RU2064665C1 - Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах - Google Patents
Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064665C1 RU2064665C1 RU93054155A RU93054155A RU2064665C1 RU 2064665 C1 RU2064665 C1 RU 2064665C1 RU 93054155 A RU93054155 A RU 93054155A RU 93054155 A RU93054155 A RU 93054155A RU 2064665 C1 RU2064665 C1 RU 2064665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodetector
- hydrostatic pressure
- liquid
- receiver
- emitting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Использование: уровнемеры для измерения уровня жидкости в резервуарах. Сущность изобретения в устройстве приемник гидростатического давления 10 выполнен в виде поршня, на верхнем его торце выполнено сферическою углубление 11 с зеркальным покрытием 12, над которым установлены излучающий 13 и приемный 14 световоды, оптически сопряженные соответственно с источником 15 и приемниками 17,19 света, электрически соединенными с блоком питания 16, входами опорного и измеряемого напряжения аналого-цифрового преобразователя 18 и индикатором 20. Устройство имеет простую конструкцию, обеспечивает высокую надежность и стабильность измерений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам измерения уровня жидкости в резервуарах.
Известны составные метрштоки (МШС) для измерения уровня нефтепродуктов в стационарных и транспортных емкостях, содержащие два или более линейных измерительных звена в виде цилиндрических трубок с нанесенными на них метками (1).
Недостатками данной конструкции являются низкая точность ввиду большой вероятности случайных погрешностей и субъективности снятия показаний, низкие функциональные возможности и неудобства в работе из-за относительно большой длины метрштока (3,5. 4,5 м).
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрический датчик давления жидкостного уровнемера (2), выбранный в качестве прототипа, содержащий цилиндрический корпус с приемником гидростатического давления в виде верхнего и нижнего дисков, возвратный механизм в виде пружины и волоконно-оптический датчик перемещений приемника гидростатического давления, сопряженный с источником и приемником света и схемой обработки сигнала.
Данное устройство работает следующим образов. При помощи телескопической трубки опускают устройство на дно емкости с жидкостью. Гидростатическое давление жидкости, действуя на приемник давления, перемещает на определенное расстояние источник света со встроенным световодом, в результате чего увеличивается или уменьшается интенсивность света, принимаемого приемником, изменение которой пропорционально гидростатическому давлению, а следовательно, и уровню.
Кроме определения гидростатического давления (уровня) данное устройство позволяет измерять плотность жидкости тем же датчиком перемещения путем взвешивания определенного объема жидкости после извлечения прибора из емкости.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и ремонта, возможность увеличения погрешности вследствие процессов "старения" источников света.
Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение надежности и стабильности показаний прибора.
Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве приемник гидростатического давления выполнен в виде поршня, на верхнем торце которого выполнено сферическое углубление, покрытое зеркальным слоем, а приемный и передающий световоды установлены в средней части крышки цилиндрического корпуса на расстоянии, равном 2,5 диаметрам сферического углубления, при этом излучающий световод снабжен разветвителем, один конец которого сопряжен с источником света, а другой с вторым фотоприемником, электрически соединенным с входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а конец приемного световода сопряжен с первым фотоприемником, электрически соединенным с входом измеряемого напряжения АЦП, электрически соединенного с блоками питания и индикации.
Изобретение поясняется чертежом.
Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах содержит цилиндрический полый корпус 1, на нижнем конце которого при помощи разъемного соединения (например, резьбового) закреплена цилиндрическая полая емкость 2 для отбора проб, нижнее и верхнее основание которой снабжены сливными отверстиями 3 и 4, отверстие 4 закрыто сливной пробкой 5. В верхней части корпус 1 закрыт крышкой 6 с отверстиями 7 и 8, которые через трубку 9 соединены с атмосферой. Внутри цилиндрического корпуса 1 установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости приемник гидростатического давления 10 в виде поршня, на верхнем торце которого выполнено сферическое углубление 11, а на его внешнюю поверхность нанесено зеркальное покрытие 12 (например, из серебра или алюминия). На расстоянии 2,5 диаметров сферического углубления 11 от зеркального покрытия 12 установлены в средней части крышки 6 излучающий 13 и приемный 14 световоды. Излучающий световод 13 снабжен волоконным разветвителем, один конец которого соединен с источником 15 света, электрически соединенным с блоком питания 16, а другой его конец соединен с вторым фотоприемником 17, соединенным с входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 18 (АЦП). Конец приемного световода 14 соединен с первым фотоприемником 19, который электрически связан с блоком питания 16 и входом измеряемого напряжения АЦП 18 (например, КР572ПВ5), соединенного с блоком индикации 20.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии приемник гидростатического давления 10 находится под действием собственной силы тяжести в крайнем нижнем положении, соответствующем нулевой позиции в показаниях индикатора 20. Для измерения уровня жидкости устройство погружают в резервуар с жидкостью на его дно. Жидкость, находящаяся в peзepвyape, через отверстие 3 заполняет полую емкость 2, сила гидростатического давления воспринимается приемником 10
F1= ρghS (1)
где F1 сила давления столба жидкости на приемник 10;
S площадь приемника 10;
ρ плотность жидкости;
g ycкopeниe свободного падения;
h высота уровня жидкости.
