RU2260776C1 - Способ измерения плотности и уровня жидкости - Google Patents
Способ измерения плотности и уровня жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260776C1 RU2260776C1 RU2004110417/28A RU2004110417A RU2260776C1 RU 2260776 C1 RU2260776 C1 RU 2260776C1 RU 2004110417/28 A RU2004110417/28 A RU 2004110417/28A RU 2004110417 A RU2004110417 A RU 2004110417A RU 2260776 C1 RU2260776 C1 RU 2260776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- level
- moment
- liquid
- density
- transition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в химической и пищевой промышленности при необходимости измерения переменного уровня жидкости с неизвестной плотностью в резервуарах, работающих как в условиях разряжения, так и повышенного давления. Сущность: для осуществления способа используются два датчика гидростатического давления, находящиеся один над другим на известном расстоянии. При этом используется не разность показаний двух датчиков, а только показания нижнего датчика в момент перехода раздела газ-жидкость через верхний датчик. Момент перехода определяют как момент равенства нулю разности соответствующих интегральных преобразований от сигналов нижнего и верхнего датчиков. После определения момента перехода оценка плотности и уровня жидкости производится по выражениям: ρ=DК/gH0 и Н=Н0·D1/DK; где ρ - плотность жидкости, Н - текущее значение уровня. Н0 - известное расстояние между датчиками, D1 - текущие показания нижнего датчика давления, DK - показания нижнего датчика давления в момент перехода уровня раздела через верхний датчик, g - ускорение свободного падения. Технический результат: повышение точности измерения параметров жидкости, преимущественно уровня и плотности, при снижении стоимости оборудования и затрат на его обслуживание. 2 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в химической и пищевой промышленности при необходимости измерения переменного уровня жидкости с неизвестной плотностью в резервуарах, работающих как в условиях разрежения, так и повышенного давления.
Контроль уровня различных жидкостей является одной из самых распространенных задач в различных технологических процессах. Это является причиной большого разнообразия способов контроля уровня, основанных на ультразвуковом, радиолокационном и других методах.
Известен способ контроля уровня жидкости, включающий измерение гидростатического давления [1]. Этот способ основывается на прямой зависимости между высотой столба жидкости и давлением, которое он оказывает на диафрагму датчика давления, т.е.
где Н - уровень жидкости, D - величина давления, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения. Основные преимущества такого способа - простота, дешевизна и возможность использования для любых типов жидкости. Однако он имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что его использование возможно лишь при условии достаточно точного знания ρ. При этом погрешность измерения уровня, связанная с погрешностью знания значения ρ прямо пропорциональна значению измеряемого уровня, т.е. Δн=Н*δρ при δρ<<1, где ΔH - абсолютная погрешность измерения уровня, δρ - относительное отклонение оценки плотности от истинного значения. Это может привести к тому, что при изменении плотности во время работы погрешность оценки уровня датчиком превысит допустимое значение.
Известен способ автоматического контроля уровня жидкости и плотности раствора в выпарном аппарате [2], заключающийся в следующем. На выпарном аппарате устанавливаются на исходящем циркуляционном трубопроводе ниже уровня раствора два гидростатических измерителя (датчика) давления с заданной базой измерения. Они измеряют перепад давления, создаваемый постоянным по высоте столбом анализируемого раствора, который пропорционален плотности жидкости и значение которого передается в арифметический блок. Используя значение абсолютного показателя давления одного из датчиков, арифметический блок осуществляет оценку уровня и его корректировку в зависимости от измеренного перепада давления, пропорционального плотности раствора. Способ позволяет повысить качество и стабильность измерения уровня и плотности в выпарном аппарате. Особенностью способа [2], выбранного в качестве прототипа, является использование второго датчика давления, находящегося на фиксированной высоте Н0 относительно первого. При этом
где D1 - давление на уровне нижнего датчика, a D2 - на уровне верхнего и
где Н - текущий уровень и Н>Н0.
Однако этот способ для получения приемлемой погрешности измерения уровня требует достаточно малых значений основной погрешности датчиков давления, которые в ряде практических случаев могут достигать 0,1% и менее. Это приводит, помимо указанного недостатка, к резкому возрастанию стоимости уровнемера и его обслуживания.
