RU2290612C1

RU2290612C1 - Fluid level meter

Info

Publication number: RU2290612C1
Application number: RU2005120596/28A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Зафирович Денисламов (RU); Ильдар Зафирович Денисламов; зев Ильшат Мавл виевич Гил (RU); Ильшат Мавлявиевич Гилязев; Ирек Рифович Латыпов (RU); Ирек Рифович Латыпов; Ильшат Ришатович Динуров (RU); Ильшат Ришатович Динуров
Original assignee: Ильдар Зафирович Денисламов; Ильшат Мавлявиевич Гилязев; Ирек Рифович Латыпов
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-12-27

Abstract

FIELD: measuring technique.

SUBSTANCE: fluid level meter comprises hollow sounding rod provided with handle and pressure-tight lid. The sounding rod is connected with the gas flow meter through flexible pipe and three-way cock. When measuring, the sounding rod is filled with fluid up to the level of fluid inside the vessel to be studied. The volume of fluid that occupies the sounding rod is equal to the volume of the gas-air mixture that is passed through the gas flow meter.

EFFECT: prolonged service life.

1 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам для измерения уровня жидкости в емкостях, например в резервуарах, цистернах и колодцах.The claimed invention relates to a device for measuring the liquid level in containers, for example in tanks, cisterns and wells.

Известен уровнемер, содержащий метрошток с чашеобразными элементами по всей его длине (патент РФ №2227274, МПК 7 G 01 F 23/04, 2004 г.). Для достижения точности замеров в 1-3 мм необходимо установить на метроштоке множество чашеобразных элементов, это усложняет конструкцию уровнемера. Неудобен также слив жидкости из чашек после замера уровня - необходимо наклонить метрошток на 90°.Known level gauge containing metrostock with cup-shaped elements along its entire length (RF patent No. 2227274, IPC 7 G 01 F 23/04, 2004). To achieve a measurement accuracy of 1-3 mm, it is necessary to install a lot of cup-shaped elements on the metro rod, this complicates the design of the level gauge. It is also inconvenient to drain the liquid from the cups after measuring the level - it is necessary to tilt the metro rod by 90 °.

Наиболее близким устройством к заявленному изобретению по своему техническому решению является трубчатый щуп с направляющей рейкой (стр.104 книги: Василевский В.Н., Петров А.И. Оператор по исследованию скважин. - М.: Недра, 1983. - 310 с.). В книге описано только одно назначение устройства - отбор представительной пробы жидкости от уровня до дна емкости. Трубчатый щуп служил бы одновременно и уровнемером для бесцветных легкоиспаряющихся жидкостей, если замерить объем жидкости, отобранный в щуп (метрошток), и результат поделить на площадь проходного сечения щупа. Во время слива пробы в тарированную емкость часть жидкости может испариться и внесет погрешность в конечный результат, поэтому эту процедуру необходимо исключить.The closest device to the claimed invention in its technical solution is a tubular probe with a guide rail (p. 104 books: Vasilevsky V.N., Petrov A.I. Operator for well research. - M .: Nedra, 1983. - 310 p. ) The book describes only one purpose of the device - the selection of a representative sample of liquid from the level to the bottom of the tank. A tubular probe would serve simultaneously as a level gauge for colorless, easily volatile liquids, if the volume of fluid sampled into the probe (metro rod) was measured, and the result was divided by the passage area of the probe. During the discharge of the sample into the calibrated container, part of the liquid may evaporate and introduce an error in the final result, therefore, this procedure must be excluded.

Целью изобретения является повышение точности замеров уровня жидкости с полым метроштоком объемным методом при одновременном упрощении процедуры замера.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the liquid level with a hollow metrostock volumetric method while simplifying the measurement procedure.

Поставленная цель достигается тем, что известный уровнемер, состоящий из полого метроштока, в своей верхней части дополнен герметичной крышкой, ручкой и соединен с газовым счетчиком через трубку и трехходовой кран, причем длина трубки регулируется таким образом, чтобы газовый счетчик и трехходовой кран оставались на поверхности емкости, а метрошток имеет по всей высоте постоянное внутреннее сечение, диаметр которого определяется из следующего равенства:

, где D - внутренний диаметр метроштока, ΔV - разрешающая способность газового счетчика, Δh - необходимая точность уровнемера.This goal is achieved by the fact that the known level gauge, consisting of a hollow metro rod, in its upper part is supplemented with a sealed cover, a handle and connected to the gas meter through a tube and a three-way valve, and the length of the tube is regulated so that the gas meter and three-way valve remain on the surface capacity, and the metrostock has a constant internal section over the entire height, the diameter of which is determined from the following equality:

where D is the inner diameter of the metro stock, ΔV is the resolution of the gas meter, Δh is the required accuracy of the level gauge.

