SU924517A1 - Устройство дл измерени уровн жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике измерения уровня жидкостей, и может быть использовано для измерения уровня жидкостей в различных технологических процессах, например, в баках летательных аппаратов, а также в качестве образцового средства измерения.

Известно устройство для измерения уровня жидкости, содержащее про- , греваемый электрическим током чувствительный элемент, частично погруженный в жидкость, и измерительный блок. Тепловая энергия, выделяемая при прохождении электрического тока через ₁ чувствительный элемент, частично идет на подогрев самого элемента, а частично рассеивается в окружающую элемент среду.

В жидкости из-за ее большей по _; сравнению с газовой фазой плотности тепло рассеивается значительно быстрее, поэтому в установившемся режиме температуры, а следовательно, и сопротивления погруженного и непогруженного участков чувствительного элемента различаются. Полное сопротивление элемента зависит от соотношения между длинами погруженного и непогруженного участков элемента. Сопротивление чувствительного элемента измеряют с помощью измерительного блока и по нему судят об уровне жидкостиΓΐ1 и [2].

Недостаток известного устройства зависимость сопротивления чувствительного элемента от температуры окружающей среды, теплопроводности жидкости (различной для разных жидкостей), кроме того, непосредственный контакт чувствительного элемента с жидкостью приводит к покрытию элемента отложениями из жидкости или продуктами ее взаимодействия с материалом элемента, что также меняет условия теплообмена элемента с окружающей средой и влияет на точность| измерений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство измерения уровня жидкости, содержащее чувствительный элемент, источник сжатого газа и измерительную схему.

При измерении уровня границы раздела двух несмешивающихся жидкостей с различной плотностью устройство содержит две трубки, выходные отверс-1 тия которых расположены по обе стороны границы раздела. При подаче в трубки сжатого газа ламинарным потоком так, что газ выходит через выходные отверстия трубок, опу- 1 щенные в различные жидкости, в патрубках устанавливаются различные давления. С помощью измерительного блока определяется разность давлений, по которой с учетом расстояния между ³ точками ввода потоков газа в жидкости и плотностей легкой и тяжелой жидкостей рассчитывают положение уровня границы раздела жидкостей ГЗ].

Недостаток известного устройства -³ низкая точность измерений уровня, если недостаточно точно известны плотности жидкостей, зависимость точности измерений от температуры жидкостей, их взаимной растворимости, влия-³ ния посторонних примесей.

Цель изобретения - повышение точности измерения уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения уровня з жидкости содержит чувствительные элементы, источник сжатого газа и измерительную схему, причем чувствительный элемент выполнен в виде трубки' с продольной щелью, а между труб- 4 кой и источником сжатого газа установлен газовый расходомер.

Кроме того, устройство снабжено дополнительным чувствительным элементом, расположенным в газовой фазе * над уровнем жидкости, а газовые расходомеры основного и дополнительного элементов включены в дифференциальную схему.

На чертеже ,представлено предлагав- ^! мое устройство.

Устройство содержит резервуар 1 с жидкостью, чувствительный элемент , 2 в виде цилиндрической трубки с щелью 3,частично перекрытой жидкостью,вто- ^; рой чувствительный элемент 4 в виде трубки с щелью постоянного сечения, расположенной над уровнем жидкости, источник 5 сжатого газа, подводящие каналы 6 и 7, в которых размещены датчики 8 и 9 для измерения газового потока, и дифференциальная измерительная схема.

Устройство для измерения уровня жидкости работает следующим образом.

Источником 5 сжатого газа в трубках чувствительных элементов 2 и 4 создают два потока газа, истекающие в полость над жидкостью. Величина каждого из потоков пропорциональна разности давлений перед отверстием и после него и обратно пропорциональна площади эффективного сечения отверстия, через которое вытекает газ. Площадь эффективного сечения отверстия в трубке чувствительного элемента 2 линейно зависит от уровня жидкости, следовательно величина потока газа в трубке чувствительного элемента 2 и подводящем канале 6 линейно зависит от уровня жидкости и разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Величина потока газа в трубке чувствительного элемента 4 и подводящем канале 7 зависит только от разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Если посредством регулируемых дросселей и делителя равного давления газ под одинаковым давлением подают в обе трубки, то разность потоков газа, измеренная с. помощью датчиков 8 и 9 и дифференциальной схемы, пропорциональна уровню жидкости в резервуаре 1 . В качестве датчиков 8 и 9 могут быть использованы термоэлементы, нагреваемые постоянным током и охлаждаемые соответствующими потоками газа. В таком случае их омические сопротивления однозначно определяют величину потока охлаждающего газа.

