RU2193181C2 - Device for measurement of liquid density - Google Patents
Device for measurement of liquid density Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193181C2 RU2193181C2 RU2001104091A RU2001104091A RU2193181C2 RU 2193181 C2 RU2193181 C2 RU 2193181C2 RU 2001104091 A RU2001104091 A RU 2001104091A RU 2001104091 A RU2001104091 A RU 2001104091A RU 2193181 C2 RU2193181 C2 RU 2193181C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- coaxial line
- permanent magnet
- density
- liquid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для измерения плотности жидкости, в частности для непрерывного измерения плотности нефтепродуктов непосредственно в емкостях хранения автозаправочных станций и нефтебаз. The invention relates to a device for measuring the density of liquids, in particular for continuous measurement of the density of petroleum products directly in the storage tanks of gas stations and tank farms.
Известно устройство для измерения плотности жидкости - плотномер, содержащее погруженный в жидкость тороидальный поплавок с закрепленным на нем кольцевым постоянным магнитом, которые совместно перемещаются вдоль вертикально и соосно расположенного внутри них цилиндрического трубчатого корпуса, выполненного из немагнитного материала, с герметично заглушенным нижним концом, внутри которого расположен преобразователь линейного перемещения поплавка в электрический сигнал, выполненный в виде феррито-полупроводникового распределителя [1] . В зависимости от плотности измеряемой жидкости поплавок под действием изменяющейся выталкивающей силы, действующей на него, перемещается в вертикальном направлении, перемагничивая закрепленным на нем постоянным магнитом тот или иной сердечник распределителя. После намагничивания единичным импульсом, поступившим со счетного устройства, первого сердечника распределителя на последний начинают поступать тактовые импульсы от генератора тактовых импульсов, которые последовательно перемещают первый импульс по элементам распределителя, перемагничивая их. При перемагничивании каждого элемента на счетное устройство поступает импульс. В том месте распределителя, которое находится в магнитном поле постоянного магнита, закрепленного на поплавке, ферритовый сердечник намагничивается этим полем и закрывает продвижение импульса дальше по распределителю. Подсчитанное счетным устройством число поступивших на его вход импульсов является мерой плотности контролируемой жидкости. Недостатком такого устройства, ограничивающим его применение, является дискретность измерения параметра, которая определяется конечными размерами перемагничиваемых элементов (ферритовый сердечник с обмоткой), что в свою очередь приводит к снижению точности и разрешающей способности плотномера, которое недопустимо, например, при значительных объемах оборотов автомобильного горючего в емкостях автозаправочных станций и нефтебаз. A device for measuring the density of a liquid is known - a densitometer containing a toroidal float immersed in liquid with an annular permanent magnet fixed on it, which together move along a vertically and coaxially located inside them cylindrical tubular body made of non-magnetic material, with a hermetically sealed lower end, inside of which a converter for linear displacement of the float into an electrical signal located in the form of a ferrite-semiconductor distributor is located [1]. Depending on the density of the measured liquid, the float moves in the vertical direction under the action of a changing buoyant force acting on it, magnetizing magnetically fixed to it with a permanent magnet one or another core of the distributor. After magnetization with a single pulse received from the counting device, the first core of the distributor, the last pulses from the clock generator begin to arrive at the last one, which sequentially move the first pulse through the elements of the distributor, magnetizing them. When the magnetization reversal of each element on the counting device receives an impulse. In the place of the distributor, which is located in the magnetic field of a permanent magnet mounted on the float, the ferrite core is magnetized by this field and closes the pulse further along the distributor. The number of pulses received at its input, counted by a counting device, is a measure of the density of a controlled fluid. The disadvantage of this device, limiting its use, is the discreteness of the parameter measurement, which is determined by the final dimensions of the magnetizable elements (ferrite core with a winding), which in turn leads to a decrease in the accuracy and resolution of the density meter, which is unacceptable, for example, at significant volumes of automobile fuel revolutions in the capacities of gas stations and tank farms.
Целью изобретения является повышение точности измерения плотности. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring density.
Это достигается тем, что преобразователь перемещения поплавка в электрический сигнал выполнен в виде двухконтурного автогенератора СВЧ-колебаний, выход которого соединен кабелем со входом частотомера и один из колебательных контуров которого представляет собой вертикально расположенную коаксиальную линию, охваченную снаружи поплавком, состоящую из двух коаксиальных труб, изготовленных из немагнитного металла с малым удельным сопротивлением, нижние концы которых закорочены герметизирующей заглушкой, выполненной из материала труб, а внутри коаксиальной линии соосно с ней находится перемещаемый под воздействием магнитного поля внешнего постоянного магнита, закрепленного на поплавке, внутренний постоянный магнит кольцевой формы с прикрепленным к нему закорачивающим плунжером, выполненным из немагнитного низкоомного сплава, конструкция которого обеспечивает ему постоянный скользящий гальванический контакт с обеими трубами коаксиальной линии. This is achieved by the fact that the transducer for displacing the float into an electric signal is made in the form of a double-circuit oscillator of microwave oscillations, the output of which is connected by a cable to the input of the frequency meter and one of the oscillatory circuits of which is a vertically located coaxial line, enclosed externally by the float, consisting of two coaxial pipes, made of non-magnetic metal with low resistivity, the lower ends of which are shorted by a sealing plug made of pipe material, and inside the coaxial line coaxially with it there is an internal permanent magnet of a ring shape with a shorting plunger attached to it made of a non-magnetic low-resistance alloy, which is designed to provide it with constant sliding galvanic contact with both pipes, moved coaxially with it, under the influence of the magnetic field of an external permanent magnet mounted on the float coaxial line.
