RU2695588C1 - Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents
Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695588C1 RU2695588C1 RU2018140572A RU2018140572A RU2695588C1 RU 2695588 C1 RU2695588 C1 RU 2695588C1 RU 2018140572 A RU2018140572 A RU 2018140572A RU 2018140572 A RU2018140572 A RU 2018140572A RU 2695588 C1 RU2695588 C1 RU 2695588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- electrodes
- liquid
- liquid level
- contact
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007785 strong electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Группа изобретений может использоваться для индикации и дискретного измерения уровня электропроводящих и полярных жидкостей с низкой электропроводностью. Способ измерения уровня жидкости предусматривает размещение электродов на различной высоте резервуара и регистрацию наличия потенциалов на электродных парах. При этом электроды выполнены из одного металла и непосредственно контактируют с жидкостью, не соприкасаясь друг с другом и с резервуаром, а вычисление положения уровня жидкости определяется по наличию концентрационной ЭДС на электродных парах, образующих вместе с измеряемой жидкостью концентрационные элементы. Устройство содержит электрически изолированные друг от друга электроды, расположенные по высоте герметичного корпуса, при этом корпус выполнен диэлектрическим, а, электроды размещены снаружи корпуса и выполнены в виде плотно прилегающих к нему полосок, каждая из которых электрически соединена с расположенным на внутренней стенке корпуса контактным элементом, через который посредством провода каждый электрод подключен к многоканальному устройству, регистрирующему наличие концентрационной ЭДС. Техническим результатом является выполнение высокоточных измерений уровня жидкостей с высокой и низкой электропроводностью в режиме непрерывного технологического процесса. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Заявляемая группа изобретений относится к измерительной технике и может использоваться для индикации и дискретного измерения уровня электропроводящих жидкостей, а также полярных жидкостей с низкой электропроводностью в условиях непрерывных технологических процессов.
Областями применения изобретения являются электроэнергетика, химическая, перерабатывающая и пищевая промышленность, а также другие, где требуются измерения уровня жидких сред в замкнутых и не доступных другому наблюдению объемах.
В некоторых отраслях промышленности, таких как атомная и тепловая энергетика, необходимо осуществлять высокоточный контроль уровня жидкостей в условиях больших тепломассопереносов контролируемой среды с высокими температурами и давлениями в режиме непрерывного технологического процесса. Измерение уровня жидкостей в таких условиях является основным назначением заявляемого способа измерений.
Заявляемый способ измерения, реализуемый с помощью заявляемых вариантов устройства, является контактным способом измерений, основанным на использовании концентрационного эффекта - возникновения электродвижущей силы (ЭДС) при погружении электродов, изготовленных из одинаковых металлов, в ионосодержащие и/или полярные жидкости. Измерение уровня выполняется путем регистрации наличия ЭДС на электродных парах, образующих вместе с измеряемой жидкостью концентрационные элементы.
ЭДС таких концентрационных элементов даже в случае слабых электролитов, вплоть до дистиллированной воды и ацетона, практически всегда отлична от нуля. Соответственно, по величине ЭДС отличной от нуля можно идентифицировать наличие уровня жидкости на высоте расположения конкретных электродов, реализуя тем самым дискретный принцип измерения уровня.
Известно техническое решение «Рулетка индикационная металлическая» (RU № 2423675, G01F 23/04, опубл. 10.07.2011, бюл. № 19), содержащая ленту измерительную, расположенную в корпусе рулетки с возможностью перемещения в резервуаре с жидкостью, а также накручивания на ось с помощью рычага в узле перемотки, индикатор, состоящий из корпуса со световым окном и электронной схемы, соединенной через контакты с измерительной лентой и корпусом резервуара.
Подтоварная вода вместе с механическими примесями, находящаяся в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами, является электролитом, проводящим электрический ток.