F1= ρghS (1)
где F1 сила давления столба жидкости на приемник 10;
S площадь приемника 10;
ρ плотность жидкости;
g ycкopeниe свободного падения;
h высота уровня жидкости.
Сила F1 давления столба противодействует силе тяжести приемника 10
F2=mg, (2)
где m масса приемника 10.
F2=mg, (2)
где m масса приемника 10.
Уравнение равновесия системы можно записать (учитывая, что при измерениях сосуд открыт)
PaS+F1=F2+PaS, (3)
где Pa атмосферное давление;
S площадь приемника 10.
PaS+F1=F2+PaS, (3)
где Pa атмосферное давление;
S площадь приемника 10.
Учитывая, что измерительная камера сообщается с атмосферой, можно исключить из выражения (3) силу PaS, тогда
F1=F2, (4)
rghS= mg,
ρhS= m,
тогда
Учитывая, что величины m, S и g постоянны и рассчитываются для конкретного диапазона измерений, можно сделaть вывод, что величина h будет прямо пропорциональна перемещению приемника 10 гидростатического давления, которое регистрируется волоконно-оптическим датчиком. Световой пучок, выходящий из торца излучающего световода 13, падая на сферическую зеркальную поверхность, отражается от нее и фокусируется на торце приемного световода 14. При перемещении приемника 10 гидростатического давления в результате уменьшения расстояния между торцами световодов 13, 14 и сферической зеркальной поверхностью происходит расфокусировка светового пучка. При этом лучистый поток, падающий на торец приемного световода 14, изменяется и соответственно изменяется сигнал фотоприемника 19.
F1=F2, (4)
rghS= mg,
ρhS= m,
тогда
Учитывая, что величины m, S и g постоянны и рассчитываются для конкретного диапазона измерений, можно сделaть вывод, что величина h будет прямо пропорциональна перемещению приемника 10 гидростатического давления, которое регистрируется волоконно-оптическим датчиком. Световой пучок, выходящий из торца излучающего световода 13, падая на сферическую зеркальную поверхность, отражается от нее и фокусируется на торце приемного световода 14. При перемещении приемника 10 гидростатического давления в результате уменьшения расстояния между торцами световодов 13, 14 и сферической зеркальной поверхностью происходит расфокусировка светового пучка. При этом лучистый поток, падающий на торец приемного световода 14, изменяется и соответственно изменяется сигнал фотоприемника 19.
Данным устройством также, как и прототипом, возможно измерять плотность жидкости. Измерение плотности жидкости данным устройством можно проводить следующими двумя способами.
1. Измерять гидростатическое давление на дне сосуда и на фиксированной высоте от горловины и по формуле вычислить плотность жидкости.
2. Устройство извлекают из резервуара. Так как полная емкость 2 остается заполненной жидкостью, а ее объем заранее известен (т. е. известен уровень жидкости в ней), а масса приемника 10 меньше массы жидкости, то по величине перемещения приемника 10 определяют плотность жидкости в зависимости от гидростатического давления в емкости 2 с известным уровнем жидкости.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию прибора, кроме того, повышается надежность работы прибора и стабильность его показаний за счет упрощения конструкции и конструктивного выполнения волоконно-оптического датчика.