На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.
Устройство состоит из тороидального поплавка 1, на верхней плоскости которого закреплен внешний кольцевой постоянный магнит 2. Внутри поплавка 1 находится вертикально расположенная коаксиальная линия 3, состоящая из двух труб, выполненных из немагнитного металла с низким удельным сопротивлением, - внешней трубы 4 и внутренней трубы 5, которые снизу закорочены герметизирующей заглушкой 6, изготовленной из материала труб. Внутри коаксиальной линии 3 вдоль внутренней трубы 5 находится внутренний кольцевой постоянный магнит 7 с закрепленным на нем закорачивающим плунжером 8, изготовленным из немагнитного сплава. Поплавок 1 опирается на средство уравновешивания поплавка - пружину 9, нижний конец которой прикреплен к заглушке 6. Верхний конец коаксиальной линии 3 подключен к генератору СВЧ-колебаний 10, который кабелем питания 11 подключен к блоку питания 12, а выход генератора СВЧ-колебаний 10 соединен кабелем 13 со входом частотомера 14. Устройство, за исключением блока питания 12 и частотомера 14, подсоединено к нижнему концу трубчатой штанги 15 и опущено через технологический люк 16 в емкость 17 с измеряемой жидкостью. Штанга 15 на необходимой глубине опускания фиксируется зажимом 18, смонтированным на крышке 19 люка 16. The device consists of a toroidal float 1, on the upper plane of which an external annular permanent magnet 2 is fixed. Inside the float 1 there is a vertically located coaxial line 3, consisting of two pipes made of non-magnetic metal with low resistivity, - the outer pipe 4 and the inner pipe 5 which are shorted from below by a sealing plug 6 made of pipe material. Inside the coaxial line 3 along the inner tube 5 there is an inner annular permanent magnet 7 with a shorting plunger 8 fixed thereon made of a non-magnetic alloy. The float 1 rests on the means of balancing the float - a spring 9, the lower end of which is attached to the plug 6. The upper end of the coaxial line 3 is connected to the microwave oscillator 10, which is connected by a power cable 11 to the power supply unit 12, and the output of the microwave oscillator 10 is connected cable 13 with the input of the frequency counter 14. The device, with the exception of the power supply 12 and the frequency counter 14, is connected to the lower end of the tubular rod 15 and lowered through the process hatch 16 into a container 17 with the measured liquid. The rod 15 at the required lowering depth is fixed by a clamp 18 mounted on the cover 19 of the hatch 16.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
На трубчатой штанге 15 через люк 16 устройство без блока питания 12 и частотомера 14 опускается в емкость 17 на необходимую глубину. После этого закрывается крышка 19 люка 16 и с помощью зажима 18 штанга фиксируется на установленной глубине. Если емкость 17 пустая, то поплавок 1 вместе с внешним постоянным магнитом 2 находится в крайнем нижнем положении, которое определяется сжатой пружиной 9. Вместе с поплавком 1 крайнее нижнее положение занимает и внутренний постоянный магнит 7 с закрепленным на нем закорачивающим плунжером 8, который закорачивает между собой внутреннюю 5 и внешнюю 4 трубы коаксиальной линии 3. При включении блока питания 12 генератор СВЧ-колебаний 10 начинает генерировать СВЧ-колебания на частоте, определяемой, в основном, активной длиной закороченной коаксиальной линии 3, которая является одним из двух его колебательных контуров. При нахождении закорачивающего плунжера 8 в крайнем нижнем положении активная длина коаксиальной линии максимальна, следовательно, частота излучаемых СВЧ-колебаний будет минимальна. Колебания с выхода генератора 10 по кабелю поступают на вход частотомера 14, который может быть проградуирован в единицах плотности. При наполнении емкости 17 каким-либо нефтепродуктом поплавок 1 начнет всплывать, увлекая за собой внутренний магнит 7 с закорачивающим плунжером 8, до тех пор, пока выталкивающая его сила, которая будет тем больше, чем выше плотность измеряемой жидкости, не уравновесится равнодействующей силой, которая равна сумме всех сил, действующих сверху вниз, то есть веса поплавка 1 с магнитом 2, веса внутреннего магнита 7 с закорачивающим плунжером 8, силы растяжения пружины 9. В результате перемещение вверх закорачивающего плунжера 8 уменьшит активную длину коаксиальной линии 3, что приведет к повышению собственной частоты колебаний генератора 10, что будет отмечено в показаниях частотомера 14. On a tubular rod 15 through the hatch 16, a device without a power supply 12 and a frequency counter 14 is lowered into the tank 17 to the required depth. After that, the lid 19 of the hatch 16 is closed and with the help of the clamp 18 the rod is fixed at the set depth. If the container 17 is empty, then the float 1 together with the external permanent magnet 2 is in the lowest position, which is determined by the compressed spring 9. Together with the float 1, the internal permanent magnet 7 with the shorting plunger 8 fixed on it, which shorts between the internal 5 and external 4 pipes of the coaxial line 3. When the power supply unit 12 is turned on, the microwave oscillator 10 starts to generate microwave oscillations at a frequency determined mainly by the active length of the shorted coaxial oh line 3, which is one of its