Для определения наличия воды груз рулетки опускают до дна резервуара и отмечают высоту трафарета на штриховой стороне ленты измерительной. При наличии воды в резервуаре между контактами заземления корпуса индикатора и измерительной ленты цепь через провод заземления замыкается на корпус резервуара, и срабатывает электронная схема индикатора со световым диодом. В световом окне индикатора появляется световой сигнал. Обратным ходом, извлекая груз из резервуара, по отключению светового диода определяют границу раздела сред «нефть-вода», делают вторую отметку на штриховой стороне замерной ленты. Разница между отметками высотного трафарета и границы раздела сред дает в сантиметрах высоту слоя подтоварной воды в резервуаре. По градуировочной таблице резервуара определяют количество воды в литрах.
С помощью рулетки возможно достаточно точно осуществить замер уровня подтоварной воды. Однако производить измерение уровня в емкостях под давлением/разрежением не возможно. Для измерения уровня жидкости потребуется прервать технологический процесс и разгерметизировать емкость, что не позволяет реализовать постоянный контроль и автоматическое управление технологическим процессом.
Известен «Способ измерения уровня жидких сред» (RU № 2575472, G01F 23/22, опубл. 20.02.2016, бюл. №5), который включает распределение по высоте резервуара нагреваемых спаев дифференциально включенных термопар, регистрацию электрических сигналов, поступающих с информационных выходов и характеризующих разность температур в зонах размещения спаев, определение уровня жидкой среды в резервуаре на основании обработки регистрируемых сигналов, нагрев спаев производят посредством электрических импульсов, подаваемых непосредственно на электроды дифференциально включенных термопар, определение уровня жидкой среды в резервуаре осуществляют по сигналу, отличному от нуля, с соответствующих дифференциально включенных термопар
Способ позволяет с большой точностью определять уровень жидкости, но измерения проводятся интервально во времени, что не позволяет реализовать постоянный контроль. Кроме того, данный способ требует сложной конструкции устройства для своего осуществления, что не всегда оправдано на практике.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Кондуктометрический способ измерения уровня жидкости» (RU № 2559117, G01F 23/24, опубл. 10.08.2015, бюл. №22), осуществляющий измерение уровня электропроводной жидкости, находящейся в резервуаре с металлической стенкой, предусматривающий размещение электродов на различной высоте и подведение тока к жидкости с помощью двух электродов, контактирующих с внешней стороной стенки резервуара, один из которых находится выше всех других электродов, а другой находится ниже всех других электродов, а определение уровня электропроводной жидкости производится по результатам измерения потенциалов на внешней поверхности резервуара с помощью остальных электродов и многоканального измерительного устройства.
Сигнализатор уровня работает следующим образом. Необходимое значение биполярного импульсного низкочастотного тока пропускается через токовые электроды. Ток протекают по стенке резервуара, создавая на стенке электрическое поле, напряженность которого имеет вертикально направленную компоненту. Разность потенциалов между зондовыми электродами измеряется измерительным устройством, которое вычисляет напряженность электрического поля в промежутке между двумя точками, к которым приварены электроды. Если напряженность электрического поля высокая, то жидкий натрий находится ниже нижнего электрода, если напряженность электрического поля низкая, то уровень достиг верхнего электрода. Если уровень находится где-то между электродами, то положение уровня определяется по определенной формуле при строго заданных неизменяющихся значениях электропроводности контролируемой жидкости.
Для того чтобы напряженность электрического поля была бы чувствительной к жидкому металлу, минимальное расстояние между токовыми электродами должно быть не менее 10-12 толщин стенки резервуара.
Способ позволяет постоянно осуществлять измерения уровня жидкости. Однако использовать его можно лишь для измерения уровня жидкостей с высокой электропроводностью. Данный факт значительно ограничивает область применения.
