbiorniku zamknietym w calym zakresie cisnien nasycenia mogacych wystepowac w tym zbiorniku. Wazna zaleta tego rozwiazania jest to, ze nadaje sie do pomiaru poziomu róznych cieczy po odpowiednim wyskalowaniu przetworników pomiarowych róznicy cisnien oraz to, ze stwarza mozliwosc cechowania aparatury pomiarowej wchodzacej w sklad ukladu w warunkach laborato¬ ryjnych bez koniecznej znajomosci charakterystyki zmian gestosci cieczy i jej pary nasyconej w funkcji cisnienia nasycenia.Inne zalety to duze mozliwosci poprawnego zestrojenia ukladu dzieki zastosowaniu elemen¬ tów dopasowujacych miedzy wyjsciami przetworników pomiarowych a wejsciami przyrzadu dzie¬ lacego, uzyskane dzieki zastosowaniu inwertera tradycyjnej interpretacji wyniku pomiaru wskazywanego przez przyrzady tablicowe a takze to, ze nie ma potrzeby stosowania dodatkowych urzadzen regulujacych poziom skroplin w dowolnej przestrzeni naczynia kondensacyjnego z reguly zawodnych weksploatacji.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladach wykonania przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu z ogólnym widokiem naczynia kondensacyjnego, a fig. 2 schmat blokowy alternatywy tego ukladu z zastosowaniem naczyn kondensacyjnych o ogrzewanym zbiorniczku plusowym.W ukladzie przedstawionym na fig. 1 naczynie kondensacyjne na bocznej i dolnej czesci obudowy 1 obliczonej stosowanie do cisnieniajakie moze w nim wystepowac, ma nalozona izolacje termiczna 2 zapewniajaca prawie identyczne warunki termodynamiczne w naczyniu do wystepuj- cych w zbiorniku 14, do którego naczynie jest przylaczone na zasadzie naczyn polaczonych. W obudowie 1 znajduje sie zespól plusowych ogrzewanych zbiorniczkówodniesienia, w sklad którego wchodzi jeden glówny zbiorniczek 4 i przynajmniej jeden dolny zbiorniczek 3 umieszczone tak, iz krawedz zbiorniczka górnego 4 znajduje sie wyzej niz krawedz zbiorniczka dolnego 3 o dowolna stala wysokosc Lk najkorzystniej równa zakresowi pomiarowemu stosowanego przetwornika 8 korekcyjnej róznicy cisnien APk przeliczonemu na wysokosc slupa mierzonej cieczy w warunkach normalnych, przy czym krawedz górnego zbiorniczka plusowego 4 usytuowana jest wyzej a dolnego 3 nie nizej niz najwyzszy mierzony poziom Hmax cieczy w zbiorniku 14. W górnej czesci obudowy 1 wbudowane sa wspólosiowe nad zbiorniczkami plusowymi 3 i 4 prety 5 na zewnatrz naczynia uzebrowane, a wewnatrz o srednicy mniejszej niz srednica wewnetrzna zbiorniczków plusowych 3 i 4, zwiekszajace intensywnosc wkraplania sie pary. Przez dolna czesc obudowy 1 naczynia wyprowadzane sa ze zbiorniczków plusowych 3 i 4 oraz z przestrzeni minusowej 6 przynajmniej trzy krócce rurek impulsowych sluzace do hydraulicznego polaczenia przetworników 7 i 8. Przetwornik podstawowy 7 mierzy róznice cisnien hydrostatycznych APp zalezna od poziomu H cieczy w zbiorniku 14 i polaczony jest odpowiednio z dolnym zbiorniczkiem plusowym 3 i minusowa komora 6 naczynia kondensacyjnego. Przetwornik korekcyjny 8 mierzy korekcyjna róznice cisnien