two oscillatory circuits. When the shorting plunger 8 is in the lowest position, the active length of the coaxial line is maximum, therefore, the frequency of the emitted microwave oscillations will be minimal. Oscillations from the output of the generator 10 via cable are fed to the input of the frequency counter 14, which can be calibrated in units of density. When the tank 17 is filled with some kind of oil product, the float 1 will begin to float, dragging the internal magnet 7 with the shorting plunger 8, until the force pushing it out, which will be the greater, the higher the density of the measured liquid, is not balanced by the resultant force, which equal to the sum of all the forces acting from top to bottom, that is, the weight of the float 1 with magnet 2, the weight of the inner magnet 7 with the shorting plunger 8, the tensile forces of the spring 9. As a result, moving up the shorting plunger 8 will reduce the active Inu coaxial line 3, which will increase the natural frequency of the generator 10, which will be noted in the readings of the frequency of oscillations 14.
Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность повысить точность измерений за счет замены дискретной регистрации исследуемого параметра непрерывной при использовании идентичных датчиков - поплавков и, кроме этого, упрощается конструкция устройства за счет применения стандартных металлических труб вместо ферритовых сердечников с обмотками. Предлагаемое устройство может применяться во многих отраслях, где требуются точные и непрерывные измерения плотности жидких продуктов. Thus, the proposed device makes it possible to increase the accuracy of measurements by replacing the discrete registration of the investigated parameter with continuous using identical sensors - floats and, in addition, the design of the device is simplified by using standard metal pipes instead of ferrite cores with windings. The proposed device can be used in many industries where accurate and continuous measurements of the density of liquid products are required.
Источник информации
1. Авторское свидетельство СССР 397813, класс G 01 N 9/10, опубликовано 17.09.73. Бюллетень 37.Sourse of information
1. USSR author's certificate 397813, class G 01 N 9/10, published September 17, 73. Bulletin 37.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104091A RU2193181C2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Device for measurement of liquid density |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104091A RU2193181C2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Device for measurement of liquid density |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2193181C2 true RU2193181C2 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=20245981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104091A RU2193181C2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Device for measurement of liquid density |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2193181C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710082C1 (en) * | 2019-04-10 | 2019-12-24 | Сергей Иванович Ивандаев | Method for determining liquid density (versions) and device for its implementation (versions) |
RU196684U1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-03-11 | Владислав Николаевич Астапов | Liquid density meter with fiber optic converter |
-
2001
- 2001-02-14 RU RU2001104091A patent/RU2193181C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710082C1 (en) * | 2019-04-10 | 2019-12-24 | Сергей Иванович Ивандаев | Method for determining liquid density (versions) and device for its implementation (versions) |
RU196684U1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-03-11 | Владислав Николаевич Астапов | Liquid density meter with fiber optic converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0855018B1 (en) | Inductive sensor for monitoring fluid level and displacememt | |
US3678750A (en) | Liquid level indicator system | |
US4158964A (en) | Method and apparatus for determining liquid level | |
US4845986A (en) | Liquid level indication device | |
RU2683139C1 (en) | Float liquid level gauge | |
US3948100A (en) | Probe for measuring the level of a liquid | |
RU2193181C2 (en) | Device for measurement of liquid density | |
US2069959A (en) | Liquid level responsive device | |
CN105549104B (en) | A kind of electromagnetic damper and gravimeter | |
CN101876526B (en) | Displacement sensing measuring method and displacement sensing device | |
RU14783U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
SU974132A1 (en) | Inductive level indicator | |
JP4115036B2 (en) | Liquid level detector | |
RU134317U1 (en) | MAGNETOSTRICTIONAL LEVEL METER | |
RU191611U1 (en) | Densitometer | |
RU2778032C1 (en) | Paramagnetic sensor | |
SU1262291A1 (en) | Device for determining media boundary | |
SU1624266A1 (en) | Level indicator | |
RU2188400C1 (en) | Device for measurement of level and density | |
SU1027660A1 (en) | Liquid and loose media magnetic succeptibility measuring probe | |
RU2095785C1 (en) | Device measuring density of liquids | |
SU1026016A1 (en) | Level indicator | |
SU558234A1 (en) | Magnetic induction sensor | |
KR100211112B1 (en) | Apparatus for measuring amount of liquid in tank | |
RU1793248C (en) | Electromagnetic level gage |