Существенным недостатком способа является малая точность измерения уровня. Так, точность измерения для дискретных уровнемеров определяется шагом дискретизации - минимальным расстоянием между соседними электродами по вертикали. Учитывая требование к минимальному расстоянию, заданному в прототипе, а именно, «минимальное расстояние между двумя электродами по вертикали должно быть не менее 10-12 толщин стенки резервуара», шаг дискретизации, в самом лучшем случае, будет составлять 60 мм. Применительно к реакторной установке с жидким натрием шаг дискретизации будет не менее 300 мм, учитывая, что толщина её стенок составляет 30 ÷ 50 мм при диаметре активной зоны 1,5 ÷ 2,5 м. (данные о толщине приведены по электронному учебнику для ВУЗ-ов https://designtest.lms.tpu.ru/mod/page/view.php?id=31820).
Задачей изобретения является выполнение высокоточных измерений уровня жидкостей с высокой и низкой электропроводностью в режиме непрерывного технологического процесса.
Решить поставленную задачу возможно посредством объектов настоящего изобретения в соответствии с независимыми пунктами 1, 4, 6 и 8 формулы изобретения, образующих группу изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом. Технические решения, конкретизирующие решения независимых пунктов формулы представлены в зависимых пунктах формулы.
Поставленную задачу изобретения решает заявляемый способ измерения уровня жидкости в резервуаре, реализуемый с помощью заявляемых вариантов устройства, который, как и прототип, включает размещение электродов на различной высоте, регистрацию потенциалов электродов с помощью многоканального измерительного устройства и вычисление положения уровня жидкости.
В отличие от прототипа, в заявляемом способе электроды, электрически изолированные друг от друга и от стенок резервуара, непосредственно контактируют с жидкостью, а вычисление положения уровня жидкости определяется по наличию потенциалов на электродных парах, образующих вместе с измеряемой жидкостью концентрационные элементы. Отсутствие потенциала электродной пары является признаком отсутствия уровня жидкости на высоте соответствующих электродов.
Данные основные отличия от прототипа являются следствием того, что измерения основываются на другом физическом принципе. Так, в заявляемом изобретении используется концентрационный эффект, в прототипе - кондуктометрический метод. Это обеспечивает определенные преимущества в решении поставленной задачи.
Размещение электродов на различной высоте, соответствующей высоте резервуара, и измерение потенциалов электродных пар с помощью многоканального измерительного устройства позволяет, также как и прототипу, определять уровень жидкости, не прерывая технологический процесс. Однако, в отличие от прототипа, точность измерения в заявляемом способе намного выше. Это связано с тем, что точность измерений дискретного уровнемера определяется размером шага дискретизации - расстоянием между электродами по вертикали. В отличие от прототипа, в котором электроды могут располагаться на расстоянии равном 10-12 толщин стенки резервуара, электроды в заявляемом способе могут располагаться сколь угодно близко, лишь бы они не касались друг друга. Следовательно, шаг дискретизации многократно меньше, чем у прототипа, а значит точность намного выше.
Кроме того, заявляемый способ более экономичен, так как не требуется пропускать электрический ток по стенке резервуара и создавать электрическое поле.
Дополнительным техническим результатом по отношению к прототипу является расширение области применения. В прототипе можно выполнять измерения уровня жидкостей только с высокой электропроводностью. Заявляемый способ позволяет измерять уровень как электропроводящих жидкостей, так и слабых электролитов, например, таких как дистиллированная вода, этанол и ацетон.
Дополнительным техническим результатом, по отношению к прототипу, является снижение требований к функциям многоканального измерительного устройства в связи тем, что не нужно измерять величину потенциалов, достаточно фиксации превышения нижнего порога срабатывания по напряжению.
Подключение электродов к многоканальному измерительному устройству позволяет дополнительно увеличить точность измерения уровня путем переключения по различным сочетаниям электродных пар.
Заявляемый способ измерения реализуют три заявляемых варианта технических решений устройства, предусматривающих установку устройства как непосредственно в резервуаре, так и вне резервуара, образуя с ним байпасное соединение.
В первом варианте устройства, как и в прототипе, электроды устанавливаются горизонтально на разной высоте герметичного корпуса с возможностью их подключения к измерительному устройству.
