Claims (1)
Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано дл измерени уровн воды как в прибре шой, так и в открытой части мор , в частности в районах океанского шельфа. Известны устройства дл измерени уровн в море, основанные на гидростатическом принципе измерени , с компенсацией неизменной (посто нной) части давлени столба воды, осуществл емой противодавлением, подаваемым во внутреннюю часть дифференциального чувствительногоэлемента . Противодавление с&здаетс за счет сжати воздуха, наход щегос в по лости внутри прибора, внешним гидростатическим давлением (1, Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс гидростатический уровнемер, содержащий чувствительный злемент выполненный в виде подпружиненного сил1 фона , св занного с преобразователем перемещени , соединенным с регистратором, и устройство создани противодавлени 21. Недостатком его вл етс низка надежност работы и громоздкость конструкции, так как В качестве устройства создани противодавлени используетс резиновый баллон, наполненный воздухом, который не обеспечивает длительной работы в морской воде и вл етс громоздким (объем камеры составл ет 15 л). Целью изобретени вл етс повышение надежности работы и уменьшение габаритов уровнемера . Эта цель достигаетс тем, что чувствительный элемент снабжен вторым сильфоном с большей эффективной площадью, образующим общую герметичную полость с полостью подпружиненного сильфона, подвижное дгшще ко торого жестко соедштено штоком с подвижным днтдем второго сильфона, расположенного внутри устройства создани противодавлени , выполненного 6 виде третьего сильфсжа, снаружи подвижного днища которого устаиов лен исполнительиый механизм. Внутренн полость чувствительного элемента вакуумнрована. На чертеже показана принципиальна схема описываемого устройства. в герметичном корпусе, состо щем из ос новани 1, кожуха 2, установлен чувствительный деформационный элемент давлени , выполненный в виде подпружиненного сильфона 3 и второго сильфона 4 с различными эффективными площад ми. Подпружиненный сильфон 3 с меньшей площадью воспринимает измеренное наружное давление Рц, величина которого определ етс высотой столба воды над устройством. Второй сильфон 4 с большей эффективной площадью воспринимает противодав ление. Днища сильфонов 3 и 4 соединены што ком 5, Значение заданной чувствительности двухсильфонного чувствительного элемента может быть обеспечено пружиной 6. Перемещение штока воспринимаетс преобразователем 7, ко торый преобразует это перемещение в электри ческий сигнал или сигнал другого вида. Второй сильфон 4 и преобразователь 7 установлены внутри устройства создани противодавлени , выполненного в виде третьего сильфона 8, снаружи подвижного днища которого установлен исполнительный механизм 9 с кинематическим узлом 10. Двухсильфонный чувствительный элемент герметизирован и его внутренн полость вакуумирована, что уменьшает величину перемещени сильфона 8, созда ющего противодавление. Преобразователь 7 при погружении и подъе ме устройства управл ет работой исполнительного механизма 9, а в режиме измерени - полученный сигнал преобразовател записываетс регистратором 11. Режим и длительность измерени давлени (уровн воды) задаютс программным устройством 12. Устройство работает следующим образом. После герметизации корпуса устройства величина начального значени противодавлени равна атмосферному давлению пь. атм--0°°- ° И Двухсильфонный чувствительный элемент 3 находитс в равновесном (нулевом) положении . После погружени устройства в море гидростатическое давление (внешнее) Рц воспринимаетс сильфоном с меньшей эффективной площадью 9|1 и чувствительный элемент давле ни выходит из начального положени . Перемещени сильфона и аггока 5 воспринимаетс преобразователем 7, в результате чего испол° нительный механизм 9 и кинематический узел 10 воздействуют на сильфон 8, перемеща его в сторону уменьшени внутреннего объема системы создани противодавлени . Это приводит к увеличению величины Рдд. Если начальное значение объема системы противодавлени равно MQ (при начальном 74 значении Р°пд ), эффективна площадь сильфона 8 равна S, то при перемещении дна сильфона 8 на величину де давление внутри этой системы Ррд может быть определено по формуле Р„ --Р Противодавление воздействует на чувствительный элилент со стороны сильфона 4 с эффективной площадью Sg w возвращает элемент в начальное положение Начальное положение будет восстановлено при удовлетворении следующего услови PH-Po)S -4Pn; -Po)Sj. где PQ -- давление внутри двухсильфонного элемента; Рц - полное значение наружного давлени , Отсюда получаем, что рпл-0-1гК Ь„, U) Из вышеприведенного следует, что если в гидростатических уровнемерах известной конструкции величина противодавлени равна величине наружного давлени , то при использовании описываемого устройства величина противодавлени будет меньше наружного в 5д- /9лл раз. Так, при постановке прибора на шельфе на глубину 200 м полное значение наружного давлени (гидростатического и атмосферного) равно Рц -х. 21000 гПа. Если прин ть, что площади сильфонов 5д-и относ тс 1:10, то величина противодавлени будет несколько больше 2000 гПа. При вакуумировании чувствительного элемента (т.