RU153629U1

RU153629U1 - HYDROSTATIC PRESSURE MEASUREMENT DEVICE IN A RESERVOIR

Info

Publication number: RU153629U1
Application number: RU2014145462/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Альтаирович Волков; Евгений Евгеньевич Сулиди-Кондратьев; Марина Леонидовна Аржановская; Галина Юрьевна Азизова; Татьяна Салимхановна Дронина; Николай Димитрианович Дронин; Наталия Александровна Клыкова; Ольга Васильевна Салдуева; Татьяна Валерьевна Смирнова; Валерий Валерьевич Смирнов; Ольга Викторовна Осипенко; Владимир Борисович Угаркин; Владимир Юрьевич Колпаков; Дмитрий Евгеньевич Сулиди-Кондратьев
Original assignee: Сергей Альтаирович Волков; Евгений Евгеньевич Сулиди-Кондратьев
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-07-27
Also published as: RU153629U8

Abstract

1. Устройство измерения гидростатического давления в резервуаре, содержащее тензометрический датчик, закрепленный на чувствительной мембране внутри корпуса с основным входом, выводы датчика подключены к регистратору, отличающееся тем, что корпус выполнен с дополнительным входом для подачи давления из надповерхностной части резервуара к тыльной стороне чувствительной мембраны, дополнительно введены вентиль выравнивания давления и компрессор, выход которого соединен с основным входом корпуса тензометрического датчика и первым входом вентиля выравнивания давления через барботажную трубку, погруженную до дна резервуара, а второй вход вентиля выравнивания давления соединен с дополнительным входом корпуса датчика и входом компрессора через трубку, размещенную в надповерхностной части резервуара.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве регистратора используется компьютер.1. The device for measuring hydrostatic pressure in the tank, containing a strain gauge mounted on a sensitive membrane inside the housing with the main input, the sensor leads are connected to the recorder, characterized in that the housing is made with an additional input for supplying pressure from the surface of the tank to the back of the sensitive membrane additionally, a pressure balancing valve and a compressor are introduced, the output of which is connected to the main input of the strain gauge housing and the first input pressure equalizing valve through a sparging tube immersed to the bottom of the tank, and the second pressure equalization valve input connected to an additional input of the sensor housing and the inlet of the compressor through a pipe arranged in the above-surface portion rezervuara.2. The device according to claim 1, characterized in that a computer is used as the registrar.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для измерения давления сжиженного газа в длительном временном интервале с повышенной точностью.The utility model relates to test equipment and can be used to measure the pressure of a liquefied gas in a long time interval with increased accuracy.

Прототипом полезной модели является датчик давления, содержащий корпус с закрепленной в нем мембраной, на которой сформированы тензорезисторы, соединенные в два моста, выполненные с различной топологией из одного и того же материала и соединенные встречно, причем, один из мостов выполнен на утолщенной периферийной части мембраны и является компенсационным - RU 2342642 C1, G01L 9/08, 2006.The prototype of the utility model is a pressure sensor containing a housing with a membrane fixed on it, on which strain gages are formed, connected in two bridges, made with different topologies from the same material and connected in the opposite direction, moreover, one of the bridges is made on the thickened peripheral part of the membrane and is compensatory - RU 2342642 C1, G01L 9/08, 2006.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная низкой временной стабильностью выходного сигнала. Это связано с тем, что по мере прохождения измерительных циклов и, как следствие, периодического деформирования мембраны с содержащимися на ней тензорезисторами, в них возникают усталостные напряжения, приводящие к искажению получаемых результатов.The disadvantage of this device is the low measurement accuracy due to the low temporal stability of the output signal. This is due to the fact that as the measurement cycles pass and, as a consequence, the membrane deforms periodically with the strain gauges contained on it, fatigue stresses arise in them, leading to a distortion of the results.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение точности измерения за счет стабилизации выходного сигнала датчика.The technical problem solved by the utility model is to increase the measurement accuracy by stabilizing the sensor output signal.