В отличие от прототипа, в заявляемом устройстве корпус выполнен диэлектрическим, на его внешней стороне без прикосновения друг с другом установлены электроды, которые выполнены в виде полосок, плотно прилегающих к корпусу, каждая из которых электрически соединена с расположенным внутри стенки корпуса контактным элементом, через который посредством соединительного провода каждый электрод подключен к многоканальному измерительному устройству.
Устройство по первому варианту, реализующее заявляемый способ, обеспечивает тот же технический результат, что и способ.
Для обеспечения высокой точности измерения электроды разносят по горизонтали корпуса устройства с целью исключения их касаний друг с другом. В таком случае электроды могут располагаться не только без интервалов по вертикали, но даже и перекрывать друг друга по вертикали. В результате обеспечиваемый шаг дискретизации и, следовательно, погрешность измерений будут сведены к размерам самих электродов.
По второму варианту устройство измерения уровня жидкости, как и в прототипе, содержит электроды, установленные горизонтально на разной высоте герметичного корпуса с возможностью их подключения к измерительному устройству.
В отличие от прототипа, корпус, выполненный диэлектрическим с возможностью заполнения его внутренней полости жидкостью резервуара, имеет сквозные отверстия по высоте корпуса, в которых расположены электроды, каждый из которых частью, находящейся внутри корпуса контактирует с жидкостью, а внешней частью соединен посредством проводной связи с многоканальным измерительным устройством, при этом корпус с установленными в нем электродами снабжен герметично закрывающим его снаружи защитным резьбовым кожухом.
Устройство по второму варианту, реализующее заявляемый способ, обеспечивает тот же технический результат, что и способ.
По третьему варианту устройство для измерения уровня жидкости, как и в прототипе, содержит электрически изолированные друг от друга электроды, устанавливаемые на разных высотах корпуса с возможностью подключения их к многоканальному измерительному устройству.
В отличие от прототипа, диэлектрический корпус, выполненный с возможностью заполнения его внутренней полости жидкостью посредством трубопроводов, соединяющих его с резервуаром, имеет сквозные отверстия по высоте корпуса, в которых расположены электроды, каждый из которых контактирует с жидкостью с внутренней стороны корпуса, а внешней частью подключен посредством соединительного провода к измерительному устройству, при этом корпус с установленными в нем электродами снабжен закрывающим его снаружи защитным кожухом, который может быть выполнен разборным.
Устройство по третьему варианту, реализующее заявляемый способ, обеспечивает тот же технический результат, что и способ.
Дополнительным эффектом от использования технического решения по третьему варианту является удобство эксплуатации. Осуществлять обслуживание и ремонт предложенной конструкции значительно проще, чем в предыдущих двух вариантах технических решений, предусматривающих погружное исполнение уровнемера. Выполнение защитного кожуха разборным дополнительно облегчает доступ к конструктивным элементам устройства.
Далее приводятся примеры конкретного выполнения системы и устройств, с помощью которых осуществляется заявляемая группа изобретений.
На Фиг.1 представлена схематично система для осуществления способа измерения уровня жидкости с погружным исполнением устройства для измерения уровня жидкости.
На Фиг. 2 представлена функциональная схема устройства с погружным исполнением устройства для измерения уровня жидкости, соответствующая независимому п. 4 формулы.
На Фиг.3 представлена функциональная схема устройства с погружным исполнением устройства для измерения уровня жидкости, соответствующая независимому п. 6 формулы.
На Фиг. 4 представлена функциональная схема устройства для измерения уровня жидкости, соответствующая независимому п. 8 формулы.
На Фиг.5 представлено схематично подключение к резервуару устройства, выполненного согласно п. 8 формулы.
Для удобства восприятия, если не указано иное, функционально одинаковые элементы на фигурах обозначены одинаковыми номерами позиций.
