SU939948A1 - Гидростатический уровнемер - Google Patents

Description

(St) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

1

Изобретение относитс  к метрологии, а именно к метрологическим устройствам дл  измерени  уровн  и объемного расхода жидкости в цилиндрических емкост х и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства.

Известен гидростатический уровнемер жидкости, содержащий вертикально установленную в емкости V-образную измерительную трубку, концы которой ,ц расположены соответственно в зонах верхнего и нижнего уровней. На трубке через равные интервалы установлены детекторы перепада давлени , воспринимающие давление жидкости внутри 5 трубки. Уровень жидкости внутри трубки определ етс  по двум выбранным детекторам с помощью измерительной схемы 11.

Недостатком известного устройства 20  вл етс  невысока  точность измерени , так как оно производит измерени  уровн  и объемного расхода жидкости дискретно, что не позвол ет

осуществл ть измерение с точностью, превышающей величину шага дискретизации .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  гидростатический уровнемер жидкости, содержащий вертикально установленную в емкости V-образную измерительную трубку, проход щую через зоны верхнего и нижнего уровней. Измерительна  трубка с наружной стороны дна емкости одновременно соединена с обратным клапаном, отсечным электроклапаном и первичным преобразователем. Гидравлические выходы этих узлов объединены и выведены на крышку дна емкости. Отсечной электроклапан через электрореле соединен с первичным преобразователем . Выходной сигнал от первичного преобразовател  поступает в схему измерени: , включающую формирователь, цифровой вольтметр и счетчик 2.

В таком устройстве погрешность состоит из двух слагаемых - погрешности канала измерени  перепада давлени  и поршености, обусловленной инерционностью устройств, с помощью которых осуществл етс  формирование выполнение команд на выравнивание уровней в V-образной трубке в емкости .

Недостатком устройства  вл етс  отсутствие возможности достаточно точного измерени  расхода жидкости в процессе заполнени  и опорожнени  емкости, и относительна  сложность определени  результата измерени , так как он образуетс  из сложени  показаний двух регистрирующих приборов .

Цель устройства - повышение точности определени уровн  и объемного расхода жидкости при опорожнении емкости и обеспечение такой же точноети при ее заполнении.

Поставленна  цель достигаетс  тем что схема измерени  выполнена в виде подключенной к выходу первичного преобразовател  цепи из последовательно соединенных преобразовател  аналог частота , электронного ключа и сумматора и соединенного с электронным клчом параллельно аналого-частотному преобразователю сравнивающего устройства , один вход которого соединен с первичным преобразователем непосрественно , а другой - через линию задержки .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы , характеризующие его работу.

Устройство состоит из цилиндрического резервуара 1, V-образной измерительной трубки 2, изогнута  часть которой выведена эа пределы резервуара , первичного преобразовател  3 установленного в изогнутой части Vобразной трубки, на входе и в ыходе которого установлены двухходовые элетромеханические краны t и 5 обладающие возможностью переключени  в зависимости от режима работы резервуара , входа и выхода первичного преобразовател  на длинную или короткую часть V-образной измерительной трубки , отсечного клапана 6, установленного на байпасной трубке и соединенного через промежуточное реле 7 с первичным преобразователем 3.

Схема измерени  состоит из сумматора 8, соединенного через электронный ключ 9 и преобразователь аналог частота 10 с первичным преобразователем 3, а также сравнивающего устроства 11, соединенного . выходом с электронным ключом 9, а входами: одним - непосредственно и.другим через линию задержки 12 с первичным преобразователем 3.

Принцип работы устройства основан на сочетании измерени  дискретным и непрерывным способами, что достигаетс  за счет непрерывного измерени  уровн  не по всей высоте резервуара, а следовательнб внутри диапазона измёрени  первичного преобразовател  и исключени  погрешностей фиксации уровн  при дискретном способе измерени , обусловленных инерционностью устройств осуществл ющих формирование и выполнение команд на выравнивание уровней в V-рбразной трубке и емкости.

Устройство работает следующим образом .

Предварительно устанавливаетс  переключателем один из двух режимов работы резервуара, например Наполнение . В этом случае коротка  часть V-образной измерительной трубки 2 через двухходовой электромеханически кран соедин етс  с входом первичного преобразовател  3, а длинна  часть через двухходовой электромеханический кран 5 с выходом первичного преобразовател . По мере поступлени  жидкости в резервуар увеличиваетс  величина перепада давлени  на первичном преобразователе. Как только эта величина достигает перепада, соответствующего предельному значению дл  данного первичного преобразовател , срабатывает промежуточное реле 7 и выдаетс  сигнал на открытие отсечного электроклапана 6. При открыгии отсечного электроклапана столб жидкости в длинной части измерительной трубки 2 поднимаетс  до уровн  в резервуаре. При дальнейшем его наполнении происходит последовательное многократное срабатывание первичного преобразовател  3, реле 7 и отсечного электроклапана 6, обеспечива  тем самым непрерывность процесса измерени  и регистрации.

