SU1448208A1

SU1448208A1 - Устройство измерени уровн жидкости

Info

Publication number: SU1448208A1
Application number: SU853855146A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Павлович Бушланов; Владимир Иванович Кудрявцев; Василий Николаевич Хромов
Original assignee: Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено дл измерени уровн жидкости. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . При перемещении дна 5 сильфона 4 вследствие изменени уровн контролируемой жидкости точка отбора давлени , расположенна в плоскости дна 5, переке щаетс . Дл фиксации точки отбора давлени ее соедин ют с подвижным штоком 6, соединенным с поршнем 7 и камерой посто нного объема Зо Между сильфоном и поршнем 7 заливаетс балластна жидкость 10 дл компенсации воздействи на тело сильфона 4 архимедовых сил, вызьшаюпщх его изгиб. При изменении уровн контролируемой жидкости изменение объема, занимаемого балластной жидкостью 10 при перемещении дна 5, равно изменению объема сильфона что не вызьгоает изменение уровн балластной жидкости. 10. 1 ил. to «s-asea Е V.CSST/

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к устройствам измерени уровн жидкости, и может быть применено в различных отрас л х промышленности и сельского хоз йства .

Цель изобретени - повьппение точности измерени .

На чертеже изображено устройство измерени уроан жидкости/

Устройство содержит измерительный преобразователь 1 давлени , соединенный с импульсной трубкой 2, другой конец ко- торой опущен в исследуемую жидкость и соединен с камерой 3 посто нного объема, герметично закрытой сильфо- ном 4, с внутренней стороны 5 которого присоединен шток 6,

Шток 6 с поршнем 7 перемещаютс в камере 3 посто нного объема, соединенной с импульсной трубкой 2 посредством трубки 8 и крана 9. Камера s3 посто нного объема установлена соосно с чувствительным элементом 4, причем форма и размеры ее поперечного сечени идентичны поперечному сечению чувствительного элемента 4 в месте его закреплени . Между чувствительным элементом и поршнем 7 находитс балластна жидкость 10 с N платностью, большей плотности исследуемой жидкости и массой М, удовлетвор ющей соотнов ению

М р-S l,

плотность исследуемой жидкости;

поперечное сечение чувствительного элемента 4; длина ютока 6. Устройство работает следующим образом.

При перемещении дна 5 чувствительного элемента 4 вследствие ежа- ти газовой среды в нем и в трубке 2 под действием давлени жидкости в баке или вследствие объемного расширени газа (в отличие от прототипа ) точка отбора давлени , располо- женна в плоскости дна 5 чувствительного элемента (снльфона), перемещаетс на одном уровне, принимаемом за нулевой, а уровень жЗДкости относительно нулевого определ етс по формуле

Р +

„ . ......

где

Р

Ь

1

-i

5 0

5

5 0 5

0

5

0

где Н - измер емый уровень жидкости

в баке относительно нулевого; К - коэффициент жесткости сильфона 4; S - площадь дна чувствительного

элемента 5 сильфона 4; Р - давление в импульсной трубке 2; X - перемещение точки отбора

давлени ;

Р - плотность жидкости в баке; g - ускорение свободного падени . При отсутствии температурных изменений существует однозначна зависимость между X и Р, вследствие чего можно было бы говорить об однозначной зависимости Н и Р (в отличие от прототипа). Однако температурные вли ни исключают такую св зь и внос т элемент случайности в изменение X, следовательно, создают ошибку измерений ,, дл ликвидации которой необходимо максимально уменьшить вли ние величины X при измерении уровн Н

за счет уменьшени коэффициента жесткости чувствительного элемента 4. Это достигаетс , например, применением сверхм гких сильфонов и в лых мембран.

Однако такого рода чувствительные элементы будут подвергатьс воздействию архимедовых сил, создающих изги- баювдй момент, относительно их соединени с камерой 3 посто нного объема , деформирующих чувствительные, элементы и смещающих точку отбора давлени в вертикальной плоскости.

Дл ликвидации этого влени необходимо зафиксировать точку отбора давлени на одном уровне и исключить воздействие сил в вертикальной плоскости . Дл этого можно соединить точку отбора давлени с подвижным штоком 6, соединенным с поршнем 7 и камерой 3 посто нного объема, что обеспечивает перемещение точки отбора давлени по направл ющей, расположенной в горизонтальной плоскости. Тогда пренебрега коэффициентом жесткости сильфона , определ ют уровень жидкости по формуле

Н - -1-

п - ----- ,

.Р

Таким образом, при правильном подборе объема сильфона полностью исключаетс вли ние темпер уры на показани устройства, а уровень жидкости пр мопропорционален показани м измерительного преобразовател 1 давлени .

