RU2793994C1 - Kit for installation of measuring sensors at a given depth of liquid that do not allow complete immersion - Google Patents

Kit for installation of measuring sensors at a given depth of liquid that do not allow complete immersion Download PDF

Info

Publication number
RU2793994C1
RU2793994C1 RU2022114682A RU2022114682A RU2793994C1 RU 2793994 C1 RU2793994 C1 RU 2793994C1 RU 2022114682 A RU2022114682 A RU 2022114682A RU 2022114682 A RU2022114682 A RU 2022114682A RU 2793994 C1 RU2793994 C1 RU 2793994C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
kit
sensors
given depth
measuring sensors
Prior art date
Application number
RU2022114682A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Кураков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Югорский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Югорский государственный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Югорский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2793994C1 publication Critical patent/RU2793994C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement kits.
SUBSTANCE: kit for measurements in liquid at a given depth contains a body with a perforation in the lower part, a cover, a movable float to which the sensors are attached, a branch pipe with a valve, and an oil seal. The upper part is hermetically sealed, an external device for pumping air inside is connected to it.
EFFECT: possibility of deep-sea measurements with sensors that do not allow complete immersion.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к средствам измерения и предназначено для измерения физических значений свойств жидкостей на заданной глубине.The invention relates to measuring instruments and is intended for measuring the physical values of the properties of liquids at a given depth.

При проведении измерений в жидкой среде часто возникают ситуации, когда необходим контакт чувствительного элемента со средой в толще жидкости на заданной глубине, а конструкция датчика не позволяет погружать его полностью в жидкость. Это справедливо, например, для стеклянных электродов измерителя водородного показателя (PH), где из электрода под действием силы тяжести должен истекать рабочий раствор в процессе измерения. When carrying out measurements in a liquid medium, situations often arise when it is necessary to contact the sensitive element with the medium in the liquid at a given depth, and the design of the sensor does not allow it to be completely immersed in the liquid. This is true, for example, for glass electrodes of a pH meter, where the working solution must flow from the electrode under the action of gravity during the measurement process.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для измерения уровня воды в водоёмах (патент RU № 2627569, G01F 23/68, G01F 23/28, G01F 23/292). Устройство содержит вертикально расположенную трубу, в нижней части которой размещена насадка с отверстием по оси для подвода воды в полость трубы. Внутри трубы размещен свободно плавающий в воде поплавок, который выполнен в виде полого или сплошного диска, перекрывающего сечение трубы по внутреннему его контуру с зазором. Поплавок выполнен из легкого влагоотталкивающего материала, например, пластика. В верхней части трубы помещен измерительный прибор, в качестве которого можно использовать оптический или иной измеритель расстояния, зондирующий луч которого направлен преимущественно на центральную часть, плавающего в воде диска. Отверстие в насадке размещено соосно главной оси трубы и составляет, преимущественно, 10-20 мм в диаметре. Труба в верхней части содержит кожух, защищающий измерительный прибор от метеоосадков и солнечного излучения, а также выпускное отверстие, связывающее полость трубы с внешней воздушной средой водоема.A device for measuring the water level in reservoirs is known (patent RU No. 2627569, G01F 23/68, G01F 23/28, G01F 23/292). The device contains a vertically located pipe, in the lower part of which there is a nozzle with an axial hole for supplying water into the pipe cavity. Inside the pipe there is a float freely floating in the water, which is made in the form of a hollow or solid disk, overlapping the pipe section along its inner contour with a gap. The float is made of lightweight water-repellent material, such as plastic. A measuring device is placed in the upper part of the pipe, which can be an optical or other distance meter, the probing beam of which is directed mainly to the central part of the disk floating in the water. The hole in the nozzle is placed coaxially with the main axis of the pipe and is mainly 10-20 mm in diameter. The pipe in the upper part contains a casing that protects the measuring device from meteorological precipitation and solar radiation, as well as an outlet that connects the cavity of the pipe with the external air of the reservoir.

Недостатки: устройство не обеспечивает возможность использования измерительных устройств, для которых необходим контакт чувствительного элемента со средой в толще жидкости на заданной глубине, но конструкция которых не позволяет погружать их полностью.Disadvantages: the device does not provide the possibility of using measuring devices that require contact of the sensitive element with the medium in the liquid column at a given depth, but whose design does not allow them to be completely immersed.

