(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР(54) HYDROSTATIC LEVEL
Изобретение относитс к приборостроению и может примен тьс дл измерени уровн жидкостей с непосто нной плотностью. .. В известном сигнализаторе уровн жидкости с целью устранени вли ни плотности на линии выхода воздуха нз сопла пнёвм|опреобразовател установлен регулируемый дроссель, кинематически св занный через передаточный механизм с силовым элементом-сильфоном, полость которого с помощью импульсной линии соединена с выходом пневматического преобразовател плотности 11. Недостаток этого устройства закгоочаетс в том, что схемное решение его обуславливает наличие погрешности автоматического регулировани . Величина этих погрешностей зависит не только от точности изготовле1ш рабочих поверхностей регулируемого дроссел , но и св зана с тем, что расходные характеристеки дроссел нелинейны, а устройства или элемент, учитьгоающего эту нелинейность, в схеме не содержатс . Наиболее близким по технической сущности к йредла аемому вл етс гидростатический датчик уровн жидкости, который содержит упругий чувствительный элеме1гг в виде сильфона , св занный через передаточный механизм, выполненный в виде двуплечего рычага, с указателем уровн . Дл коррекции по плотности устройство дсиопнительно снабжено преобразователем плотности, выполненным в виде поплавка посто нного погружени , св занного посредством двух блоков и нити с механизмом изменени соотношени длин плеч рычага, выполненным в виде подпружиненной подвижной каретки 2. Недостатком этого устройства вл етс то, что в нем не предусмотрена перестройка верхнего предела измерени , так как зто св зано с тем, что при различных значени х верхнего предела измер емого уровн жидкости и при одинаковом диапазоне изменени ее плотности требуетс различный ход каретки, что, в свою очередь, св зано не только с заменой чувствительного элемента или соотношени длии плеч рычага передаточного механизма, но и с изменением объема посто 1шо погруженного пснтлавка. 3 Кроме того, cxeMiaiM решением не предусмотрено устранение погрешности V измерени из-за нелинейности характеристики механизма автоматической коррекции по плотности, св занной с наличием веса толкател и рычага, а также изменени длины плеча последнего. Цель изобрете1ш - повыше1ше точности измерени и обеспечение возможности гистройхи верхнего предела измерени уровн при изменении плотности жидкости. Поставленна цель достигаетс тем, что мехаш1зм автоматической коррекщти по плотности снабжен соединенным с поплавком посто тюго погружеш1 пневмопре образ ователем плотности, операционным умножителем и упругам силовым элементом выполнен в виде двух рычагов, точки опоры которых расположены в одной плоскости с направлением действи сосредоточенного усили , развиваемого упругим чувствительным элементом, один из которых кинематически св зан с передаточным механизмом силового преобразовател , а второй е упругим силовым элементом и между собой через подвижную каретку, при этом упругай силовой злемент соединен с выходом пневматического операционного умножител , а вход последнего.- с двум регулируемыми пневмосопротивлени ми , одно из которых сообщаетс с атмосферой, а второе подключено к преобразователю плотности. На Чертеже схематически изображен гидрост тический уровнемер. Уроэнемер состоит из упругого чувствительного злемента 1, воспри1шмающего гидростатическое давле1П1е столба жидкости в резервуаре 2, рычага 3, кинематически св занного с упругим чувствительным элементом 1, и рычага 4 с передаточным механизмом силового преобразовател 5, Точки . onoptji этих рычагов расположены в одной плоскости с линией дейст ви сосредоточенного усили , развиваемого упру гим чувствителы{ым элементом, на противоположных сторонах относительно ее. Между рычагами установлена подвижна каретка 6, котора посредством т ги 7 св зана с упругам силовым элементом 8, выполненным в виде сильфона. Полость этого сильфона соединена с выходом пневматического операционного умно штел 9, посто нный коэффициент которого больше единицы. Вход его подключен к регулируемому пневмосопротивлению 10, второй конец которог сообщаетс с атмосферой, и - к регулируемому пневмосопротивлению 11, второй конец которого подключен к выходу преобразовател плотности 12. Выходной сигнал преобразовател плотности стандартный П1 евматический. Работает устройство следующим образом. Гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 2 воздействует на упругий чувствитель4 ный злемент 1 и преобразуетс в сосредоточенное усилие Р, велишна которого пропорциональна высоте столба и плотности жидкости в резервуаре 2. Сосредоточенное