Назначение газового счетчика - замерять объем газа, вытесняемый из метроштока жидкостью при погружении уровнемера в исследуемую жидкость. Очевидно то, что вытесняемый газ будет иметь тот же объем, что и вошедшая в метрошток жидкость, так как в газовой фазе давление будет неизменным и равным атмосферному, а температура постоянной.The purpose of the gas meter is to measure the volume of gas displaced from the metro line by liquid when the level gauge is immersed in the test liquid. It is obvious that the displaced gas will have the same volume as the liquid that entered the metrostock, since in the gas phase the pressure will be constant and equal to atmospheric, and the temperature will be constant.

На чертеже дан общий вид уровнемера. Устройство состоит из метроштока 1, крышки 2, трехходового крана 3, ручки 4, соединительной трубки 5 и газового счетчика 6. Метрошток 1 должен иметь по всей высоте постоянное внутреннее сечение и в оптимальном варианте представляет собой полую цилиндрическую трубку, внутренний диаметр которой отвечает двум требованиям. Во-первых заполнение метроштока жидкостью должно быть свободным, без капиллярного эффекта. Во-вторых, необходимая точность уровнемера Δh, разрешающая способность газового счетчика ΔV и диаметр метроштока D связаны равенством: ΔV=Δh·πD²/4, откуда находим

.The drawing shows a General view of the level gauge. The device consists of a metro rod 1, a cover 2, a three-way valve 3, a handle 4, a connecting tube 5 and a gas meter 6. The metro rod 1 should have a constant internal cross section over its entire height and, in the best case, is a hollow cylindrical tube whose inner diameter meets two requirements . Firstly, filling the metro line with liquid should be free, without a capillary effect. Secondly, the required accuracy of the gauge Δh, ΔV resolution gas meter and a diameter D metroshtoka related by: ΔV = Δh · πD ^2/4, where we find

.

К примеру, для = 10 см³ внутренний диаметр метроштока должен быть не менее 36 мм. При таком диаметре выполняется и первое условие - для отсутствия капиллярного эффекта достаточно того, чтобы внутренний D метроштока был не менее 10 мм.For example, for = 10 cm ^{3 the} inner diameter of the metro stock should be at least 36 mm. With this diameter, the first condition is also fulfilled - for the absence of a capillary effect, it is sufficient that the internal D metrostock is at least 10 mm.

Крышка 2 служит для герметизации верней части метроштока 1, запорный трехходовой кран 3 - для разгерметизации. Газовый счетчик 6 и кран 3 соединены с метроштоком 1 трубкой 5, которая может иметь необходимую длину. Когда счетчик 6 крепится непосредственно к метроштоку, трубка 5 имеет минимальную длину в несколько сантиметров. Если исследуемая емкость имеет большую глубину, например колодец с водой, то можно газовый счетчик 6 с трехходовым краном расположить на поверхности земли, а метрошток опускать в емкость на шнуре, при этом трубка 5 будет гибкой и иметь длину в несколько метров.The cover 2 serves to seal the upper part of the metro rod 1, the three-way stopcock 3 - for depressurization. The gas meter 6 and the valve 3 are connected to the metro rod 1 by a pipe 5, which may have the required length. When the counter 6 is attached directly to the metro rod, the tube 5 has a minimum length of several centimeters. If the container under study has a great depth, for example, a well with water, then it is possible to place the gas meter 6 with a three-way valve on the surface of the earth, and lower the metro rod into the container on the cord, while the tube 5 will be flexible and have a length of several meters.