Эта задача решена в устройстве измерения гидростатического давления в резервуаре, содержащем тензометрический датчик, закрепленный на чувствительной мембране внутри корпуса с основным входом, выводы датчика подключены к регистратору, при этом, корпус выполнен с дополнительным входом для подачи давления из надповерхностной части резервуара к тыльной стороне чувствительной мембраны, дополнительно введены вентиль выравнивания давления и компрессор, выход которого соединен с основным входом корпуса тензометрического датчика и первым входом вентиля выравнивания давления через барботажную трубку, погруженную до дна резервуара, а второй вход вентиля выравнивания давления соединен с дополнительным входом корпуса датчика и входом компрессора через трубку, размещенную в надповерхностной части резервуара.This problem is solved in a device for measuring hydrostatic pressure in a tank containing a strain gauge mounted on a sensitive membrane inside the housing with the main input, the sensor leads are connected to the recorder, while the housing is made with an additional input for supplying pressure from the surface of the tank to the back of the sensor membranes, an additional pressure equalization valve and a compressor are introduced, the output of which is connected to the main input of the strain gauge housing and the first stroke pressure equalizing valve through a sparging tube immersed to the bottom of the tank, and the second pressure equalization valve input connected to an additional input of the sensor housing and the inlet of the compressor through a pipe arranged in the above-surface of the tank.

В частном случае выполнения в устройстве в качестве регистратора может использоваться компьютер.In the particular case of execution in the device, a computer can be used as a registrar.

На фиг. 1 показана конструкция тензометрического датчика давления, на фиг. 2 приведена общая схема устройства.In FIG. 1 shows the construction of a strain gauge pressure sensor; FIG. 2 shows a general diagram of the device.

Тензометрический датчик 1 размещен внутри корпуса 2 и закреплен на чувствительной мембране 3. Выводы датчика 1 подключены к регистратору, в качестве которого может использоваться компьютер (не показан).The strain gauge sensor 1 is placed inside the housing 2 and mounted on a sensitive membrane 3. The terminals of the sensor 1 are connected to a recorder, which can be used as a computer (not shown).

Корпус 2, кроме основного входа 4, обеспечивающего передачу измеряемого давления к чувствительной мембране 3, имеет дополнительный вход 5 давления к тыльной стороне чувствительной мембраны 3 корпуса 2 (фиг. 1).The housing 2, in addition to the main input 4, which provides the transmission of the measured pressure to the sensitive membrane 3, has an additional pressure input 5 to the back of the sensitive membrane 3 of the housing 2 (Fig. 1).

Общая схема устройства по фиг. 2 содержит, кроме тензометрического датчика 1, вентиль выравнивания давления 6 и компрессор 7, выход которого соединен с основным входом 4 корпуса 2 тензометрического датчика 1 и первым входом вентиля выравнивания давления 6 через барботажную трубку 8, погруженную до дна резервуара 9.The general arrangement of the device of FIG. 2 contains, in addition to the strain gauge sensor 1, a pressure balancing valve 6 and a compressor 7, the output of which is connected to the main input 4 of the housing 2 of the strain gauge sensor 1 and the first input of the pressure balancing valve 6 through a bubbler tube 8, immersed to the bottom of the tank 9.

Второй вход вентиля выравнивания давления 6 соединен с дополнительным входом 5 корпуса 2 датчика 1 и входом компрессора 7 через трубку 10, размещенную в надповерхностной части резервуара 9 с жидким продуктом 11.The second input of the pressure equalization valve 6 is connected to the additional input 5 of the housing 2 of the sensor 1 and the input of the compressor 7 through a tube 10 located in the superficial part of the tank 9 with the liquid product 11.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Герметичный резервуар 9 заполнен сжиженным газом, барботажная трубка 8 и трубка 10 погружены на соответствующую глубину, вентиль выравнивания давления 6 закрыт.The sealed tank 9 is filled with liquefied gas, the bubbler tube 8 and the tube 10 are immersed to the appropriate depth, the pressure balancing valve 6 is closed.

При включении компрессора 7 в него через трубку 10 подается газовая фракция из надповерхностной части резервуара 9. В результате на выходе барботажной трубки 8, в придонной области резервуара 9, появляются пузырьки, свидетельствующие о равенстве давления в барботажной трубке 8 сумме гидростатического давления сжиженного продукта в придонной области резервуара 9 и давления газовой фракции в его надповерхностной части.When the compressor 7 is turned on, a gas fraction is supplied through the tube 10 from the superficial part of the reservoir 9. As a result, bubbles appear at the outlet of the bubbler tube 8, in the bottom region of the tank 9, indicating the equality of pressure in the bubbler tube 8 to the sum of the hydrostatic pressure of the liquefied product in the bottom the area of the reservoir 9 and the pressure of the gas fraction in its superficial part.