Известно устройство измерения вертикального профиля плотности морской воды (патент RU, 2631017, G01 N9/26). Измеритель вертикального профиля плотности морской воды содержит вертикальную трубку с открытым нижним отверстием и доступным верхним отверстием, датчик разностного давления внутри трубки и атмосферы, управляемый компрессор воздуха, первый распределенный термопрофилемер, размещенный внутри вдоль трубки, второй распределенный термопрофилемер, размещенный вне вдоль трубки, блок электроники и процессор. Блок электроники служит для преобразования в цифру сигналов с выходов датчика давления и термопрофилемеров и для обеспечения электропитания компрессора. Процессор служит для первичной обработки измерений, вычисления плотности и управления компрессором. К верхнему отверстию трубки подключены компрессор и датчик давления. Вход управления компрессора, выход датчика давления, входы-выходы термопрофилемеров поданы на блок электроники, выход которого подан на процессор. A device for measuring the vertical density profile of sea water is known (patent RU, 2631017, G01 N9/26). SUBSTANCE: seawater vertical density profile meter contains a vertical tube with an open lower hole and an accessible upper hole, a differential pressure sensor inside the tube and the atmosphere, a controlled air compressor, the first distributed thermal profiler located inside along the tube, the second distributed thermal profiler located outside along the tube, an electronics unit and processor. The electronics unit is used to digitize the signals from the outputs of the pressure sensor and thermal profilers and to provide power to the compressor. The processor is used for primary processing of measurements, density calculation and compressor control. A compressor and a pressure sensor are connected to the upper opening of the tube. The compressor control input, pressure sensor output, thermal profiler inputs and outputs are fed to the electronics unit, the output of which is fed to the processor.

Недостатки: невозможно использование измерительных устройств, для которых необходим контакт чувствительного элемента со средой в толще жидкости на заданной глубине, но конструкция которых не позволяет погружать их полностью.Disadvantages: it is impossible to use measuring devices that require contact of the sensing element with the medium in the liquid column at a given depth, but whose design does not allow them to be completely immersed.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей изобретения является расширение арсенала устройств измерения параметров жидкостей на заданной глубине посредством использования датчиков, не допускающих полное погружение. The objective of the invention is to expand the arsenal of devices for measuring the parameters of liquids at a given depth through the use of sensors that do not allow complete immersion.

Для решения этой проблемы служит комплект для установки измерительных датчиков в жидкости на заданной глубине, которое содержит корпус, измерительный датчик и управляемое устройство для закачки внутрь корпуса воздуха под давлением.To solve this problem, a kit for installing measuring sensors in liquid at a given depth is used, which contains a housing, a measuring sensor and a controlled device for pumping air under pressure into the housing.

В отличие от известного устройства, корпус в верхней части закрыт герметичной крышкой. В верхней части корпуса имеется патрубок с клапаном, который подсоединен к управляемому устройству для закачки в корпус воздуха под давлением. Также в верхней части корпуса расположено устройство (сальник, муфта) для герметичного подключения сигнальных кабелей, подключающихся к датчикам. Внутри корпуса, в нижней его части, установлен подвижный поплавок, конструкция которого предусматривает возможность крепления к нему датчиков, в том числе не допускающих полного погружения в среду, в которой плавает поплавок. Нижняя часть корпуса имеет перфорацию для стравливания нагнетаемого через клапан воздуха, что предотвращает выталкивание поплавка из корпуса и ограничивает нижний предел уровня жидкости.In contrast to the known device, the housing in the upper part is closed with a sealed lid. In the upper part of the housing there is a branch pipe with a valve, which is connected to a controlled device for pumping air under pressure into the housing. Also in the upper part of the housing there is a device (gland, coupling) for hermetic connection of signal cables connected to the sensors. Inside the housing, in its lower part, a movable float is installed, the design of which provides for the possibility of attaching sensors to it, including those that do not allow complete immersion in the medium in which the float floats. The lower part of the body is perforated to bleed the air pumped through the valve, which prevents the float from being pushed out of the body and limits the lower limit of the liquid level.

Изобретение иллюстрируется рисунком, на котором представлен комплект для установки измерительных датчиков в жидкой среде на заданной глубине.The invention is illustrated by a drawing, which shows a kit for installing measuring sensors in a liquid medium at a given depth.