В основу изобретения положена техническая задача повышения точности измерения параметров жидкости, преимущественно уровня и плотности, при снижении стоимости оборудования и затрат на его обслуживание.
В предлагаемом способе измерения уровня и плотности жидкости с помощью двух датчиков, расположенных друг над другом на известном фиксированном расстоянии, включающем контроль относительного расположения раздела газ-жидкость и верхнего датчика, определяют момент перехода раздела газ-жидкость через верхний датчик, в этот момент фиксируют давление жидкости на уровне нижнего датчика, которое используют в качестве эталонного для расчета указанных параметров, при этом момент перехода определяют как момент разности соответствующих интегральных преобразований от сигналов нижнего и верхнего датчика, а плотность и уровень жидкости определяют из выражений
где DК - показания нижнего датчика в то время, когда уровень раздела газ-жидкость проходит через верхний датчик, Н0 - расстояние между датчиками, Н - текущий уровень, D1 - текущие показания нижнего датчика, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения.
В отличие от прототипа предлагаемый способ используют в условиях периодического изменения уровня жидкости, когда один из датчиков находится то выше, то ниже уровня рабочей жидкости. При этом для оценки плотности жидкости и повышения точности измерения уровня используют не перепад давления на постоянном по высоте столбе жидкости, а показания нижнего датчика в момент перехода границы раздела через фиксированный уровень, на котором находится второй датчик.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема осуществления измерения параметров, на фиг.2 - расчетные графики точности оценки уровня для предлагаемого алгоритма и прототипа. Расчетные параметры точности для предлагаемого алгоритма и прототипа приведены для относительной погрешности датчиков давления 0,25%, максимального значения уровня 10 м, максимального рабочего давления датчиков 100 кПа и установке верхнего датчика на расстоянии 3 м от нижнего.
Способ осуществляют следующим образом.
Интегратор 1 производит обработку сигнала, поступающего с нижнего датчика, в соответствии с формулой
Интегратор 2 производит над сигналом, поступающим с верхнего датчика, следующую операцию:
где 2Т - длительность строба наблюдения, D1 и D2 - сигналы от нижнего 3 и верхнего 4 датчиков давления соответственно. Вычитающее устройство 5 определяет момент перехода уровня раздела через верхний датчик как момент равенства I1=I2. Сигнал перехода выдается на вычислитель 6, где в этот момент фиксируют показания нижнего датчика давления D1, которые сохраняют в виде параметра DK. Используя значение этого параметра, проводят оценку плотности и уровня в соответствии с вышеприведенными формулами.
Для проверки приведенных соотношений и осуществления способа был разработан макет уровнемера, позволяющий практически оценить характеристики разработанного алгоритма. При погрешности датчиков давления 0,25 кПа, расстоянии между датчиками 0,8 м и уровне до 3 м ошибка измерения уровня предложенного алгоритма не превышала 10 мм, в то время как погрешность алгоритма-прототипа достигала 25 мм. Приведенная погрешность оценки плотности составила 0,5%.
Указанный способ измерения уровня и плотности может применяться в условиях, когда происходит периодическое наполнение и опорожнение герметичных емкостей, причем плотность жидкости может меняться в достаточно широких пределах. Особенно актуальна такая задача для нефтехимической и радиохимической промышленности. Использование такого метода планируется на ФГУП \ПО Маяк\ для замены поплавковых уровнемеров.
Источники информации
1. Бобровников Г.Н. Методы измерения уровня. - М.: 1977.
2. Патент № 2133023 Способ автоматического контроля уровня и плотности раствора в выпарном аппарате.
