RU2270982C2 - Устройство для измерения уровня и плотности жидкости - Google Patents
Устройство для измерения уровня и плотности жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270982C2 RU2270982C2 RU2003129264/28A RU2003129264A RU2270982C2 RU 2270982 C2 RU2270982 C2 RU 2270982C2 RU 2003129264/28 A RU2003129264/28 A RU 2003129264/28A RU 2003129264 A RU2003129264 A RU 2003129264A RU 2270982 C2 RU2270982 C2 RU 2270982C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- output
- measuring
- liquid
- density
- Prior art date
Links
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах. Сущность: устройство содержит перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, измерительный блок и датчик температуры. Система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, соединенного с поплавком, и направляющего ролика, смонтированного на тензопреобразователе. Измерительный блок выполнен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензопреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход - со входом реверсивного шагового электродвигателя. Технический результат: повышение точности, надежности и увеличение диапазона измерения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах.
Известно устройство для измерения уровня и плотности, содержащее поплавок с отверстием, мерные шкивы и шкивы с противовесом, счетчики (перфорированные диски), каждый из которых закреплен на торце мерного шкива, оптические датчики перемещения, многозвенный шарнирный буек, верхняя цилиндрическая часть которого установлена в отверстие поплавка, передающий элемент (мерную ленту), причем, буек и поплавок связаны с соответствующим мерным шкивом через мерную ленту, микропроцессорный контроллер, входы которого подключены к выходам оптических датчиков перемещения (патент РФ № 2047845, кл. G 01 F 23/30, G 01 F 23/36).
Недостатком известного устройства является низкая точность, недостаточная надежность и малый диапазон измерения. На перфорированные диски и оптические датчики может попасть пыль и влага, что приводит к снижению точности или потере информации. Многозвенный шарнирный буек расположен под поплавком, что приводит к снижению диапазона измерений. Кроме этого, устройство имеет сложную конструкцию и недостаточную надежность из-за перфорированных дисков и оптических датчиков.
Наиболее близким по своей технической сущности является устройство для измерения уровня и плотности жидкости, содержащее поплавок переменного объема с ферритовым кольцом, направляющую трубку, внутри которой по всей длине размещены катушки индуктивности и датчик температуры, измерительный блок, входы которого соединены с семнадцатью катушками индуктивности и датчиком температуры, перфорированную трубку, систему надува (систему перемещения поплавка) (а.с. СССР 1578584, кл. G 01 F 23/30, G 01 N 9/10).
Недостатком этого устройства является низкая точность определения уровня и плотности, недостаточная надежность и малый диапазон измерения. При расположении катушек индуктивности на близком расстоянии одна от другой уменьшится диапазон измерения и наблюдается возрастание погрешности, так как ферритовое кольцо воздействует на соседние катушки индуктивности. При разнесении катушек одна от другой на расстояние 10 см и более диапазон измерения увеличивается от 170 см и более, но при расположении ферритового кольца между катушками индуктивности ни одна из них не взаимодействует с кольцом, что приводит к потере информации. Поплавок переменного объема и система перемещения поплавка не обладают достаточной надежностью. Кроме того, устройство не обеспечивает достаточную точность измерения плотности, так как ее определяют по среднему значению давления, измеренного стрелочным манометром, и по тарировочной кривой поплавка.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности, надежности и увеличение диапазона измерения.
Настоящая задача достигается тем, что устройство для измерения уровня и плотности жидкости, содержащее вертикально расположенную перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, систему перемещения поплавка, измерительный блок и датчик температуры, снабжено тензопреобразователем, система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, установленного на его валу, и направляющего ролика, причем система перемещения поплавка сопряжена с тензопреобразователем посредством смонтированного на нем направляющего ролика, поплавок выполнен в виде трубки, нижний конец которой герметично закрыт, а измерительный блок выполнен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензопреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход - со входом шагового электродвигателя.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство для измерения уровня и плотности жидкости содержит перфорированную трубу 1, поплавок 2, который установлен в трубе 1, измерительный блок 3 (управляющий микроконтроллер), тензопреобразователь 4, шаговый реверсивный электродвигатель 5, на валу которого установлен барабан 6, гибкий трос 7, один конец которого соединен с барабаном 6, а другой - с поплавком 2, направляющий ролик 8, который смонтирован на тензопреобразователе 4, и датчик температуры 9, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера 3.
При измерении уровня устройство работает следующим образом.
В исходном положении уровень жидкости ниже предельного и нижний конец поплавка 2 не контактирует с жидкостью. Под действием силы тяжести поплавка 2 Fт=mg тензопреобразователь 4 испытывает деформацию порядка 0,13 мм, где m - масса поплавка, g - 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения. В данном случае на цифровом табло микроконтроллера 3 высвечивается "0". При поступлении жидкости в емкость на поплавок 2 действует давление Р=ρgh, где h - высота уровня жидкости, ρ - плотность жидкости. Под действием этого давления выталкивающая сила, равная ρghS, перемещает поплавок 2 вверх, где S - площадь основания поплавка, при этом деформация тензопреобразователя 4 уменьшается и на его выходе появляется электрический сигнал, напряжение U1 которого пропорционально уровню h жидкости. Электрический сигнал с выхода тензопреобразователя 4 поступает на вход микроконтроллера 3 и его цифровое табло показывает измеренный уровень h жидкости.