усилие, развиваемое ynpyniM чувствительным злементом 1, через рычаг 3, подвижную каретку 6 и рычаг 4 воздействует 1И передаточный механизм ошового преобразовател 5. На выходе силового преобразовател образуетс сигнал, величина которого пропорциональна сосредоточенному усилию, воздействующему на его передаточный механизм со стороны рычага 4. При изменении плотности жидкости в резервуаре 2, например, увеличении и неизменном уровне ее в нем, сосредоточенное усилие, развиваемое упругим чувствительным злементом, увеличитс . Так как высота столба жидкости в резервуаре 2 остаетс неизме1шой, то и усилие Р, воздействующее на передаточный механизмсилового преобразовател 5, должно остатьс неизменным. Это обеспечиваетс соответ тзующим перемеще1шем подвижной каретки 6 вдоль рычагов 3 и 4. Величина и направление перемеще}ш подвижной каретки 6 зависит от изменени велимны избыточного давлени воздуха в упругом силовом элементе 8, которое, в свою очередь, зависит от плотности жидкости в резервуаре 2. При изменении плотности жидкости в резервуаре 2, например при увеличении на выходе преобразовател плотности 12, на входе операционного умножител 9 и в полости силового злемента избыточное давление воздуха также возрастет. Это прнведет к увеличению на необходимуш величину длины плеча Е рычага 3 и уменьше1шю на такую же величину длины плеча Р рычага 4, в результате чего усилие, воздействующее на передаточный механизм силового преобразовател 5, уменьшаетс на величину, пропорциональную приращению плотности 5КИДКОСТИ в резервуаре 2 при неизменном ее уровне. При максимальном значе1ШИ плотности ход силового злемента 8 имеет максимальное значе1ше . При каждом промежуточном значени плотности ход упругого силового элемента 8 пр мо пропорщюнально зависит от величины избыто И1ого давлени воздуха, поступающего его полость. Величина ми1шмального и максимальнсм-о начений избыточного давлени воздуха в поости упругого силового злемента 8 устанавиваетс при настройке операщюнного умножиел с помощью соответствующей регулировки осто нного коэффициента, величина которого ольше единицы. Эта величина зависит от падеи давлени на пневмосопротивлении 10, а акже от верхнего предела измерени преобазовател плотности 12.The invention relates to instrumentation engineering and can be used to measure the level of liquids with non-constant density. .. In a known liquid level signaling device, in order to eliminate the influence of density on the air outlet line, an adjustable choke is installed kinematically connected through a transmission mechanism to a bellows force element, the cavity of which is connected to the output of a pneumatic density converter by means of a pulse line. 11. The disadvantage of this device is that its circuitry determines the presence of an automatic adjustment error. The magnitude of these errors depends not only on the accuracy of the fabrication of the working surfaces of the adjustable throttle, but also due to the fact that the discharge characteristics of the throttle are non-linear, and the devices or element that study this non-linearity are not contained in the circuit. The closest in technical essence to the axis is a hydrostatic liquid level sensor, which contains an elastic sensing element in the form of a bellows, connected through a transmission mechanism, made in the form of a two-armed lever, with a level indicator. For density correction, the device is optionally equipped with a density transducer made in the form of a constant-dive float connected by two blocks and a thread with a mechanism for changing the ratio of the lever arm lengths made in the form of a spring-loaded movable carriage 2. The disadvantage of this device is that it does not provide for a rearrangement of the upper limit of measurement, since this is due to the fact that for different values of the upper limit of the measured liquid level and for the same range of variation its density is required a different stroke of the carriage, which in turn is associated not only with replacement of the sensor or ratio dlii shoulders gear lever, but also with the change in the volume constant 1sho immersed psntlavka. 3 In addition, the cxeMiaiM solution does not provide for the elimination of the measurement error V due to the nonlinearity of the characteristic of the automatic density correction mechanism associated with the presence of the weight of the pusher and lever, as well as changes in the length of the shoulder of the latter. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy and ensure the possibility of a histroich of the upper limit of the level measurement with a change in the density of the liquid. The goal is achieved by the fact that the automatic density correction system is equipped with a pneumatic interface connected to a constant float, an operational density multiplier, an operational multiplier and an elastic force element in the form of two levers, the fulcrum points of which are located in one plane with the direction of action of the concentrated force developed by an elastic a sensitive element, one of which is kinematically connected with the transmission mechanism of the power converter, and the second is an elastic force element and interconnected via a movable carriage, wherein the elastic force element is connected to the output of the pneumatic operational multiplier, and the latter's entrance. with two adjustable pneumatic resistances, one of which communicates with the atmosphere and the second is connected to the density converter. The drawing schematically shows a hydrostatic level gauge. The uroenemer consists of an elastic sensitive element 1 that senses a hydrostatic pressure of a liquid column in a reservoir 2, a lever 3, kinematically connected with an elastic sensor element 1, and a lever 4 with a transmission mechanism of the power converter 5, Point. The onoptji of these levers are located in the same plane with the line of action of a concentrated effort, developed by an elastic sensor {element, on opposite sides with respect to it. Between the levers, a movable carriage 6 is installed, which, by means of the pull 7, is connected with the elastic force element 8, made in the form of a bellows. The cavity of this bellows is connected to the output of a pneumatic operational smart 9, the constant coefficient of which is greater than one. Its input is connected to an adjustable pneumatic resistance 10, the second end of which is connected with the atmosphere, and to an adjustable pneumatic resistance 11, the second end of which is connected to the output of a density converter 12. The output signal of a density converter is a standard П1 euromatic. The device works as follows. The hydrostatic pressure of the liquid column in the tank 2 acts on the elastic sensitive element 1 and converts into a concentrated force P, the magnitude of which is proportional to the height of the column and the density of the liquid in the tank 2. The concentrated force developed by the sensitive element 1 through the lever 3, the movable carriage 6 and The lever 4 acts 1and the gear mechanism of the transducer 5. At the output of the power converter, a signal is generated, the magnitude of which is proportional to the concentrated force acting it at its gear from the arm 4. By changing the density of the liquid in the tank 2, e.g., increased or unaltered its level therein centered force developed by elastic sensitive zlementy, uvelichits. Since the height of the liquid column in the tank 2 remains immeasurable, the force P acting on the transfer mechanism of the force transducer 5 must remain unchanged. This is ensured by appropriate movement of the movable carriage 6 along the levers 3 and 4. The magnitude and direction of movement of the movable carriage 6 depends on the change in the well overpressure of the air in the elastic force element 8, which, in turn, depends on the density of the fluid in the tank 2. When the density of the liquid in the tank 2 changes, for example, when the density converter 12 is increased at the outlet, the inlet of the operational multiplier 9 and in the cavity of the power element the excess air pressure also increases. This will lead to an increase in the required length of arm E of lever 3 and decreasing by the same length of arm P of arm 4, with the result that the force acting on the transmission mechanism of the power converter 5 decreases by an amount proportional to the density increment her level. At the maximum value of the density, the stroke of the power element 8 has the maximum value. At each intermediate density value, the stroke of the elastic force element 8 directly proportional depends on the magnitude of the excess I pressure of the air entering its cavity. The magnitude of the maximum and maximum values of the overpressure of the air in the area of the elastic force element 8 is set by adjusting the operative multiply using the corresponding adjustment of the residual coefficient, which is greater than one. This value depends on the pressure drop in the pneumatic resistance 10, and also on the upper limit of the measurement of the density converter 12.