Система, представленная на Фиг.1, содержит устройство 1 для измерения уровня жидкости (уровнемер), которое помещено в резервуар 2 с жидкостью, путем его закрепления с помощью герметизирующего фланца 3 на верхней стенке резервуара, и подключено с помощью соединительных проводов 4 к многоканальной регистрирующей аппаратуре 5. Устройство 1 содержит выполненные из одного металла электроды 6, которые закреплены с интервалом на корпусе 7 таким образом, что одной частью они подключены к проводам 4, а другой контактируют с жидкостью резервуара. При этом, зная высоту корпуса 7 и его крепления к верхней стенке резервуара, можно установить однозначное соответствие между высотой резервуара 2 и расположением электродов 6.
Устройство 1, представленное на Фиг. 2, содержит диэлектрический корпус 7, на наружной поверхности которого размещены в виде параллельных металлических полосок из одного металла электроды 6, через отверстия в корпусе (на Фиг.2 не показаны) электроды соединены с находящимися на внутренней поверхности контактными элементами 8, которые с помощью проводов 4 могут быть подключены к многоканальной регистрирующей аппаратуре 5, представленной на фиг. 1; в верхней части корпуса устройства предусмотрен фланец 3 с отверстиями 9 для крепления с резервуаром.
Электроды 6 могут располагаться на корпусе в один ряд, а могут, как это представлено на Фиг.2, в два ряда напротив друг друга. Второй ряд электродов может быть расположен относительно первого так, что электроды, не соприкасаясь друг с другом, располагаются без интервала по высоте или каждый последующий перекрывает по высоте предыдущий с противоположного ряда.
Установка электродов может выполняться любым доступным способом, например, вплавлением, врезкой. Для обеспечения герметичности и повышения прочности корпуса после монтажа электродов 6 и соединительных проводов 4 в него заливается электроизоляционный компаунд.
Другое исполнение погружного устройства 1, применяемого в составе системы на фиг. 1, предложено во втором заявляемом техническом варианте устройства на фиг. 3.
Устройство, представленное на Фиг.3, содержит диэлектрический корпус 7, в отверстиях которого установлены выполненные из одного металла электроды 6, каждый из которых одной частью контактирует с жидкостью резервуара, заполняющей внутреннюю полость корпуса 7 через отверстие в нижней части корпуса, а внешней частью посредством проводов 4 подключается к регистрирующему устройству 5, показанному на фиг. 1; с внешней стороны корпус 7 с установленными электродами закрывается герметичным защитным кожухом 10, который крепится к корпусу с помощью резьбовых соединений 11 и 12, выполненных в верхней и нижней частях корпуса; в верхней части корпуса предусмотрен фланец 3 с отверстиями 9 для крепления с резервуаром 2, показанном на фиг. 1, между фланцем 3 и резьбовым соединением 11 установлены трубные проходки 13, через которые проходят провода 4, на верхней части корпуса 7 выполнено сквозное отверстие 14, через которое происходит сообщение давления резервуара во внутреннюю полость корпуса для обеспечения тока жидкости.
Представленный на фиг. 3 вариант устройства обеспечивает более технологичную сборку с упрощенными монтажными работами по отношению к варианту, представленному на фиг. 2.
Устройства, представленные на фиг. 2, 3 могут применяться в любых резервуарах, внутри которых есть свободное пространство для их размещения.
Для теплообменников, сепараторов пароперегревателей, деаэраторов и других технологический емкостей, которые не позволяют устанавливать погружной уровнемер, предлагается другой вариант устройства, представленный на фигуре 4.