Claims (1)
- Способ измерения уровня и плотности жидкости с помощью двух гидростатических датчиков давления, расположенных один над другим на известном фиксированном расстоянии, включающий контроль относительного расположения раздела газ-жидкость и верхнего датчика, отличающийся тем, что определяют момент перехода раздела газ-жидкость через верхний датчик, в этот момент фиксируют давление на уровне нижнего датчика, которое используют в качестве эталонного для расчета указанных параметров, при этом момент перехода определяют как момент равенства нулю разности соответствующих интегральных преобразований от сигналов нижнего и верхнего датчиков, а плотность и уровень жидкости определяют по выражениямρ=DK/gH0 и H=H0·D1/DK;где ρ - плотность жидкости,Н - текущее значение уровня,Н0 - известное расстояние между датчиками,D1 - текущие показания нижнего датчика давления,DK - показания нижнего датчика давления в момент перехода уровня раздела через верхний датчик,g - ускорение свободного падения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110417/28A RU2260776C1 (ru) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Способ измерения плотности и уровня жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110417/28A RU2260776C1 (ru) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Способ измерения плотности и уровня жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2260776C1 true RU2260776C1 (ru) | 2005-09-20 |
Family
ID=35849073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004110417/28A RU2260776C1 (ru) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Способ измерения плотности и уровня жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2260776C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446383C2 (ru) * | 2010-04-13 | 2012-03-27 | Феликс Эргардович Гофман | Способ определения уровня или плотности жидкости и устройство для его осуществления |
RU2457461C1 (ru) * | 2011-02-24 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Химмотолог" | Способ и устройство для измерения плотности жидкости |
RU2511077C1 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Способ экспресс-оценки мощности притока жидкости в резервуар |
RU2725635C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-07-03 | Сергей Иванович Ивандаев | Способ измерения плотности и уровня жидкости в емкости и устройство для его осуществления |
-
2004
- 2004-04-06 RU RU2004110417/28A patent/RU2260776C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446383C2 (ru) * | 2010-04-13 | 2012-03-27 | Феликс Эргардович Гофман | Способ определения уровня или плотности жидкости и устройство для его осуществления |
RU2457461C1 (ru) * | 2011-02-24 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Химмотолог" | Способ и устройство для измерения плотности жидкости |
RU2511077C1 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Способ экспресс-оценки мощности притока жидкости в резервуар |
RU2725635C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-07-03 | Сергей Иванович Ивандаев | Способ измерения плотности и уровня жидкости в емкости и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4827762A (en) | System and method for automatically monitoring liquid volume changes in storage tanks | |
JP4673376B2 (ja) | 密度情報を用いて流れ圧力を決定するための方法及び装置 | |
US6931925B2 (en) | Method for determining the current filling level of a liquid in a container | |
US6606905B2 (en) | Liquid level and weight sensor | |
JP2931149B2 (ja) | 流量計試験装置 | |
US7917322B2 (en) | Weight observer for mass metering and inventory management | |
US7225671B2 (en) | Fluid-quantity gauging | |
US20090272188A1 (en) | Binary Liquid Analyzer For Storage Tank | |
US6687643B1 (en) | In-situ sensor system and method for data acquisition in liquids | |
CN105466521A (zh) | 一种容器中液体液位的测量方法 | |
RU2260776C1 (ru) | Способ измерения плотности и уровня жидкости | |
CN115265724A (zh) | 一种液位计现场校准装置及获得校准结果的方法 | |
RU61413U1 (ru) | Устройство измерения плотности и уровня жидкости | |
US20150052997A1 (en) | Hydrostatic Interface Measuring Device | |
CN112254792A (zh) | 一种量器自动检定装置 | |
RU2441204C1 (ru) | Способ измерения плотности и уровня жидкости | |
CN112857513B (zh) | 一种投入式液位计测量误差补偿方法及装置 | |
CN114704349A (zh) | 一种发动机及其机油油量检测方法、装置及设备 | |
RU2570224C1 (ru) | Способ автоматического контроля уровня и плотности топлива в топливном баке | |
CN113899431A (zh) | 一种移动式流量在线校准系统 | |
JP3176323B2 (ja) | タンク内液の密度測定方法及びその装置 | |
RU2327118C2 (ru) | Способ градуировки резервуаров | |
RU18103U1 (ru) | Установка для измерения вместимости резервуаров объемным методом | |
RU2116629C1 (ru) | Способ определения количества углеводородного сырья в резервуарах | |
CN209524982U (zh) | 一种具有自动检测被测液体密度的防腐蚀液位计 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120407 |