Claims (2)

1. Регистраци  измер емого расхода жидкости производитс  с помощью измерительного канала, включающего первичный , преобразователь 3, имеющий на выходе аналоговый сигнал. Этот сигнал, пропорциональный измер емому расходу, через преобразователь аналог - частота 10 и электронный ключ 9 подаетс  на регистрирующий сумматор 8. Электронный ключ 9, установленный на входе сумматора 8, обеспечивает фиксацию уровн  в емкости после прекращени  расхода жидкости. Управ ение ключом осуществл етс  от сравнивающего устройства 11, на входы которого подаетс  сигнал от первично го преобразовател  непосредственно и сигнал от первичного преобразовател , прошедший через линию 12 задержки , Работа первичного преобразовател  3 и электронных устройств 8-12 по сн етс  с помощью диаграммы, изображен ной на фиг. 2а-д. На эпюре 2а показано изменение выходного сигнала (напр жени ) первичного преобразовател  3 при произвольном непрерывном изменении расхода жидкости. 8 этом случае в преобразова теле 10 формируетс  частотно-модулированный сигнал, изменение которого во времени показано на эпюре 26. Этот сигнал поступает через электронный ключ 9 на вход сумматора 8. При непрерывном изменении расхода на сравни вающее устройство 11 поступает переменный по времени сигнал от первичного преобразовател  3 и через линию 12 задержки этот же, но сдвинутый по времени (не нулевой), той же пол рности сигнал. В этом случае на выходе сравнивающего устройства 11, ввиду наличи  двух равнопол рных (не нулевых ) сигналов на входе сравнивающего устройства 11, возникает потенциал, .разрешающий прохождение частоты с вы хода преобразовател  10 через электронный ключ 9 на сумматор 8. Величина настройки линии задержки определ етс  диапазоном изменени  скорости расхода жидкости,и должна быть не ме нее, чем на пор док меньше минимального периода срабатывани  отсечного клапана. В том случае, когда расход жидкос ти в емкости прекращаетс  и жидкост устанавливаетс  на каком-то фиксированном уровне, показание напр жени  первичного преобразовател  3 также устанавливаетс  на определенном соответствующем значении (например, Uj на фиг. 2в). При этом с выхода преобразовател  10 на электронный ключ 9 поступает посто нна  частота, как указано на участках tp и t, фиг. 2г В этом случае сумматор 8 не будет фик сировать эту частоту, так как на сравэ в нивающее устройство 11 будет поступать от первичного преобразовател  3 сигнал в виде потенциала посто нного значени , а с выхода линии 12 задержки потенциал,равный .нулю, и поэтому на электронный ключ 9 поступает сигнал, запрещающий прохождение частоты от преобразовател  10 в сумматор В. Заполнение сумматора 8 частотой дл  общего случа  по сн етс  эпюрами на фиг. 2в,г,д. В схеме измерени  происходит накапливание значений максимальных выходных значений информативного параметра первичного преобразовател  перепада давлени , Результат измерени  в данный фиксированный момент времени определ етс  выражением g Sh, , где h. - высота уровн  в ёмкости, соответствующа  двум последовательным срабатывани м отсечного клапана; п - количество срабатывани  от-, сечного клапана до фиксированного момента времени. Наличие запаздывани  отсечного клапана 6 и электрореле 7 в устройстве не оказывает вли ни  на конечный результат, так как это учитываетс  при. измерении каждой величины h.. В сумматор занос тс  текущие значени  выходного информативного параметра первичного преобразовател . Максимальное значение информативного выходного сигнала, соответствующее предыдущему шагу дискретизации, сохран етс  в сумматоре, а все последующие значени  информативного выходного параметра к нему прибавл ютс . Таким образом, в текущий момент времени в сумматоре находитс  значение, соответствующее расходу жидкости за интервал времени с момента начала наполнени  . Средний расход жидкости за любой интересующий интервал времени можно вычислить по занесенным в сумматор значени м в соответствующие моменты времени. После заполнени  емкости жидкостью переключателем устанавливаетс  режим работы Опорожнение. При этом двухходовые электромеханические краны k и 5 переключают короткую часть V-образной измерительной трубки с выходом первичного преобразовател , а длинну с входом. Предлагаемое устройство обеспечивает определение уровн  и расхода жидкости при заполнении и опорожнении резервуара с высокой точностью и надежностью. Суммарна  погрешность составл ет Формула изобретени  Гидростатический уровнемер, содер жащий у-образнуЮ измерительную труб| у , концы которой расположены в резервуаре , соответственно в зонах верхнего и нижнего уровней, а изогну та  часть выведена наружу и на ней установлен первичный преобразователь параллельно которому на байпасной трубке расположены отсечной электроклапан , электрически соединенный через промежуточное реле с выходом первичного преобразовател , и схема измерени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  томности определени  уровн .и расхода жидкости , схема измерени  выполнена в виде подключенной к выходу первичного преобразовател  цепи из последовательно соединенных преобразовател  аналог частота электронного ключа и сумматора и соединенного с электронным ключом параллельнд аналого-частотному преобразователю сравнивающего устройства , один вход которого соединен с первичным преобразователем непосреда другой - через линию заственно , держки . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № , кл. 108 Ш, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке ff 2822077/18-10, кл. G U1 F 23/18, 1979 (прототип).

   иг. /

   /,

   .

   ю

   У

   I/

   Us

   in