RU2319114C1 - Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию - Google Patents
Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319114C1 RU2319114C1 RU2006136725/28A RU2006136725A RU2319114C1 RU 2319114 C1 RU2319114 C1 RU 2319114C1 RU 2006136725/28 A RU2006136725/28 A RU 2006136725/28A RU 2006136725 A RU2006136725 A RU 2006136725A RU 2319114 C1 RU2319114 C1 RU 2319114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- level
- meters
- sensitive elements
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к приборостроению, а именно к дискретным измерителям уровня, и может быть использовано для контроля уровня криогенных жидкостей при заправке, расходовании и хранении в химической, космической и других областях промышленности. Сущность: способ включает размещение датчиков уровня с чувствительными элементами в контрольных точках в емкости, циклическое поочередное подключение чувствительных элементов к измерительному устройству и измерение параметров всех датчиков снизу вверх в каждом цикле опроса, усреднение измеряемых значений за определенный промежуток времени и передачу информационного сигнала о состоянии датчиков. Подключение чувствительных элементов к измерительному устройству осуществляется одновременно на четыре нижних или верхних датчика уровня, а по мере изменения параметров датчиков при погружении или извлечении из жидкости осуществляется подключение соседних датчиков. При этом перемещающийся уровень жидкости всегда расположен между вторым и третьим датчиками, причем для измерения уровня в каждой контрольной точке одновременно используют не менее трех чувствительных элементов. Способ реализуется устройством, содержащим блок датчиков уровня с чувствительными элементами, соединенный с измерительным устройством, которое соединено с информационным входом индикатора уровня. При этом устройство содержит не менее трех измерительных устройств, обеспечивающих реализацию способа по п.1, каждое из которых соединено с одним из блоков датчиков уровня, выполненных в виде печатных плат с отверстиями. Над отверстиями расположены подложки с терморезисторами (чувствительными элементами), причем печатные платы размещены под равными двугранными углами относительно друг друга внутри корпуса, выполненного из теплоизоляционного материала. Терморезисторы, выполненные в «точечном» исполнении, установлены в контрольных точках измеряемых уровней на разных печатных платах с точностью ±1 мм. Технический результат: повышение быстродействия и точности определения уровня жидкости при колебаниях зеркала жидкости и неоднородном кипении поверхностного слоя. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к дискретным измерителям уровня, и может быть использовано для контроля уровня криогенных жидкостей при заправке, расходовании и хранении в химической, космической и других областях промышленности.
Известны способы и устройства измерения уровней жидкости с использованием терморезистивных преобразователей, измеряющих сопротивление подогреваемого резистора (терморезистора) в зависимости от условий теплообмена в газовой или жидкой среде (Г.Виглеб. Датчики. М.: Мир, 1989 г., стр.53; RU 2081400 C1; SU 1735721 A1). Недостатками известных способов измерения и реализующих их устройств с использованием терморезисторов являются низкое быстродействие и недостаточная точность определения уровня, обусловленные массой и низким тепловым сопротивлением конструкции датчиков, вносящих тепло и вызывающих неоднородное кипение криогенной жидкости.
Наиболее близким к изобретению является дискретный уровнемер SV 1332150, производящий циклическое измерение поочередным включением датчиков снизу вверх и позволяющий повысить точность измерения при возникновении колебаний на поверхности жидкости за счет накопления и усреднения результатов измерения. Недостатками данного способа и дискретного уровнемера являются, во-первых, снижение быстродействия из-за задержки сигнала при циклическом включении датчиков из-за влияния переходных процессов при их включении (подачи питания), а во-вторых, использование одного датчика, расположенного в одной точке при измерении уровня жидкости. При этом нельзя устранить ошибки, связанные с влиянием волн на поверхности жидкости, влияния образования пузырьков.
Целью изобретения является повышения быстродействия и точности определения уровня жидкости при колебаниях зеркала жидкости и неоднородном кипении поверхностного слоя.
Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля дискретных уровней жидкости, включающем размещение датчиков уровня с чувствительными элементами в контрольных точках в емкости, циклическое поочередное подключение чувствительных элементов к измерительному устройству и измерение параметров всех датчиков снизу вверх в каждом цикле опроса, усреднение измеряемых значений за определенный промежуток времени и передачу информационного сигнала о состоянии датчиков, подключение чувствительных элементов к измерительному устройству осуществляется одновременно на четыре нижних или верхних датчика уровня, а по мере изменения параметров датчиков при погружении или извлечении из жидкости осуществляется подключение соседних датчиков, при этом перемещающийся уровень жидкости всегда расположен между вторым и третьим датчиками, причем для измерения уровня в каждой контрольной точке одновременно используют не менее трех чувствительных элементов.
Вышеуказанный способ реализуется устройством для контроля дискретных уровней жидкости, содержащем блок датчиков уровня с чувствительными элементами, соединенный с измерительным устройством, которое соединено с информационным входом индикатора уровня, при этом устройство содержит не менее трех измерительных устройств, обеспечивающих реализацию способа по п.1, каждое из которых соединено с одним из блоков датчиков уровня, выполненных в виде печатных плат с отверстиями, над которыми расположены подложки с терморезисторами (чувствительными элементами), причем печатные платы размещены под равными двугранными углами относительно друг друга внутри корпуса, выполненного из теплоизоляционного материала, а терморезисторы, выполненные в «точечном» исполнении, установлены в контрольных точках измеряемых уровней на разных печатных платах с точностью ±1 мм.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 - структурная схема системы (устройства) контроля дискретных уровней жидкостей, например криогенных;
на фиг.2 - печатная плата с установленными подложками, на которых расположены терморезисторы (чувствительный элемент);
на фиг.3 - схема испытаний устройств, входящих в систему контроля дискретных уровней криогенных жидкостей;
на фиг.4 - результаты испытаний чувствительных элементов при погружении в жидкий азот, выведенные на экран дисплея;
на фиг. 5 - осциллограммы изменения сигналов в диагонали моста при погружении чувствительных элементов в жидкий азот.
Устройство содержит (фиг.1): блок датчиков - 1, в котором размещены под равными двугранными углами внутри корпуса три печатные платы 2, 3 и 4, три модуля электронных преобразовательных 5, 6 и 7, источник питания 40, автоматизированная система управления заправкой (АСУЗ) 39.
Печатная плата (например, 2), изображенная на фиг.2, содержит: чувствительные элементы 10-17 с терморезисторами 2-9, установленные над отверстиями печатной платы 2. Контактные площадки печатной платы 2 соединяются при помощи пайки с контактными площадками подложки, обеспечивая подключение терморезисторов 2-9 с помощью проводов 18 (фиг.2). Чувствительные элементы устанавливаются на платах в точках контроля уровня с точностью ±0,1 мм, чувствительные элементы, расположенные на трех платах 2, 3 и 4, обеспечивают контроль одного уровня тремя чувствительными элементами, сигналы с которых подаются параллельно на три преобразовательных модуля 5, 6 и 7 (фиг.1).
