Устройство для измерения количества и влажности материала

Устройство для измерения количества и влажности материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИCАН ИЕ

И ЗОБPЕТЕ Н ЙЯ

Союз Советских

Соцмалмстимеских

Республнк (11) 445846

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.72(21) 1772507/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.74, Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания12.06.75 (51) M. Кл.

Q 01 f 23/26

G 01 тт, 27/22

Государственный комитет

Совета й1ннистров СССР по делам изобретений н открытий

{53) УДК 681.128.63;, .5 5 1. 5QB;7(088.8) (72) Автор. изобретения.

В.А.Рощин (71) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти., транспорта и хранения газа "Нефтегазпромавтоматика" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И ВЛАЖНОСТИ

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны устройства для измерения коли чества и влажности материала, содержашие емкостные электродные датчики уровня, 5, опорные и компенсационные датчики с аналоговыми преобразователями, подключенные через линию связи и переключатель к изме- рительному прибору, связанному с источником опорного напряжения. Эти устройства 30 не обеспечивают требуемой точности.

В предлагаемом устройстве датчики уров« ня размешены по всему объему материала в виде вертикальных гребенок электродов, 15 а опорные датчики расположены в виде горизонтальных гребенок электродов совместно с компенсационным датчиком в зоне постоянного остатка материала, причем при измерении и количества материала датчики уровня подключены к измерительному входу измерительного прибора, а опорные датчики соединены с его входом сравнения, при измерении влажности материала к иэл ерительному входу измерительного прибора подключены опорные датчики, а к его входу сравнения — источник опорного напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

В емкости 1 (баке, танке, цистерне и т.п. ) размешены вертикальные гребенки емкостных электродных датчиков 2 уровня

Датчики 2 расположены по всему полезному: объел1у емкости.

Опорные датчики 3 в виде горизонтальных гребенок и компенсационный датчик 4 находятся в зоне постоянного остатка.материала. Датчик 4 выполнен герметичес ким и заполнен образцом обезвоженного

I материала (эталона).

Количество и конфигурация расположения датчиков 2 уровня зависят от требуемой точности измерения, вплоть до образования вертикального растра. Количество опорных датчиков 3 определяется неравномерностью распределения температуры и влажности груза по дну емкости 1, вплоть до образо-, вания горизонтального растра. Количество компенсационных датчиков 4 может быть взято по числу видов груза, поочередно загружаемого в емкость 1, с соответствук шим переключением. Для неподвижной емкости с жидкостью достаточно по одному датчику 2 3 4.

Все датчики 2,3 и 4 — емкостного типа с аналоговым выходом, в комплект каждого датчика входит преобразователь

5 емкость — аналог, непосредственно соединенный с электродом датчика.

Преобразователь 5 может быть выполнен, например, по схеме диодного двой ного Т-образного моста. Питание преобра зователей 5 всех датчиков может осушест:вляться от обшего генератора прямоугольных импульсов по отдельному или обшему с цепями выхода кабелю (цепи питания и . уплотнения на чертеже не показаны).

Линия 6 связи соединяет датчики 2,3,4 через переключатель 7 рода измерений с измерительным прибором 8, измеряюшим отношение токов или напряжений.

Источник 9 опорного напряжения имеет регулируемый выход калиброванного напряжения, его рукоятка снабжена шкалой (не показана ) с указанием сортов груза.

Блок 10 вывода информации, прибор 8, переключатель 7 и источник 9 опорного напряжения могут быть обшими для группы емкостей 1 при применении коммутатора

11.

Для электропроводных грузов электроды датчиков должны иметь изоляционное покрытие, влажность при этом не измеряется, а датчик 4, переключатель 7 рода ,работы и источник 9 из устройства исключаются.

Устройство работает следуюшим образом. Емкость каждого датчика 2 уровня увеличивается пропорционально заполнению .его материалом (т.е. уровню материала), исключая сумму пустот. Выходной сигнал каждого датчика 2 линейно зависит от его заполнения, а каждого опорного датчика

3 — от диэлектрической проницаемости груза (или изоляционного покрытия электрода датчика), которая, в свою очередь, зависит. от температуры груза.