hydrostatycznych APk i polaczony jest odpowiednio z górnym zbiorniczkiem plusowym 4 i dolnym zbiorniczkiem plusowym 3. Wyjscia przetworników 7 i 8 odpowiednio poprzez elementy dopasowujace 9 i 10 polaczone sa z wejsciami przyrzadu dzielacego 11 tak, aby sygnal wyjsciowy tego przyrzadu byl propoporcjonalny do ilorazu powstalego z podzielenia syganalu z przetwornika podstawowego 7 przez sygnal z przetwornika korekcyjnego 8. Z kolei wyjscie przyrzadu dzielacego 11 polaczone jest poprzez inwerter 12 z przyrzadami tablicowymi 13.Elementy dopasowujace 9 i 10 umozliwiaja dopasowanie sygnalów wyjsciowych przetworni¬ ków 7 i 8 do wejsc przyrzadu dzielacego 11 poprzez nadanie tym sygnalom postaci wymaganej przez konstrukcje przyrzadu dzielacego, a nadto umozliwiaja rozszerzenie mozliwosci dostrojenia przy¬ rzadu dzielacego 11 do naczynia kondensacyjnego 1 i przetworników pomiarowych 7 i 8. Inwerter4 132 720 12 stwarza korzystna mozliwosc uzyskania wysokich wskazan poziomu po prawej stronie, a niskich po lewej stronie skali przyrzadów tablicowych 13.Uklad przedstawiony na fig. 2 zawiera dwa naczynia kondensacyjne o ogrzewanym zbior¬ niczku plusowym 15 i 16. Jedno z naczyn 15 wytwarza róznice cisnien APp zalewna od poziomu H w zbiorniku 14 i jest naczyniem podstawowym. Drugie naczynie 16 wytwarza korekcyjna róznice cisnien APk niezalezna od poziomu H i jest naczyniem korekcyjnym.Naczynia w stosunku do zbiornika 14 usytuowane sa tak, ze naczynie korekcyjne 16 umie¬ szczone jest wyzej niz naczynie podstawowe 15, a dolny króciec laczacy naczynie korekcyjne 16 ze zbiornikiem 14 znajduje sie nie nizej niz najwyzszy mierzony poziom Hmax cieczy w zbiorniku.Naczynie podstawowe 15 polaczone jest odpowiednio rurkami impulsowymi z podstawowym przetwornikiem pomiarowym 7 mierzacym róznice cisnien hydrostatycznych APp zalezna od poziomu. Naczynie korekcyjne 16 polaczone jest z korekcyjnym przetwornikiem pomiarowym 8 mierzacym róznice cisnien APk niezalezna od poziomu H w zbiorniku 14. Wyjscia obu przetworni¬ ków pomiarowych 7 i 8 poprzez elementy dopasowujace 9 i 10 polaczone sa z wejsciami przyrzadu dzielacego 11 tak, aby sygnal wyjsciowy tego przyrzadu byl proporcjonalny do ilorazu powstalego z podzielenia sygnalu wyjsciowego przetwornika podstawowego 7 przez sygnal wyjsciowy przetwor¬ nika korekcyjnego 8. Wyjscie przyrzadu dzielacego polaczone jest poprzez inwerter 12 z przyrza¬ dami tablicowymi 13.Elementy dopasowujace 9 i 10 umozliwiaja dopasowanie sygnalów wyjsciowych przetworni¬ ków 7 i 8 do wejsc przyrzadu dzielacego 11 poprzez nadanie tym sygnalom postaci wymaganej przez konstrukcje przyrzadu,a nadto umozliwiaja rozszerzenie mozliwosci dostrojenia przyrzadu dziela¬ cego 11 do naczyn kondensacyjnych 15 i 16 i przetworników pomiarowych 7 i 8.Inwerter 12 umozliwa uzyskanie wysokich wskazan poziomu po prawej, a niskich po lewej stronie skali przyrzadów tablicowych 13.Uklad wedlug wynalazku pozwala uzyskac dokladny pomiar poziomu, niezalezny od zmien¬ nych wraz z cisnieniem w zbiorniku gestosci cieczy i pary, przy czym charakterystyki zmian gestosci cieczy i pary w funkcji cisnienia nasycenia w ogóle nie musza byc znane.Uklad nie wymaga stosowania dodatkowych urzadzen nie zwiazanych wprost z lunkcjaimi pomiarowymi, np. regulujacych poziom skroplin w dowolnej przestrzeni naczynia kondensacyj¬ nego.