В состав каждого преобразовательного модуля 5, 6 и 7 (фиг.1) входят:
- схема измерения (СИ) - 7 шт. - 9, 11, 13, 15, 17, 19 - по количеству контролируемых уровней, состоящая из элементов измерительного моста, в одно из плеч которого подключается чувствительный элемент и цифровой потенциометр для обеспечения баланса моста;
- управляемый источник постоянного напряжения (УИПН) для подачи питания и его отключения по команде устройства управления - 7 шт. - 8, 10, 12, 14, 16, 18;
- операционный усилитель (ОУ) - 7 шт. - 20-25;
- устройство управления (УУ) - 26, 27, 28, обеспечивающее циклическое подключение каждого измерительного канала к АЦП, управления источниками напряжения, цифровую фильтрацию измеряемых сигналов и определение положения чувствительных элементов в жидкости или газе путем сравнения входного сигнала с пороговыми значениями, формирование кодовой последовательности сигналов, информирующих о состоянии каждого чувствительного элемента: исправен или неисправен и его положение жидкость или газ, формирование двух релейных сигналов (сухой контакт), один из которых позволяет контролировать наличие напряжения питания, подаваемого на преобразовательный модуль, а второй в, зависимости от настройки, положение одного из чувствительных элементов (жидкость или газ);
- формирователь сигналов интерфейса - 29, 32, 35, обеспечивающий прием сигналов при настройке преобразовательного модуля и передачу сигналов о состоянии каждого чувствительного элемента по интерфейсу, например, RS485;
- формирователь релейных сигналов типа "сухой контакт" - 30, 33, 36, обеспечивающий переключение контактов реле по команде устройства управления УУ 26, 27, 28;
- источник напряжения - 31, 34, 37 для формирования питающих напряжений элементов схемы.
Система контроля заправки работает следующим образом
С трех преобразовательных модулей 5, 6 и 7 подается питающее напряжение на 4 терморезистора, установленных в нижней части каждой печатной платы 2, 3 и 4. Под действием электрического тока происходит самонагрев, сопротивление терморезисторов увеличивается, устанавливается тепловой баланс, при котором температура и сопротивление терморезисторов постоянны. Сигнал в диагоналях балансного моста больше порогового значения UП1 (UС>UП1), на выходе микроконтроллера формируются кодограммы - все четыре нижних чувствительных элемента находятся в положении газ. Остальные исправны. При погружении нижнего терморезистора в жидкость тепловой баланс нарушается, температура терморезистора из-за теплоотдачи падает, сопротивление снижается, сигнал в диагонали балансного моста уменьшается и становится меньше порогового UП2 (UС<UП2), на выходе микроконтроллера формируется кодограмма - нижний чувствительный элемент находится в положении жидкость. Информационный сигнал о состоянии чувствительных элементов по кабелю передается в автоматизированную систему управления заправкой.
Контролируемый уровень жидкости всегда располагается между терморезисторами, находящимися в нагретом состоянии, поэтому влияние переходных процессов на результаты измерения исключаются. При времени восстановления теплового баланса не более 0,8 с, время изменения уровня составляет при скорости 1 мм/с не более 0,1 с.
Claims (2)
1. Способ контроля дискретных уровней жидкости, включающий размещение датчиков уровня с чувствительными элементами в контрольных точках в емкости, циклическое поочередное подключение чувствительных элементов к измерительному устройству и измерение параметров всех датчиков снизу вверх в каждом цикле опроса, усреднение измеряемых значений за определенный промежуток времени и передачу информационного сигнала о состоянии датчиков, отличающийся тем, что подключение чувствительных элементов к измерительному устройству осуществляется одновременно на четыре нижних или верхних датчика уровня, а по мере изменения параметров датчиков при погружении или извлечении из жидкости, осуществляется подключение соседних датчиков, при этом перемещающийся уровень жидкости всегда расположен между вторым и третьим датчиками, причем для измерения уровня в каждой контрольной точке одновременно используют не менее трех чувствительных элементов.