При измерении плотности жидкости устройство работает следующим образом.
Микроконтроллер 3 запоминает значение напряжения U1 электрического сигнала, пропорционального измеренному уровню h1 жидкости, которое поступает с тензопреобразователя 4. С выхода управляющего микроконтроллера 3 электрические импульсы поступают на вход шагового реверсивного электрического двигателя 5, вал его поворачивается, трос 7 движется по направляющему ролику 8 и наматывается на барабан 6. При этом поплавок 2 перемещается вверх и занимает положение h2, пропорциональное напряжению U2 электрического сигнала, которое поступает от тензопреобразователя 4 на первый вход микроконтроллера 3.
Разность потенциалов от тензопреобразователя 4 при положении поплавка h1 и h2 равна ΔU=U2-U1
где k - коэффициент пропорциональности, h2-h1=const. С датчика 9 температуры на вход микроконтроллера 3, поступает электрический сигнал пропорциональный температуре жидкости. Микроконтроллер 3 в соответствии с соотношением (1) определяет плотность жидкости, так как ΔU=f(ρ) и его цифровое табло показывает измеренную плотность жидкости.
После этого с выхода управляющего микроконтроллера 3 поступают электрические импульсы на вход шагового реверсного электрического двигателя 5 и вал его поворачивается в обратном направлении. При этом трос 7 с барабана 6 разматывается и поплавок 2 занимает исходное положение h1, и устройство переходит в режим измерения уровня.
Информация об измеренном уровне и плотности жидкости с микроконтроллера 3 может быть передана, для дальнейшей обработки, на компьютер (не показан).
Устройство обеспечивает высокую точность, надежность и широкий диапазон измерения за счет поплавка, выполненного в виде трубки, управляющего микроконтроллера, тензопреобразователя, шагового реверсного электрического двигателя, барабана с тросом, направляющего ролика, смонтированного на тензопреобразователе.
Устройство надежно в работе из-за простоты и технологичности конструкции.
Claims (1)
- Устройство для измерения уровня и плотности жидкости, содержащее вертикально расположенную перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, систему перемещения поплавка, измерительный блок и датчик температуры, отличающееся тем, что снабжено тензопреобразователем, система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, установленного на его валу, и направляющего ролика, причем система перемещения поплавка сопряжена с тензопреобразователем посредством смонтированного на нем направляющего ролика, поплавок выполнен в виде трубки, нижний конец которой герметично закрыт, а измерительный блок изготовлен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензопреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход - с входом шагового реверсивного электродвигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003129264/28A RU2270982C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003129264/28A RU2270982C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003129264A RU2003129264A (ru) | 2005-03-27 |
RU2270982C2 true RU2270982C2 (ru) | 2006-02-27 |
Family
ID=35560224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003129264/28A RU2270982C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2270982C2 (ru) |
-
2003
- 2003-09-30 RU RU2003129264/28A patent/RU2270982C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003129264A (ru) | 2005-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4786846A (en) | Level guage apparatus | |
SU494614A1 (ru) | Устройство дистанционного измерени уровн жидкости | |
US4157036A (en) | Level sensor for stored fluids and particulate material | |
US3038336A (en) | System for measuring height and density of liquids | |
US20090265132A1 (en) | Device and method for determining the density of a fluid | |
US3495456A (en) | Variable position transducing and indicating means | |
CN101566492B (zh) | 液体储罐液位计 | |
RU2270982C2 (ru) | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости | |
JP3216384U (ja) | 液面計 | |
JPS58112993A (ja) | タンクの充填レベルを測定する装置 | |
US4343192A (en) | Flow rate measuring instrument | |
JP2614458B2 (ja) | 多点液位設定式自動平衡型液界面計 | |
JP2004028592A (ja) | 液体計測装置 | |
RU2273829C2 (ru) | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости | |
RU2055326C1 (ru) | Устройство для измерения параметров жидкости в резервуаре | |
RU2277229C1 (ru) | Устройство для измерения уровня и плотности жидкости | |
CN218180077U (zh) | 一种带开关量信号功能的比例缩放液位计 | |
RU2234687C2 (ru) | Устройство для измерения уровня жидкости | |
SU417683A1 (ru) | Гидростатический нивелир | |
RU2047845C1 (ru) | Устройство для измерения уровня и плотности | |
SU684316A2 (ru) | Уровнемер | |
SU368488A1 (ru) | Следящий уровнемер | |
SU970120A1 (ru) | Датчик уровн жидкости | |
SU1160276A1 (ru) | Вискозиметр дл текучих пищевых масс | |
SU617689A1 (ru) | Гидростатический уровнемер |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061001 |