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad zdalnego, hydrostatycznego pomiaru poziomu w cisnieniowym zbiorniku zamknie¬ tym, zwlaszcza wody w kotle energetycznym, znamienny tym, ze przetworniki pomiarowe (7 i 8) przylaczone do naczynia kondensacyjnego zawierajacego w obudowie (1) zespól plusowych ogrze¬ wanych zbiorniczków odniesienia skladajacy sie z jednego górnego zbiorniczka (4) i przynajmniej jednego dolnego zbiorniczka (3) umieszczonych tak, iz krawedz zbiorniczka górnego (4) znajduje sie wyzej zbiorniczka dolnego (3) o dowolna wysokosc (Lk), korzystnie równa zakresowi pomiaro¬ wemu przetwornika (8) korekcyjnej róznicy cisnien, przy czym krawedz górnego zbiorniczka (4) jest wyzej a dolnego (3) nie nizej niz najwyzszy mierzony poziom (Hmax) cieczy w zbiorniku 14, polaczone sa z naczyniem w ten sposób, ze przetwornik pomiarowy (7) mierzacy róznice cisnien hydrostatycznych (APp) zalezna od poziomu (H) w zbiorniku 14 polaczony jest odpowiednio z dolnym zbiorniczkiem plusowym (3) i minusowa komora (6) a przetwornik (8) korekcyjnejróznicy cisnien (APk) polaczony jest odpowiednio z górnym zbiorniczkiem plusowym (4) i dolnym zbior¬ niczkiem plusowym (3), natomiast pomiedzy wyjsciami przetworników (7 i 8) a wejsciami przy¬ rzadu dzielacego (11) wlaczone sa elementy dopasowujace (9 i 10), a wyjscie przyrzadu dzielacego (11) polaczone jest z przyrzadami tablicowymi (13) poprzez inwerter (12). 2. Uklad zdalnego, hydrostatycznego pomiaru poziomu w cisnieniowym zbiorniku zamknie¬ tym, zwlaszcza wody w kotle energetycznym, znamienny tym, ze zawiera dwa naczynia kondensa¬ cyjne (15 i 16) o ogrzewanym zbiorniczku plusowym, usytuowane tak, ze naczynie (16) bedace naczyniem korekcyjyem jest umieszczone wyzej niz naczynie (15) spelniajace funkcje naczynia132 720 5 podstawowego, a nadto dolny króciec laczacy naczynie korekcyjne (16) ze zbiornikiem (14) znajduje sie nie nizej niz najwyzszy mierzony poziom (Hmax) cieczy w zbiorniku, przy tym naczynie podstawowe (15) polaczone jest z przetwornikiem pomiarowym (7) mierzacym róznice cisnien hydrostatycznych (APp) zalezna od poziomu (H) w zbiorniku (14) a naczynie korekcyjne (16) polaczone jest z przetwornikiem (8) korekcyjnej róznicy cisnien (APk), natomiast pomiedzy wyjsciami przetworników (7 i 8) a wejsciami przyrzadu dzielacego (11) wlaczone sa elementy dopasowujace (9 i 10), a wyjscie przyrzadu dzielacego (11) polaczone jest z przyrzadami tablico¬ wymi (13) poprzez inwerter(12). paro "T " T =--• \Hmvx zzzzE iK -liecz.J » ^ = "-¦ 1 und hi ma Sh± .u lp i mki l i A^ AP7;. nr W f/HtfH/3 8 poru m hig.l m I 'U m i± \# L^_i iHlTMlif T £ £ -'£. u : rteti'- "¦ i L 15 T H 8HW iiLMtfHni iH-BF w- ; % 2 PL