Комплект содержит корпус, который представляет из себя полый цилиндр (трубу) 1, герметично закрытый с верхнего конца крышкой 2, внутри нижней части трубы находится подвижный поплавок 3, к которому крепятся датчики 4, требующие контакта с жидкостью, в том числе не допускающие полного погружения. В нижней части корпуса 1 имеется перфорация 5 для стравливания лишнего воздуха из корпуса и облегчения циркуляции исследуемой жидкости. Для закачки воздуха под давлением в верхней части корпуса установлен патрубок с клапаном 6, к которому подсоединяется внешний компрессор. Также в верхней части корпуса расположен сальник (муфта) 7 для герметизации сигнальных проводов для подключения датчиков к внешнему измерительному устройству.The kit contains a housing, which is a hollow cylinder (pipe) 1, hermetically sealed from the upper end with a lid 2, inside the lower part of the pipe there is a movable float 3, to which sensors 4 are attached, requiring contact with liquid, including those that do not allow complete immersion . In the lower part of the body 1 there is a perforation 5 to bleed excess air from the body and facilitate the circulation of the test liquid. To pump air under pressure, a branch pipe with valve 6 is installed in the upper part of the body, to which an external compressor is connected. Also in the upper part of the housing there is a gland (coupling) 7 for sealing signal wires for connecting sensors to an external measuring device.

Комплект используется следующим образом.The kit is used as follows.

Цилиндр 1 вместе с поплавком 3 частично погружают в исследуемую жидкость. Датчики 4, закрепленные на поплавке 3, и подключенные ко внешнему измерительному блоку через сальник 7, таким образом, контактируют с исследуемой жидкостью. Закрывают герметично крышку 2 и включают внешний компрессор. Жидкость выталкивается из цилиндра 1 вниз давлением воздуха, нагнетаемого внешним компрессором через патрубок с клапаном 6. При опускании поплавка 3 до необходимого уровня внешний компрессор выключают, и подачу воздуха прекращают. Клапан в патрубке 6 обеспечивает поддержание давления воздуха, необходимого для удержания поплавка 3 в нужном положении. Перфорация 5 в нижней части цилиндра 1 служит дополнительным защитным клапаном, через который, в случае слишком глубокого погружения поплавка 3, стравливается лишний воздух из цилиндра 1, что не позволяет воздуху вытолкнуть поплавок 2 из корпуса. Также перфорация 5 облегчает попадание жидкости к датчикам 4. При поднятии поплавка 3 выше необходимого уровня включают внешний компрессор и возобновляют подачу сжатого воздуха через патрубок с клапаном 6. Таким образом регулируют необходимый рабочий уровень жидкости в цилиндре, и датчик входит в контакт со средой на необходимой глубине. Контроль положения поплавка 3 в корпусе 1 проводят либо визуально (например, при использовании прозрачной крышки и цветных меток внутри корпуса), либо косвенно по наличию/отсутствию выделяющихся на поверхности жидкости пузырей воздуха, стравливаемого через перфорацию 5 (при этом положение устройства выбирают так, чтобы верхние отверстия перфорации находились на той глубине, на которую требуется установить датчики), либо другим удобным способом.Cylinder 1, together with float 3, is partially immersed in the test liquid. The sensors 4 fixed on the float 3 and connected to the external measuring unit through the stuffing box 7 thus come into contact with the investigated liquid. Cover 2 is hermetically sealed and the external compressor is turned on. The liquid is pushed down from the cylinder 1 by the pressure of the air pumped by the external compressor through the branch pipe with the valve 6. When the float 3 is lowered to the required level, the external compressor is turned off and the air supply is stopped. The valve in the nozzle 6 maintains the air pressure necessary to hold the float 3 in position. Perforation 5 in the lower part of the cylinder 1 serves as an additional protective valve through which, in case of too deep immersion of the float 3, excess air is bled from the cylinder 1, which does not allow the air to push the float 2 out of the body. Also, the perforation 5 facilitates the ingress of liquid to the sensors 4. When the float 3 rises above the required level, the external compressor is turned on and the compressed air supply is resumed through the branch pipe with valve 6. Thus, the required working level of the liquid in the cylinder is regulated, and the sensor comes into contact with the medium at the required depth. The position of the float 3 in the housing 1 is monitored either visually (for example, using a transparent cover and colored marks inside the housing), or indirectly by the presence/absence of air bubbles released on the surface of the liquid, bled through the perforation 5 (in this case, the position of the device is chosen so that the upper perforations were at the depth at which the sensors are to be installed), or in another convenient way.

Таким образом, установка датчиков, не предназначенных для использования на глубине, предоставляет возможность некоторых измерений, недоступных ранее, например, измерение водородного показателя (PH) на глубине прецизионными датчиками, не допускающими полное погружение.Thus, the installation of sensors not intended for use at depth allows some measurements that were not possible before, for example, the measurement of hydrogen index (PH) at depth with precision sensors that cannot be completely immersed.