Между чувствительным элементом 4 и поршнем 7 задуваетс балластна жидкость 10 дл компенсации воздейсви на тело сильфона архимедовых сил, распределенных равномерно по длине сильфона 4, действующих вертикально вверх, и вызыван щх изгиб сильфона относительно его закреплени и вертикальное смещение точки отбора давлени , что вызывает ошибку в измерении уровн .

Условие коьшенсации ошибки заключаетс в том, чтобы изгибающий момент относительно мест закреплени сильфона 4 был равен нулю

I-- р. g-S -г- о. в St -т- -(in.+

1 1

-- PS 8- K -2

.Sx::9-L).gi4F,-i о.

де Sg - площадь дна чувствительного 25 элемента 5 (сильфона), смоченного балластной жидкостью 10;

т. - масса дна 5 сильфона 4;

т - масса тела сильфона 4; зо

т - масса штока 6;

1 - переменна длина сильфона 4;

f, - сила, создающа с балансировочным элементом 11, действующа на дно 5 сильфона 4; s

l - плечо силы.

F,

При этом выбирают

ГОт+СТи

F - 1

(

2

)-8-1

Тогда услови компенсации определ ют смачиваемую балластной жидкостью площадь дна 5 сильфона 4

с - ei§-- ре

Отсюда масса балластной жидкости М, необходима дл компенсации архимедовых сил, определ етс из соотношени

зонтальной плоскости, вызываемых изменением уровн исследуемой жидкости, температуры газа в сильфоне 4 или абсолютного давлени газа над зеркалом исследуемой жидкости, уровень балластной жидкости в сильфоке Д не измен етс . Это обеспечиваетс тем, что изменение объема, занимаемого балластной жидкостью 10 при перемещении дна 5 сильфона 4 в камере 3 посто нного объема, равно изменению объема сильфона 4, поскольку камера 3 пос- то нног о объема установлена соосно

с дном 5, причем форма и размеры ее поперечного сечени идентичны поперечному сечению дна чувствительного элемента в месте его закреплени . Целесообразно балластную жидкость

10 выбирать со свойствами смазки дл облегчени перемещени поршн 7 в камере 3 посто нного объема. .

ормула изобретени

Устройство измерени уровн жидкости , содержащее снпьфон, погружен- ньй в контролируемую жидкость, ось которого расположена в горизонталь- ной плоскости, измерительный преобразователь давлени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , соосно с сильфоном присоединена камера посто нного объема, внутри которой размещен щток, одним концом жестко св занный с дном сильфона, а другим - с поршнем, на второй стороне которого закреплен стержень с балансировочным грузом, при этом размеры поперечного сечени камеры посто нного объема идентичны размерам поперечного сечени сильфона, а объем, ограниченный стенками сильфона и поршнем, заполнен балластной жидкостью с плотностью, большей плотности контролируемой жидкости , и массой М, удовлетвор ющей соотношению

50

М

р Ь-1,

Claims

Формула изобретения где Sg· - площадь дна чувствительного элемента 5 (сильфона)смоченного балластной жидкостью 10;

ш₄ - масса дна 5 сильфона 4; т_т - масса тела сильфона 4; \

- масса штока 6;

1' - переменная длина сильфона 4;

F_? - сила, создающаяся балансировочным элементом 11, действующая на дно 5 сильфона 4;

1 - плечо силы.

При этом выбирают

V 1 =(тп₄+ -Z-1 .

Тогда условия компенсации определяют смачиваемую балластной жидкостью площадь дна 5 сильфона 4

Отсюда масса балластной жидкости М, необходимая для компенсации архимедовых сил, определяется из соотношения

М = Sj· 1 >р$= р· S - 1.

При перемещениях дна 5 чувствительного элемента сильфона 4 в гориВНИИПИ Заказ 6837/46

Произв.-полигр. пр-тие,

Устройство измерения уровня жидкости, содержащее сильфон, погруженный в контролируемую жидкость, ось которого расположена в горизонталь3Q ной плоскости, измерительный преобразователь давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, соосно с сильфоном присоединена камера постоянного объема, внутри которой раз³⁵ мещен шток, одним концом жестко связанный с дном сильфона, а другим с поршнем, на второй стороне которого закреплен стержень с балансировочным грузом, при этом размеры поперечного сечения камеры постоянного объема идентичны размерам поперечного сечения сильфона, а объем, ограниченный стенками сильфона и поршнем, заполнен балластной жидкостью с плотностью, большей плотности контролируемой жидкости, и массой М, удовлетворяющей соотношению м = р · S -1,

50 I где р - плотность контролируемой жидкости;

S - поперечное сечение сильфона; 1< - длина штока.

55 . ‘

Тираж 717 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4