е. при ) величина Ррд уменьшаетс за счет исключени первого члена правой части выражени (2). Создание противодавлени величиной в несколько атмосфер может быть обеспечена перемещением сильфона 8 на величину Аб , котора определ етс из формулы (1). При установке прибора на дно исполнительный А|еханизм 9 отключаетс и дальнейшее перемещение чувствительного элемента, вызванное колебани ми уровн мор , воспринимаетс преобразователем 7 и записываетс регистратором 11. За счет совокупности отличительных признаков обеспечиваетс повышение надежности и уменьшение габаритов гидростатического уровнемера дл юмерени колебаний уровн воды в естественных услови х. Формула изобретени 1. Гидростатический уровнемер, содержащий чувствительный элемент, выполненный в видеThe invention relates to the field of instrumentation and can be used to measure the water level both in the near and in the open part of the sea, in particular in the areas of the ocean shelf. Devices for measuring sea level are known, based on the hydrostatic principle of measurement, with compensation for a constant (constant) part of the pressure of a column of water carried out by the back pressure supplied to the inside of the differential sensing element. The backpressure with & is due to the compression of air in the cavity inside the device, external hydrostatic pressure (1, The closest to the invention in technical essence is a hydrostatic level gauge containing a sensitive element made in the form of a spring-loaded background force 1 associated with the displacement transducer connected to the recorder and the counter-pressure generating device 21. The disadvantage of it is the low reliability of the operation and the cumbersome design, since A rubber balloon filled with air that does not provide long-term operation in seawater and is bulky (the volume of the chamber is 15 liters) is used for the control. The aim of the invention is to increase the reliability of operation and reduce the size of the level gauge. the second bellows with a larger effective area, forming a common hermetic cavity with a cavity of a spring-loaded bellows, the movable one which is rigidly connected with a rod with a movable shaft of the second bellows a, located inside the back pressure generation device, made 6 in the form of the third sylphsj, outside of the movable bottom of which the executive mechanism is fitted. The internal cavity of the sensing element is vacuumed. The drawing shows a schematic diagram of the described device. In a sealed enclosure consisting of base 1, casing 2, a sensitive deformation pressure element is installed, made in the form of a spring-loaded bellows 3 and a second bellows 4 with different effective areas. Spring-loaded bellows 3 with a smaller area perceives the measured external pressure Rc, the value of which is determined by the height of the water column above the device. The second bellows 4 with a larger effective area takes back pressure. The bottoms of the bellows 3 and 4 are connected by a rod 5. The value of the given sensitivity of the two-bellows sensitive element can be provided by the spring 6. The movement of the rod is sensed by the converter 7, which converts this movement into an electrical signal or another signal. The second bellows 4 and the transducer 7 are installed inside a counterpressure device, made in the form of a third bellows 8, outside of the movable bottom of which an actuator 9 with a kinematic unit 10 is installed. The two bellows sensitive element is sealed and its internal cavity is evacuated, which reduces back pressure. The transducer 7 controls the operation of the actuator 9 during immersion and elevation, and in measurement mode, the received transducer signal is recorded by the recorder 11. The mode and duration of the pressure (water level) measurement are set by the software device 12. The device operates as follows. After sealing the device case, the value of the initial value of the back pressure is equal to the atmospheric pressure p. atm - 0 °° - ° And the two-bellows sensitive element 3 is in the equilibrium (zero) position. After the device is immersed in the sea, the hydrostatic pressure (external) Rc is sensed by the bellows with a smaller effective area of 9 | 1 and the pressure sensitive element leaves the initial position. The movement of the bellows and the aggok 5 is sensed by the transducer 7, with the result that the actuator 9 and the kinematic unit 10 act upon the bellows 8, moving it towards decreasing the internal volume of the back pressure generation system. This leads to an increase in RDD. If the initial value of the backpressure system is equal to MQ (at the initial 74 ° R °), the effective area of the bellows 8 is equal to S, then when the bottom of the bellows 8 is moved by the amount of de pressure inside this system, Rrd can be determined by the formula Р „--Р Backpressure affects the sensitive elilent from the side of the bellows 4 with the effective area Sg w returns the element to the initial position The initial position will be restored when the following condition is satisfied PH-Po) S -4Pn; -Po) Sj. where PQ is the pressure inside the two-bellows element; Рц is the total value of the external pressure. From this we find that rpl-0-1gK b, u) From the above it follows that if in hydrostatic level gauges of known design the back pressure is equal to the outside pressure, then using the described device the back pressure will be less than 5d- / 9ll times Thus, when setting up the instrument on a shelf at a depth of 200 m, the total value of the external pressure (hydrostatic and atmospheric) is equal to Рц -х. 21,000 hPa. If it is assumed that the areas of the bellows 5d are 1:10, then the backpressure value will be slightly more than 2000 hPa. When the sensor element is evacuated (i.e., at), the value of Ppp decreases due to the exclusion of the first member of the right-hand side of expression (2). Creating a backpressure of several atmospheres can be achieved by moving the bellows 8 by the value of Ab, which is determined from formula (1). When the device is installed on the bottom, the actuator A | Mechanism 9 shuts down and the further movement of the sensing element caused by sea level fluctuations is perceived by the converter 7 and recorded by the recorder 11. Due to the combination of distinctive features, reliability is increased and the dimensions of the hydrostatic level meter are reduced natural conditions. Claim 1. Hydrostatic level gauge, containing a sensitive element, made in the form