Уровнемер для жидкости работает следующим образом. Трехходовой кран 3 устанавливается в положение «А», при котором отверстие в атмосферу закрыто, а трубка 5 соединена со счетчиком 6. Фиксируется показание счетчика V₁ и метрошток 1 опускается за ручку 4 под собственным весом в исследуемую жидкость до соприкосновения нижней части метроштока с дном емкости. Фиксируется новое показание счетчика V₂. Трехходовой кран 3 переводится в положение «В», при котором вход в счетчик закрыт, а трубка 5 соединяется с отверстием в атмосферу. Такое положение крана обеспечит свободный подъем метроштока из жидкости - давление в оставшейся полости метроштока все время будет равным атмосферному. После выхода метроштока из жидкости трехходовой кран 3 переводится в первоначальное положение «А» для проведения нового замера.The liquid level gauge operates as follows. The three-way valve 3 is set to position “A”, in which the hole in the atmosphere is closed and the tube 5 is connected to the meter 6. The meter reading V _{1 is} fixed and the metro rod 1 is lowered by the handle 4 under its own weight into the test liquid until the bottom of the metro rod comes into contact with the bottom capacities. A new counter reading V _{2 is} recorded. The three-way valve 3 is moved to position "B", in which the entrance to the meter is closed, and the tube 5 is connected to the hole in the atmosphere. This position of the crane will provide a free rise of the metro stock from the liquid - the pressure in the remaining cavity of the metro stock will always be atmospheric. After the metro stock comes out of the liquid, the three-way valve 3 is transferred to the initial position “A” for a new measurement.

Высота уровня жидкости от дна емкости определяется по формуле: H=ΔV/S=(V₂-V₁)/S, где S - площадь сечения полости метроштока, остающаяся неизменной по всей высоте метроштока.The height of the liquid level from the bottom of the tank is determined by the formula: H = ΔV / S = (V ₂ -V ₁ ) / S, where S is the cross-sectional area of the metro line cavity, which remains unchanged over the entire height of the metro line.

В заявленном уровнемере информация об объеме жидкости, поступившей в метрошток, поступает потребителю через газовую фазу и счетчик газа. Это дает несколько положительных результатов:In the claimed level gauge, information about the volume of liquid entering the metro rod is supplied to the consumer through the gas phase and gas meter. This gives several positive results:

1. Повышается срок эксплуатации уровнемера, так как счетчик работает в менее агрессивной среде - газовоздушной фазе, чем технологические жидкости и вода в водоемах.1. The operating life of the level gauge is increased, since the meter works in a less aggressive environment - the gas-air phase, than process liquids and water in reservoirs.

2. Исключаются потери в замере объема жидкости ΔV, которые возникают при использовании прототипа, т.е. при сливе пробы из метроштока.2. Excludes losses in measuring the volume of liquid ΔV that occur when using the prototype, ie when draining samples from a metro stock.

3. Появляется возможность многократного определения уровня жидкости в глубинных емкостях с уровнями вблизи дна (РВС, колодцы) без полного извлечения метроштока за счет дистанционного расположения газового счетчика от метроштока. В качестве носителя информации используется газовоздушная смесь с постоянным давлением в одну атмосферу.3. It becomes possible to repeatedly determine the liquid level in deep tanks with levels near the bottom (PBC, wells) without fully removing the metro stock due to the remote location of the gas meter from the metro stock. An air-gas mixture with a constant pressure of one atmosphere is used as an information carrier.

В настоящей заявке расчетами было показано то, что разрешающая способность уровнемера зависит в первую очередь от разрешающей способности (цены деления) газового счетчика и может достигнуть одного сантиметра, что вполне приемлимо для определения уровня воды в реках и колодцах, а также для внутреннего учета технологических жидкостей на производстве и в различных хранилищах.In this application, the calculations showed that the resolution of the level gauge depends primarily on the resolution (division value) of the gas meter and can reach one centimeter, which is quite acceptable for determining the water level in rivers and wells, as well as for internal accounting of process liquids in production and in various storage facilities.

Технико-экономическая эффективность использования уровнемера образуется от сокращения времени и повышения точности замеров, продления сроков эксплуатации измерительных приборов данного типа.The technical and economic efficiency of using the level gauge is formed by reducing the time and increasing the accuracy of measurements, extending the life of measuring instruments of this type.

Claims

A liquid level gauge consisting of a hollow metro rod, characterized in that the upper part of the metro rod is closed by a sealed cover, has a handle and is connected to the gas meter by a tube through a three-way valve, the length of the tube being adjusted so that the gas meter and three-way valve remain on the surface of the tank, and the metrostock has a constant internal section over the entire height, the diameter of which is determined from the following relation