Устройство, представленное на Фиг. 4, содержит диэлектрический корпус 7, в отверстиях которого на разных высотах установлены электроды 6, выполненные из одного металла в форме штырей, внешняя часть которых посредством проводов 4 подключена к регистрирующему устройству 5, показанному на фиг. 1, внутренняя часть электродов контактирует с жидкостью резервуара, заполняющей внутреннюю полость корпуса 7 через трубу 15, которая одним концом подсоединена к корпусу 7, а другим концом подсоединяется с помощью фланцевого соединения 3 к резервуару с жидкостью 2; трубу 16, предназначенную для сообщения давления из резервуара во внутреннюю полость корпуса 7, которая соединяется с резервуаром с помощью фланцевого соединения 3 аналогичным образом, что и труба 15; защитный кожух, состоящий из двух частей 17 и 18, которые крепятся к корпусу и затем между собой винтовыми соединениями (на фиг. 4 указаны отверстия 19 для таких винтовых соединений), в верхней части корпуса 7 сделаны отверстия 20, через которые выводятся провода 4.
Техническое решение по данному варианту устройства является байпасным исполнением уровнемера, которое в отличие от первого и второго вариантов, может применяться в резервуарах, где отсутствует возможность установки погружного уровнемера.
Способ осуществляется следующим образом.
Устройство 1 для измерения уровня жидкости, выполненное по первому или второму вариантам (фиг. 2, 3), закрепляется на резервуаре 2 с жидкостью с помощью герметизирующего фланца 3 и подключается посредством проводов 4 к регистрирующей многоканальной аппаратуре 5, что показано на фиг. 1.
В качестве измеряемой жидкости могут выступать сильные электролиты, например, борированная вода и солевые растворы, а также слабые электролиты, такие как ацетон и химически обессоленная вода. Электроды 6 устройства выполняются из одного и того же металла, чтобы не образовывать гальванических пар. При этом используемый металл должен быть износоустойчивым в конкретных условиях применения. В частности, для электроэнергетики предпочтительным является применение нержавеющих сталей.
Электроды 6, выполненные из одного металла, контактируя с ионосодержащей и/или полярной жидкостью в резервуаре 2, образуют концентрационные элементы. ЭДС таких концентрационных элементов даже в случае слабых электролитов достигает десятки и сотни милливольт и является сопоставимой с ЭДС термопар.
Электроды в контакте с воздухом или насыщенным паром концентрационные элементы не образуют. Отсюда, только с электродных пар 6, находящихся в жидкости, сигнал, поступающий на многоканальное регистрирующее устройство 5, будет отличен от нижнего порога срабатывания по напряжению регистрирующего устройства 5 в отличие от электродных пар 6, находящихся в воздухе или в насыщенном паре, которые показывают нулевое значение напряжения. По координатам сработавших электродных пар 6 вычисляется уровень жидкости.
При этом регистрацию наличия напряжения можно выполнять по различным сочетаниям электродных пар путем выполнения соответствующих переключений в измерительном устройстве 5.
Работа устройства, выполненного по варианту на фиг. 4, является аналогичной с тем отличием, что происходит сообщение жидкости из резервуара к устройству по трубе 15. Соответствующая схема соединения резервуара 2 и устройства 1, выполненного в таком варианте, представлена на фиг. 5.
Устройство 1, представленное на фиг. 5, с помощью фланцевых соединений 3 на трубах 15, 16 и 21, 22 соединяется с резервуаром 2, а посредством проводов 4 подключается к многоканальному регистрирующему устройству 5.
Процесс измерения осуществляется следующим образом. Жидкость из резервуара по трубам 21, 15 поступает во внутреннюю полость корпуса 7 и устанавливается на уровне жидкости в резервуаре 2.
Процесс измерения уровня жидкости в корпусе 7 осуществляется также, как и указано выше для устройств, представленных на Фиг. 2 и 3. Измеренный уровень жидкости во внутренней полости корпуса 7 и будет соответствовать уровню в резервуаре 2.
Все варианты устройства позволяют непрерывно определять уровень жидкости с высокой точностью в связи с тем, что расстояние между электродами по вертикали – шаг дискретизации - можно снизить до размеров самих электродов, главное, чтобы они были электрически изолированы друг от друга.
Таким образом, заявляемая группа изобретений, позволит при использовании осуществлять измерение и непрерывный контроль уровня жидкости с высокой точностью.