2. Устройство для контроля дискретных уровней жидкости, содержащее блок датчиков уровня с чувствительными элементами, соединенный с измерительным устройством, которое соединено с информационным входом индикатора уровня, отличающееся тем, что устройство содержит не менее трех измерительных устройств, обеспечивающих реализацию способа по п.1, каждое из которых соединено с одним из блоков датчиков уровня, выполненных в виде печатных плат с отверстиями, над которыми расположены подложки с терморезисторами (чувствительными элементами), причем печатные платы размещены под равными двугранными углами относительно друг друга внутри корпуса, выполненного из теплоизоляционного материала, а терморезисторы, выполненные в «точечном» исполнении, установлены в контрольных точках измеряемых уровней на разных печатных платах с точностью ±1 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006136725/28A RU2319114C1 (ru) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006136725/28A RU2319114C1 (ru) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2319114C1 true RU2319114C1 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=39281017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006136725/28A RU2319114C1 (ru) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2319114C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012151469A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Rochester Gauges, Inc. | Liquid level transducer with heating unit |
RU2506543C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Датчик контроля дискретных уровней жидкости с функцией измерения температуры и контроля массового расхода жидкой среды |
RU2513632C1 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ контроля уровня расположения поверхности жидких компонентов топлива в баках ракет-носителей и система для его осуществления |
RU2523085C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Сигнализатор уровня жидкого азота |
RU2708094C1 (ru) * | 2016-04-21 | 2019-12-04 | Хьюлетт-Паккард Дивелопмент Компани, Л.П. | Считывание уровня жидкости |
-
2006
- 2006-10-16 RU RU2006136725/28A patent/RU2319114C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012151469A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Rochester Gauges, Inc. | Liquid level transducer with heating unit |
RU2506543C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Датчик контроля дискретных уровней жидкости с функцией измерения температуры и контроля массового расхода жидкой среды |
RU2513632C1 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ контроля уровня расположения поверхности жидких компонентов топлива в баках ракет-носителей и система для его осуществления |
RU2523085C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Сигнализатор уровня жидкого азота |
RU2708094C1 (ru) * | 2016-04-21 | 2019-12-04 | Хьюлетт-Паккард Дивелопмент Компани, Л.П. | Считывание уровня жидкости |
US11046084B2 (en) | 2016-04-21 | 2021-06-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Liquid level sensing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6098457A (en) | Fluid level detector using thermoresistive sensor | |
RU2319114C1 (ru) | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию | |
US5051921A (en) | Method and apparatus for detecting liquid composition and actual liquid level | |
EP1884752B1 (en) | Methods and systems for liquid volumetric measurement | |
US20130276533A1 (en) | Device for measuring fluid level in a container | |
CN201837422U (zh) | 流体流速传感器 | |
WO2009089339A2 (en) | Automated phase separation and fuel quality sensor | |
US7772854B2 (en) | High-conductivity contacting-type conductivity measurement | |
RU2413184C1 (ru) | Способ контроля дискретных уровней жидкости, учитывающий изменения температуры жидкости, и система (устройство), обеспечивающая его реализацию | |
EP2435820A2 (en) | Hydrogen chlorine level detector | |
CN102455204B (zh) | 用于釜式容器的液位测量系统和方法以及釜式容器 | |
EP0805968B1 (en) | Real-time measuring method | |
RU2434205C1 (ru) | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию | |
CN104156010A (zh) | 一种水壶水位控制装置及水位控制方法、防干烧控制方法 | |
RU2445611C1 (ru) | Способ определения фазового состояния газожидкостного потока и устройство для его реализации | |
CN2802441Y (zh) | 便携式倾角测量装置 | |
CN110208132B (zh) | 一种磁流体热膨胀系数测量系统及方法 | |
RU2506543C1 (ru) | Датчик контроля дискретных уровней жидкости с функцией измерения температуры и контроля массового расхода жидкой среды | |
RU2564862C2 (ru) | Способ контроля дискретных уровней жидкости и система (устройство), обеспечивающая его реализацию | |
JPH03262949A (ja) | 液体種別検知装置 | |
JPS6371620A (ja) | 温度計測による水位・積雪高さ等の測定方法 | |
EP0148936B1 (en) | Temperature measurement apparatus | |
RU2342640C1 (ru) | Датчик контроля уровня жидкости | |
RU2761932C1 (ru) | Способ измерения расхода текучей среды и устройство для его осуществления | |
CN210401124U (zh) | 一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置 |