Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.X.1968 56250 KI. 42 d, 2/01 MKP GOld UK Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Zbigniew Blaszczak, Slawomir Gra- dys, mgr inz. Kazimierz Ujda Wlasciciel patentu: Panstwowy Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, Warszawa (Polska) Elektryczny rejestrator malych natezen przeplywu cieczy Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ jestracji (równiez zdalnej) malych natezen prze¬ plywu cieczy, nadajace sie szczególnie do pomia¬ rów hydrologicznych, meteorologicznych i podob¬ nych. Urzadzenie wedlug wynalazku moze slu¬ zyc do pomiaru opadów atmosferycznych, wydaj¬ nosci zródel krasowych, w hydrogeologii kopal¬ nianej, do laboratoryjnych pomiarów wydajnosci filtrów oraz moze pracowac jako dozownik cie¬ czowy znaczników wprowadzonych do wody, na przyklad w badaniach modelowych.Natezenie opadów atmosferycznych jest jedna z wielkosci, która nalezy mierzyc z duza dokladnos¬ cia. Uzywane obecnie do pomiaru natezenia opa¬ dów pluwiografy z powodu szeregu wad sa urza¬ dzeniami zawodnymi i nie zapewniaja wymaganej dokladnosci. Podstawowe wady znanych pluwio- grafów, to nieczulosc na male natezenia opadu z powodu wysychania nagromadzonej wody i duzych oporów mechanicznych, a przy duzych nateze¬ niach, niepewne dzialanie lewara, co prowadzi do „zagubienia" czesci mierzonego slupa cieczy. Zna¬ ne sa równiez pluwiografy wagowe, w których woda gromadzaca sie w naczyniu pomiarowym po¬ woduje jego przechylenie po napelnieniu i re¬ jestracje ilosci wychylen w czasie. Urzadzenie to cechuje jednak równiez mala pewnosc pracy, przede wszystkim z powodu istnienia ruchomego elementu poruszanego malymi silami, to zraczy naczynia pomiarowego. 10 15 20 25 30 2 Istota wynalazku polega na wykreslnym, me¬ chanicznym badz elektrycznym zliczaniu ilosci cal¬ kowitych napelnien komory pomiarowej, przy czym napelnienie komory do zadanej objetosci jest sygnalizowane z duza dokladnoscia w sposób elektryczny, a powstajacy przy tym impuls jest uzyty do sterowania urzadzeniem zaworowym, kie¬ rujacym strumien mierzonej cieczy do nastepnej komory z jednoczesnym opróznianiem juz napel¬ nionej. Wspomniane zliczanie moze sie odbywac bezposrednio w urzadzeniu badz zdalnie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny przez glowi¬ ce pomiarowa urzadzenia pracujacego jako plu- wiograf i uklad blokowy calego systemu, fig. 2 — odmiane glowicy pomiarowej, fig. 3 — schemat ideowy czesci elektrycznej urzadzenia. Urzadzenie przedstawione na rysunku sklada sie z naczynia zbiorczego 1, glowicy pomiarowej 2, ukladu elek¬ trycznego z elementem rejestrujacym oraz naczy¬ nia kontrolnego 3. Mierzona ciecz (woda opadowa w przypadku pluwiografu) jest gromadzona w na¬ czyniu 1 i przez przelot 4 w korpusie 5, kanal 6 w urzadzeniu zaworowym 7 i promieniowo nawier¬ cony otwór 8 napelnia komore pomiarowa 9. Na¬ pelnianie komory trwa do momentu zetkniecia sie zwierciadla cieczy z elektroda 10 osadzona w pierscieniu izolacyjnym 11. 