Аналоговые сигналы датчиков 2 уровня суммируются на резисторе 12, а опорных датчиков 3 — на резисторе 13.

Когда переключатель 7 находится в положении А прибором 8 измеряется количество, как отношение напряжения

М суммарного сигнала датчиков 2 уровня к напряжению (,O суммарного сигнала опорных датчиков 3. Это отношение

6> /1О равно "0" при минил альном уровне груза в емкости 1 и "1 при максимальном, что устанавливается заранее регулировкой резистора 12. Промежуточным значением уровня соответствуют промежуточ5 ные значения отношения указанных напря.жений в линейной зависимости при этом возгложен вывод цифровой информации в значениях эквивалентного уровня с помошью блока 10, lр Для измерения эквивалентной пустоты выход прибора 8 на блок 10 вывода информации делается. в дополнительном коде.

Влажность измеряется, когда переключа- тель 7 установлен в падожение В. При

15 этом аналоговые выходьг опорных 3 и компенсационного 4 датчиков подключены на параллельно включенные резисторы 13, 14.

Преобразователь 5 компенсационного дат чика 4 вкгпочается так, чтобы полярность р его выходного тока была обратна поляр ности опорных датчиков. Поэтому, на изме рительный вход прибора 8 поступит напряжение (, пропорциональное разности

1 токов опорных и компенсационного датчи ков, или разности диэлетрической проницаемости влажности груза и обезвоженного

1 образца его (или другого эталонного веше ства с таким же температурным коэффициентом диэлектрйческой проницаемости или

Зр объемного расширения), Опорный вход прибора 8 переключается на источник 9 опорного напряжения, выдаюший калиброванное напряжение g np порциональное крутизне характеристики

Qg диэлектрической проницаемости от влажнос ти.

Изл..еряел»ое отношение („,/t представляет собой влажность груза, т.е. объемное содержание (в процентах) воды в грузе.

4р При выводе информации в дополнительном коде измеряется объемное содержание сухого вешества в грузе, т.е, сухость груза (в процентах), Регулировкой резисторов 12,13,14

45 .достигается норлгализация сигналов по напряжению, что позволяет применить в системе машину централизованного контр ля и осушествить вывод информации в желаемых единицах измерения.

Влияние на точность измерений емкости линии 6 связи исключено, так как она не подключена непосредственно к чувствительным элементагл (электродам) датчиков

2,3,4.

Инвариантность результатов измерений, т.е. независимость от дестабилизируюших факторов, обеспечивается тем, что всякое

"446846 изменение диэлектрической проницаемости груза (от изменения температуры, давления, физико-химических свойств груза) ,влияет одновременно на величины действуюших емкостей как датчиков уровня 2, так .и опорных 3 при измерении пустоты, или на емкости опорных датчиков 3 и компенсационного 4 - при измерении влажности материала. lO

Предмет изобретения

Устройство для измерения количества и влажности материала, содержашее емкостные электродные датчики уровня, опорные 15 и компенсационные датчики с аналоговыми преобразователями, подключенные через линию связи и переключатель к иэмеритель-, ному прибору, связанному с источником опорного напряжения, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем датчики уровня размешены по всему объему материала в виде верти1 кальных гребенок электродов, а опорные датчики расположены в виде горизонтальной гребенки электродов совместно с компенсационным датчиком в зоне постоянного остатка материала, причем при измерении количества материала датчики уровня подключены к измерительному входу измерительного прибора, а опорные датчики соединены с его входом сравнения, при измерении влажности материала к измеритель ному входу измерительного прибора под-! ключены опорные датчики, а к его входу

:сравнения - источник опорного напряжения.

Редактор Е- -отиик и нов

Составитель Гекред И KaParraaurorra корректор И 110знЯкОВск Я

Заказ 71 Изд. № f gg, Гираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24