Claims (9)
1. Способ измерения уровня жидкости, находящейся в резервуаре, предусматривающий размещение электродов на различной высоте, регистрацию наличия потенциалов на электродных парах с помощью многоканального измерительного устройства и вычисление положения уровня жидкости, отличающийся тем, что электроды, выполненные из одного металла, непосредственно контактируют с жидкостью, не соприкасаясь друг с другом и с резервуаром, а вычисление положения уровня жидкости определяется по наличию концентрационной ЭДС на электродных парах, образующих в контакте с измеряемой жидкостью концентрационные элементы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрация наличия потенциалов на электродных парах производится по факту превышения нижнего порога срабатывания по напряжению измерительного устройства.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подключение электродов к измерительному устройству выполняются путем переключения по различным сочетаниям электродных пар.
4. Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее электрически изолированные друг от друга электроды, расположенные по высоте герметичного корпуса с возможностью их подключения к многоканальному измерительному устройству, отличающееся тем, что корпус выполнен диэлектрическим, а электроды, образующие в контакте с измеряемой жидкостью концентрационные элементы, размещены снаружи корпуса и выполнены из одинакового металла в виде плотно прилегающих к нему полосок, каждая из которых электрически соединена с расположенным на внутренней стенке корпуса контактным элементом, через который посредством соединительного провода каждый электрод подключен к многоканальному устройству, регистрирующему наличие концентрационной ЭДС.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что электроды разнесены по горизонтали корпуса таким образом, что они, не касаясь друг друга, устанавливаются без интервалов по вертикали или перекрывают друг друга по вертикали.
6. Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее электрически изолированные друг от друга электроды, устанавливаемые на разных высотах корпуса с возможностью их подключения к многоканальному измерительному устройству, отличающееся тем, что корпус, выполненный диэлектрическим с возможностью заполнения его внутренней полости жидкостью резервуара, имеет сквозные отверстия по высоте корпуса, в которых расположены выполненные из одного металла электроды, каждый из которых контактирует с жидкостью с внутренней стороны корпуса, а внешней частью подключен посредством соединительного провода к измерительному устройству, при этом корпус с установленными в нем электродами снабжен закрывающим его снаружи защитным герметичным кожухом.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что кожух скреплен с корпусом выполненными в их верхних и нижних частях резьбовыми соединениями, обеспечивающими герметичность конструкции.
8. Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее электрически изолированные друг от друга электроды, устанавливаемые на разных высотах корпуса с возможностью подключения их к многоканальному измерительному устройству, отличающееся тем, что корпус, выполненный диэлектрическим с возможностью заполнения его внутренней полости жидкостью через трубопроводы, соединяющие его с резервуаром, имеет сквозные отверстия по высоте корпуса, в которых расположены выполненные из одного металла электроды, каждый из которых контактирует с жидкостью с внутренней стороны корпуса, а внешней частью подключен посредством соединительного провода к измерительному устройству, при этом корпус с установленными в нем электродами снабжен закрывающим его снаружи защитным кожухом.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что защитный кожух выполнен разборным.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140572A RU2695588C1 (ru) | 2018-11-18 | 2018-11-18 | Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140572A RU2695588C1 (ru) | 2018-11-18 | 2018-11-18 | Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2695588C1 true RU2695588C1 (ru) | 2019-07-24 |
Family