Claims (1)

Комплект для установки измерительных датчиков в жидкости на заданной глубине, содержащий корпус, крышку, поплавок и измерительные датчики, отличающийся тем, что верхняя часть корпуса герметично закрыта и к ней подсоединено посредством патрубка с клапаном внешнее устройство для закачки воздуха внутрь корпуса, а подвижный поплавок с измерительными датчиками установлен в нижней части корпуса, причем нижняя часть корпуса имеет перфорацию.A kit for installing measuring sensors in a liquid at a given depth, containing a body, a cover, a float and measuring sensors, characterized in that the upper part of the body is hermetically closed and an external device for pumping air into the body is connected to it via a branch pipe with a valve, and a movable float with measuring sensors is installed in the lower part of the housing, and the lower part of the housing has a perforation.
RU2022114682A 2022-05-31 Kit for installation of measuring sensors at a given depth of liquid that do not allow complete immersion RU2793994C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793994C1 true RU2793994C1 (en) 2023-04-11

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU39443A1 (en) * 1934-02-23 1934-10-31 Т.И. Русин A device for sampling water and soil from the bottom of reservoirs
SU105676A1 (en) * 1955-02-28 1957-05-25 М.М. Иванов Depth gauge
SU1164582A1 (en) * 1983-03-22 1985-06-30 Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова Sampler
US4813282A (en) * 1986-12-09 1989-03-21 Veglia Borletti S.R.L. Vehicle fuel level sensor
RU124802U1 (en) * 2012-06-13 2013-02-10 Герман Самуилович Ольшанский LIQUID SAMPLE DEVICE FROM PIPELINE
RU2627569C1 (en) * 2016-04-20 2017-08-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ "ВГИ") Device for measuring water level in reservoirs
CN107957483A (en) * 2017-11-02 2018-04-24 刘科 A kind of measurement of ph value device of chemical plant hot waste water

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU39443A1 (en) * 1934-02-23 1934-10-31 Т.И. Русин A device for sampling water and soil from the bottom of reservoirs
SU105676A1 (en) * 1955-02-28 1957-05-25 М.М. Иванов Depth gauge
SU1164582A1 (en) * 1983-03-22 1985-06-30 Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова Sampler
US4813282A (en) * 1986-12-09 1989-03-21 Veglia Borletti S.R.L. Vehicle fuel level sensor
RU124802U1 (en) * 2012-06-13 2013-02-10 Герман Самуилович Ольшанский LIQUID SAMPLE DEVICE FROM PIPELINE
RU2627569C1 (en) * 2016-04-20 2017-08-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ "ВГИ") Device for measuring water level in reservoirs
CN107957483A (en) * 2017-11-02 2018-04-24 刘科 A kind of measurement of ph value device of chemical plant hot waste water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1068820A (en) Improvements in or relating to apparatus for use in determining electrochemical qualities of a body of liquid
US4307609A (en) Liquid density meter
RU2793994C1 (en) Kit for installation of measuring sensors at a given depth of liquid that do not allow complete immersion
US3881344A (en) Monitor for continuously measuring surface tension of liquids
US3800595A (en) Sample extraction method and apparatus
US4702102A (en) Direct readout dissolved gas measurement apparatus
RU2627569C1 (en) Device for measuring water level in reservoirs
CN203117073U (en) Portable fast and accurate ore pulp density measurement instrument
CN107462498A (en) Low pressure liquid surface tension coefficient method of testing
KR20030035011A (en) A water-collecting equipment using pipe
Whitfield A Compact Potentiometric Sensor of Novel Design. In Situ Determination of pH, pS2−, and Eh
CN206891537U (en) A kind of water-depth measurement device
US2741911A (en) Gas concentration measurement
US1960923A (en) Gauge for determining pressures in deep wells
CN207866288U (en) A kind of undersea detection device
SU1298614A1 (en) Device for determining accessible porosity volume of solids
CN205374300U (en) Accurate temperature control's index of refraction survey device
US5824911A (en) Fluid pressure measuring device interface
CN108562707A (en) A kind of water quality monitoring probe protecting structure of adaptive water level depth
RU2242726C2 (en) Level meter
GB2562925A (en) Device for detecting gas in fluids
CN208721195U (en) Sensor jacket, liquid level detection device and liquid level detection system
US3224276A (en) Pressure testing apparatus
SU947410A1 (en) Deep-well level gauge
CN200986520Y (en) Argillite density determination instrument