Claims (1)
- Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах, содержащее приемник гидростатического давления, размещенный в полом цилиндрическом корпусе, излучающий световод, связанный с источником света, подключенным к блоку питания, приемный световод, соединенный с первым фотоприемником, и блок индикации, отличающееся тем, что в него введены второй фотоприемник и аналого-цифровой преобразователь, а излучающий световод снабжен разветвителем, один конец которого сопряжен с источником света, а другой с вторым фотоприемником, электрически соединенным с опорным входом аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого соединен с первым фотоприемником, а выход подключен к блоку индикации, при этом приемник гидростатического давления выполнен в виде поршня, установленного в цилиндрическом корпусе с возможностью вертикального перемещения, верхняя часть корпуса закрыта введенной крышкой с отверстиями, связанными с атмосферой, а нижняя часть корпуса сообщена с измеряемой средой, причем на верхнем торце поршня выполнено сферическое углубление, поверхность которого покрыта зеркальным слое, а излучающий и приемный световоды установлены в средней части крышки на расстоянии от зеркального слоя, равном 2,5 диаметрам сферического углубления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93054155A RU2064665C1 (ru) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93054155A RU2064665C1 (ru) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2064665C1 true RU2064665C1 (ru) | 1996-07-27 |
| RU93054155A RU93054155A (ru) | 1996-09-10 |
Family
ID=20149920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93054155A RU2064665C1 (ru) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2064665C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751646C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-07-15 | Александр Владимирович Репин | Способ контроля уровня и вида жидкости и волоконно-оптический сигнализатор уровня и вида жидкости для реализации этого способа |
-
1993
- 1993-12-02 RU RU93054155A patent/RU2064665C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. ГОСТ 1898773 - Метршток для измерения уровня нефтепродуктов в транспортных и стационарных емкостях. М.: Изд-во стандартов, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 1793247, кл. G01F 23/16, 1991. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751646C1 (ru) * | 2020-07-14 | 2021-07-15 | Александр Владимирович Репин | Способ контроля уровня и вида жидкости и волоконно-оптический сигнализатор уровня и вида жидкости для реализации этого способа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5142155A (en) | Catheter tip fluorescence-quenching fiber optic pressure sensor | |
| US4873863A (en) | Volumetric leak detection means and method | |
| US5058420A (en) | Fiber optic liquid leak detector | |
| US20090122300A1 (en) | Optical refractometer for measuring seawater salinity and corresponding salinity sensor | |
| CN103196520A (zh) | 异芯结构透射式光纤液位传感器 | |
| CN103345004B (zh) | 采用光纤光栅虹吸式雨量计的雨量监测网络及方法 | |
| CN100580456C (zh) | 利用双光束光纤光阱测量加速度的装置 | |
| US4773265A (en) | Method for detecting leaks | |
| NL8901039A (nl) | Inrichting voor het meten van de brekingsindex van een vloeistof, in het bijzonder bestemd voor het meten van de dichtheid van die vloeistof of van de concentratie van een in die vloeistof opgeloste stof. | |
| RU2064665C1 (ru) | Устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах | |
| JPH04215020A (ja) | 光ファイバ燃料および液体ゲージ | |
| US4397183A (en) | Apparatus for detecting level changes in distance | |
| US6795598B1 (en) | Liquid-level sensor having multiple solid optical conductors with surface discontinuities | |
| CN107389154B (zh) | 基于ofdr的空心光纤连续液位传感装置及测量方法 | |
| JP2006047018A (ja) | 光ファイバセンサを用いた液位計、水準器、圧力計および温度計 | |
| CN108663157B (zh) | Michelson白光干涉光纤液压传感器及测量系统 | |
| CN208860519U (zh) | 推挽式光纤差压传感器 | |
| CN109000567A (zh) | 基于psd的法布里珀罗标准具微位移测量系统的线性度比对装置和方法 | |
| CN208847390U (zh) | Michelson白光干涉光纤液压传感器及测量系统 | |
| CN114166310A (zh) | 基于微管道几何光学液位测量装置及测量方法 | |
| RU2697033C1 (ru) | Взрывобезопасный волоконно-оптический уровнемер | |
| SU1076787A1 (ru) | Фотоэлектрический датчик давлени | |
| RU178306U1 (ru) | Лазерный уровнемер жидкости | |
| CN102128810B (zh) | 棱镜模型多次折射的海水盐度检测装置 | |
| FI93396C (fi) | Optinen menetelmä nesteen pinnankorkeuden mittaamiseksi |