ID=67512353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018140572A RU2695588C1 (ru) | 2018-11-18 | 2018-11-18 | Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2695588C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196090U1 (ru) * | 2019-12-01 | 2020-02-17 | Александр Анатольевич Калашников | Корпус многоэлектродного устройства для измерения уровня жидкости |
RU2822209C1 (ru) * | 2023-03-28 | 2024-07-03 | Александр Александрович Калашников | Концентрационный способ измерения уровня жидкости |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112931C1 (ru) * | 1996-10-08 | 1998-06-10 | Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Емкостной датчик уровня |
US7161361B2 (en) * | 2002-12-19 | 2007-01-09 | Hydac Electronic Gmbh. | Device and method for measuring capacitance and device for determining the level of a liquid using one such device |
US7490513B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-02-17 | Vertex Pharmaceuticals, Inc. | Method for sensing levels of conductive liquids |
RU97521U1 (ru) * | 2009-12-17 | 2010-09-10 | Михаил Игоревич Федотов | Емкостной уровнемер |
EP3149435A2 (en) * | 2014-05-30 | 2017-04-05 | Eltek S.p.A. | A sensor for detecting the level of a medium |
-
2018
- 2018-11-18 RU RU2018140572A patent/RU2695588C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112931C1 (ru) * | 1996-10-08 | 1998-06-10 | Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Емкостной датчик уровня |
US7161361B2 (en) * | 2002-12-19 | 2007-01-09 | Hydac Electronic Gmbh. | Device and method for measuring capacitance and device for determining the level of a liquid using one such device |
US7490513B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-02-17 | Vertex Pharmaceuticals, Inc. | Method for sensing levels of conductive liquids |
RU97521U1 (ru) * | 2009-12-17 | 2010-09-10 | Михаил Игоревич Федотов | Емкостной уровнемер |
EP3149435A2 (en) * | 2014-05-30 | 2017-04-05 | Eltek S.p.A. | A sensor for detecting the level of a medium |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196090U1 (ru) * | 2019-12-01 | 2020-02-17 | Александр Анатольевич Калашников | Корпус многоэлектродного устройства для измерения уровня жидкости |
RU2822209C1 (ru) * | 2023-03-28 | 2024-07-03 | Александр Александрович Калашников | Концентрационный способ измерения уровня жидкости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2245430T3 (en) | PROCEDURE FOR PREVENTIVE MAINTENANCE AND / OR DETERMINATION OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY BY A MAGNET-INductive FLOW METER | |
US4065373A (en) | Hydrogen patch cell | |
CN101769770B (zh) | 用于操作流量测量装置的方法 | |
US8427336B2 (en) | Monitoring of undesirable fluid ingress into subsea control modules | |
RU2596631C1 (ru) | Температурная диагностика для монокристаллического датчика давления рабочей жидкости | |
EP3201574B1 (en) | Magnetic flowmeter with vapor permeation sensor | |
RU2695588C1 (ru) | Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) | |
JP2006153635A (ja) | タンク内液体の漏れ検知装置 | |
JP6257915B2 (ja) | 水位・温度計測装置および水位・温度計測システム | |
RU2822209C1 (ru) | Концентрационный способ измерения уровня жидкости | |
RU2777165C1 (ru) | Установка для обнаружения утечек технологических жидкостей | |
RU196090U1 (ru) | Корпус многоэлектродного устройства для измерения уровня жидкости | |
RU2559117C2 (ru) | Кондуктометрический способ измерения уровня жидкости | |
RU2636254C1 (ru) | Способ обнаружения утечек технологических жидкостей | |
RU2787690C1 (ru) | Сигнализатор уровня жидкости | |
WO2014116107A1 (en) | Method and device for corrosion testing of solar cells | |
RU2697408C1 (ru) | Способ измерения параметров жидкости | |
RU2826824C1 (ru) | Непрерывно-дискретный способ определения уровня жидких, многослойных и многофазных сред (варианты) | |
CN220751299U (zh) | 一种电阻式液位计和加热装置 | |
SU887959A2 (ru) | Устройство дл определени параметров герметизации пары клапан-седло | |
RU2215267C2 (ru) | Корреляционный способ измерения объемного расхода жидкости (варианты) и устройство для его осуществления | |
SU1000769A1 (ru) | Уровнемер дл электропроводных жидкостей | |
RU2035034C1 (ru) | Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей | |
CA1310719C (en) | Leak detection system for storage tanks | |
KR20110045858A (ko) | 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200715 |