Таким образом, точность измерений уровня жидкости в предлагаемом устройстве не зависит от свойств окружающей среды и самой жидкости, условий истечения газа в различные жидкости и других внешних факторов.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к приборост роению, в частности к технике измере ни  уровн  жидкостей, и мо);(ет быть использовано дл  измерени  уровн  жидкостей в различных технологических процессах, например, в баках летательных аппаратов, а также в качестве образцового средства измерени Известно устройство дл  измерени  уровн  жидкости, содержащее прогреваемый электрическим током чувствительный элемент, частично погружен ный в жидкость, и измерительный блок Теплова  энерги , выдел ема  при про хождении электрического тока через чувствительный элемент, частично идет на подогрев самого элемента, а частично рассеиваетс  в окружающую элемент среду. В жидкости из-за ее оольшей по сравнению с газовой фазой плотности тепло рассеиваетс  значительно быстрее , поэтому ч установившемс  режиме температуры, а следовательно, и сопротивлени  погруженного и непогруженного участков чувствительного элемента .различаютс . Полное сопротивление элемента зависит от соотношени  между длинами погруженного и непогруженного участков элемента. Сопротивление чувствительного элемента измер ют с помощью измерительного блока и по нему суд т об уровне жидкости 1 и 2. Недостаток известного устройства зависимость сопротивлени  чувствительного элемента от температуры ок ружающей среды, теплопроводности жидкости (различной дл  разных жидкостей ), кроме того, непосредственный контакт чувствительного элемента с жидкостью приводит к покрытию элемента отложени ми из жидкости или продуктами ее взаимодействи  с материалом элемента, что также мен ет услови  теплообмена элемента с окружающей средой и вли ет на точность| измерений. 39 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство измерени  уровн  жидкости , содержащее чувствительный элемент , источник сжатого газа и измерительную схему. (Три измерении уровн  границы раздела двух несмешивающихс  жидкрстей с различной плотностью устройство содержит две трубки, выходные отверс ти  которых расположены по обе сторо ны границы раздела. При подаче в трубки сжатого газа ламинарным потоком так, что газ выходит через выходные отверсти  трубок, опущенные в различные жидкости, в патрубках устанавливаютс  различные дав лени . С помощью измерительного блока определ етс  разность давлений, по которой с учетом рассто ни  между точками ввода потоков газа в жидкости и плотностей легкой и т желой жид костей рассчитывают положение уровн  границы раздела жидкостей ГЗ . Недостаток известного устройства низка  точность измерений уровн , если недостаточно точно известны пло ности жидкостей, зависимость точности измерений от температуры жидкостей , их взаимной растворимости, вли  ни  посторонних примесей. Цель изобретени  - повышение точности измерени  уровн  жидкости. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  измерени  уровн  жидкости содержит чувствительные эле менты, источник сжатого газа и измерительную схему, причем чувствительный элемент выполнен в виде труб ки с продольной щелью, а между трубкой и источником сжатого газа установлен газовый расходомер. Кроме того, устройство снабжено дополнительным чувствительным.элемен том, расположенным в газовой фазе над уровнем жидкости, а газовые расходомеры основного и дополнительного элементов включены в дифференциальную схему. На чертеже .представлено предлагае мое устройство. Устройство содержит резервуар 1 с жидкостью, чувствительный элемент 2 в виде цилиндрической трубки с щель 3,частично перекрытой жидкостью,второй чувствительный элемент t в виде трубки с щелью посто нного сечени , .расположенной над уровнем жидкости. 4 источник 5 сжатого газа, подвод щие каналы 6 и 7, в которых размещены датчики 8 и 9 дл  измерени  газового потока, и дифференциальна  измерительна  схема. Устройство дл  измерени  уровн  жидкости работает следующим образом. Источником 5 сжатого газа в трубках чувствительных элементов 2 и 4 создают два потока газа, истекающие в полость над жидкостью. Величина каждого из потоков пропорциональна разности давлений перед отверстием и после него и обратно пропорциональна площади эффективного сечени  отверсти , через которое вытекает газ. Плоадь эффективного сечени  отверсти  в трубке чувствительного элемента 2 инейно зависит от уровн  жидкости, следовательно величина потока газа в трубке чувствительного элемента 2 и подвод щем канале 6 линейно зависит от уровн  жидкости и разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Величина потока газа в трубке чувствительного элемента и подвод щем канале 7 зависит только от разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Если посредством регулируемых дросселей и делител  равного давлени  газ под одинаковым давлением подают в обе трубки, то разность потоков газа, измеренна  с. помощью датчиков 8 и 9 и дифференциальной схемы, пропорциональна уровню жидкости в резервуаре 1 . В качестве датчиков 8 и 9 могут быть использованы термоэлементы , нагреваемые посто нным током и охлаждаемые соответствующими потоками газа. В таком случае их омические сопротивлени  однозначно определ ют величину потока охлаждающего газа. Таким образом, точность измерений уровн  жидкости в предлагаемом устройстве не зависит от свойств окружающей среды и самой жидкости, условий истечени  газа в различные жидкости и других внешних факторов. Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  уровн  жидкости, содержащее чувствительный элемент, источник сжатого газа

   59

   и измерительную схему, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, чувствительный элемент выполнен в виде трубки с продольной щелью, а между трубкой и источником сжатого газа установлен газовый расходомер.
2. 2. Устройство по л.1, о т л и чающеес  тем, что оно снабжено дополнительным чувствительным элементом, расположенным в газовой фазе над уровнем жидкости, а газовые расходомеры основного и дополнительного элементов включены в дифференциальную схему.

   76

   Источники информации., прин тые во внимание при экспертизе

   1.Бобровников Г.Н., Катков А.Г. Методы измерени  уровн . М., Машиностроение , 1977, с.80-90.

   2.Азимов Р.К. Измерительные преобразователи с тепловыми распределенными параметрами. М., Энерги  1977, с..
3. 3.Авторское свидетельство СССР

   V 166360,кл. G 01 113/00,1976 (прототип ).