562503 Z chwila zetkniecia kondensator 12 naladowany uprzednio ze zródla 13 za posrednictwem duzego opornika 14 rozladowuje sie gwaltownie przez pierwotne uzwojenie transformatora 15. Dioda 16 uniemozliwia utrzymywanie sie oscylacji obwodu 5 zlozonego z pojemnosci kondensatora 12 i wypad¬ kowej indukcyjnosci pierwotnego uzwojenia tran¬ sformatora 15. Powstajacy w wyniku rozladowania kondensatora impuls po dodatkowym uksztaltowa¬ niu w ukladzie formujacym 17 wyzwala mono- 10 tstabilny przerzutnik 18. Przerzutnik uruchamia na krótki moment elektromechaniczny element wykonawczy 19, na przyklad elektromagnes, któ- * - 1 • ry obraca urzadzenie zaworowe 7 o kat równy — n 15 kata pelnego, gdzie n oznacza liczbe komór pomia¬ rowych 9 rozmieszczonych na obwodzie korpusu 5.Po wykonaniu takiego skoku napelniona komora opróznia sie swobodnie przez otwór 20 i kanal 21 do podstawionego naczynia kontrolnego 3. 20 Z elementem wykonawczym 19 jest sprzezony elektrycznie lub mechanicznie blok rejestrujaco- wskazujacy 22. Moze to byc licznik elektromecha¬ niczny lub elektroniczny zliczajacy poszczególne napelnienia komór pomiarowych, lub mechanicz- 25 ne urzadzenie rejestrujace najlepiej dzialajace nawrotnie, poniewaz wskutek jednokierunkowej zmiany mierzonej wartosci (przyrost) pomylka w interpretacji wykresu jest wykluczona, a wielkosc mierzona moze byc rejestrowana w dowolnej ska- 30 li, co zapewni wymagana dokladnosc odczytu, umozliwiajac obliczenie przyrostowego nachylenia krzywej, czyli w przypadku pluwiografu, nate¬ zenia opadu.Wspomniane zliczanie lub rejestracja moze sie 35 odbywac w sposób elektroniczny lub elektrome¬ chaniczny przez drugi, lub jedyny polaczony tele¬ metrycznie torem 23 (linia przewodowa, polacze¬ nie radiowe itp.) blok wskazujaco-rejestrujacy 24, który tak jak blok 2ft moze sie w zasadzie skla- 40 dac z dowolnej ilosci elementów, na przyklad do¬ wolnej liczby sumatorów elektromechanicznych (liczników calkowitej ilosci opadu) i rejestratora obrazujacego intensywnosc opadu lub innego prze¬ plywu w czasieobserwacji. 45 Poniewaz dokladnosc okreslenia polozenia zwierciadla cieczy przy jego ruchu w góre w mo¬ mencie zetkniecia sie z elektroda 10 jest duza, a wartosc bezwzgledna bledu ma wartosc stala, nie¬ zaleznie od wysokosci slupa cieczy, urzadzenie 50 bedzie pracowac z bardzo duza dokladnoscia, przy bledzie wzglednym tym mniejszym im wieksza jest wysokosc komory pomiarowej 9.W przypadku, jesli dazy sie do malego bledu spowodowanego parowaniem, na przyklad przy 55 rejestracji natezenia mzawki, komora moze byc wykonana w ksztalcie jak na fig. 2. Wówczas przez wieksza czesc czasu zwierciadlo wody jest zasloniete przez metalowy plywaczek 25, który dopiero pod koniec cyklu napelniania komory 9 60 unosi sie w gniezdzie 26, zamykajac obwód ele¬ ktrody 10. Plypwak ten usprawnia prace ukladu w przypadku pomiaru cieczy o bardzo malej prze¬ wodnosci wlasciwej. Przy wykonaniu korpusu 5 4 z materialu nieprzewodzacego, a bezwarunkowo przy pomiarze cieczy o bardzo malej przewodnosci wlasciwej (na przyklad oleju), nalezy wprowadzic pomocnicza elektrode 10a, do której obwód pradu zamknie sie przez plywak 25.Najwieksza zaleta przyrzadu wedlug wynalaz¬ ku jest to, ze rejestracja moze byc dokonywana z bardzo duza dokladnoscia, znacznie lepsza od uzyskiwanej w innych przyrzadach tego typu oraz fakt, ze rejestracja moze byc dokonywana w pro¬ sty sposób na dowolne odleglosci. PL