Это установившееся в барботажной трубке 8 давление воздействует на чувствительную мембрану 3 датчика 1 через основной вход 4 корпуса 2. Одновременно, но в противоположном направлении, на чувствительную мембрану 3 через дополнительный вход 5 корпуса 2 воздействует надповерхностное давление газовой фракции, установившееся в трубке 10. В результате частичной взаимокомпенсации этих давлений, воздействие на мембрану 3 оказывается равным гидростатическому давлению в придонной области резервуара 9. Это воздействие приводит к пропорциональному деформированию мембраны 3 и, следовательно, находящегося на ней тензометрического датчика 1.This pressure established in the bubbler tube 8 acts on the sensitive membrane 3 of the sensor 1 through the main input 4 of the housing 2. At the same time, but in the opposite direction, on the sensitive membrane 3 through the additional input 5 of the housing 2, the superficial pressure of the gas fraction established in the tube 10 is applied. As a result of partial mutual compensation of these pressures, the impact on the membrane 3 is equal to the hydrostatic pressure in the bottom region of the reservoir 9. This action leads to a proportional forming the membrane 3 and thus located thereon one strain gauge.

По мере прохождения измерительных циклов и, как следствие, периодического деформирования мембраны 3 с находящимся на ней тензометрическим датчиком 1, в указанных элементах возникают усталостные напряжения, приводящие к искажению получаемых результатов. То есть, возникает такая ситуация, что при равенстве давлений с обеих сторон чувствительной мембраны 3 сигнал, снимаемый регистратором (компьютером), не равен нулю. Для определения возникшей погрешности работа устройства в части барботирования прекращается. Вентиль выравнивания давления 6 открывается, что приводит к выравниванию давлений с обеих сторон мембраны 3, регистратором снимается и запоминается величина сигнала. В дальнейшем эта величина вводится в качестве балансирующей поправки, используемой в ходе проведения штатных измерений.As the measuring cycles go through and, as a consequence, the periodic deformation of the membrane 3 with the strain gauge 1 located on it, fatigue stresses arise in these elements, leading to a distortion of the results. That is, a situation arises that when the pressures are equal on both sides of the sensitive membrane 3, the signal recorded by the recorder (computer) is not equal to zero. To determine the error that occurred, the operation of the device in terms of bubbling is terminated. The pressure equalization valve 6 opens, which leads to pressure equalization on both sides of the membrane 3, the signal value is removed and stored by the recorder. In the future, this value is introduced as a balancing correction used during routine measurements.

Далее вентиль выравнивания давлений 6 закрывается, а измерительные циклы продолжаются.Next, the pressure balancing valve 6 closes, and the measuring cycles continue.

Таким образом схема устройства позволяет повысить точность измерения путем стабилизации выходного сигнала датчика, что достигается за счет получения на регистраторе с датчика сигнала погрешности, величина которого в дальнейшем используется в качестве балансирующей поправки в ходе проведения штатных измерений во времени.Thus, the circuit of the device allows to increase the measurement accuracy by stabilizing the sensor output signal, which is achieved by receiving an error signal from the sensor from the sensor, the value of which is later used as a balancing correction during regular measurements over time.

Claims

1. The device for measuring hydrostatic pressure in the tank, containing a strain gauge mounted on a sensitive membrane inside the housing with the main input, the sensor leads are connected to the recorder, characterized in that the housing is made with an additional input for supplying pressure from the surface of the tank to the back of the sensitive membrane additionally, a pressure balancing valve and a compressor are introduced, the output of which is connected to the main input of the strain gauge housing and the first input pressure equalizing valve through a sparging tube immersed to the bottom of the tank, and the second pressure equalization valve input connected to an additional input of the sensor housing and the inlet of the compressor through a pipe arranged in the above-surface of the tank.

2. The device according to p. 1, characterized in that a computer is used as the registrar.