Пьезометрический уровнемер

Пьезометрический уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социапистичвскик

Рвспублкк

ОЛ ИСАНИЕ

И ЗОЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>898263 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 16.05.80 (21) 2925712/18-10 с присоедииеииеит заявки .рй(23)Ilриорнтет

Опубликовано 15.01.82. Бктллетеиь .йе 2 (51)M. Кл.

G 01 F 23/16

Веударетвенный квинтет

СССР аа делая изобретений н открытий (5 ) ЛК 681.128..5(088.8) Дата опубликования описания 15 .01.82

В.Н.Прилепский, B.Ô.ÊîðòóHîeà, Ю.B.Сам*. ркин и И,A.Ñîëoaüåâ (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОНЕТРИЧЕСКИЙ УРОВНЕИЕР

Изобретение относится к приборостроению и может i:àéòè применение в химической, пищевсй и других отраслях промышленности при определении уровня или количества жидкости в резервуарах с переменной плотностью, Известен пьезометрический уровнемер, содержищий пьезометрическую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и входом трехмембранного элемента сравнения, выход которого соеди«1О нен со вторичным прибором и через дроссельный делитель — со вторым входом (1 ).

Недостатком устройства является (5 точность, обусловленная влиянием на показания вторичного прибора колебаний плотности измеряемой среды, вследствие того, что давление в пьеэометрической трубке пропорционально произведению уровня на плотность жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является известный пьезометрический уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки различной длины, погруженные в контролируемую жидкость и соединенные через регулируемые дроссели с источником питания воздухом и с измерительной схемой, с по" мощью которой исключается влияние изменений плотности на показания вто" ричного прибора. Измерительная схема содержит два усилителя, пять дроссельных сумматоров, два пятимембран" ных сумматора и делительное устройство, на выходе которого получается аналоговый сигнал, пропорциональный изменению только уровня (2 1, Недостатком известного уровнемера является сложнос ь конструкции иэ-за большого количества элементов, входящих в измерительную схему, которые увеличивают вероятность отказов. Дроссельные сумматоры включают каждый по два дросселя, настройка

3 898 которых может меняться в зависимости от колебаний параметров окружающей среды, например температуры, что также снижает надежность работы уровнемера., Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается

3а счет того, что в измерительную схему введены трехмембранный элемент сравнения, переменная пневмоемкость, импулъсатор, два нормально закрытых клапана, генератор линейно нарастающего сигнала и элемент памяти, при том один вход пятимембранного элемента сравнения соединен с первым входом трехмембранного элемента сравнения и с короткой пьезометрической трубкой, второй вход пятимембранного элемента соединен с длинной пьезометрической трубкой, третий входс линией питания и входом ламинар" ного дросселя, четвертый вход - с выходом ламинарного дросселя и крайними камерами, а сопла — со вторым входом трехмембранного элемента сравнения, переменной пневмоемкостью и через нормально закрытый клапанс атмосферой, выход трехмембранного элемента сравнения соединен со входом импульсатора, выход которого соединен с управляющими входами клапанов и элемента памяти, выход генератора линейно нарастающего сигнала сое динен со входом элемента памяти и через второй нормально закрытый клапан с атмосферой, а выход элемента памяти подключен ко вторичному приборуе

На чертеже представлена схема уров немера. !

Уровнемер содержит погруженные в контролируемую жидкость две пьезометрические трубки 1 и .2 (трубка 2 погружена на большую глубину, чем . трубка 1),соединенные с блоками питания 3, 4 и входами пятимембранного элемента 5, третий вход которого соединен с линией питания и входом ламинарного дросселя 6, четвертый вход соединен с выходом ламинарного дрос-. селя 6 и крайними камерами, а соплос пневмоемкостью 7, входом нормально закрытого клапана 8, вторым входом трехмембранного элемента 9. Первый вход элемента сравнения 9 соединен с пьезометрической трубкой 1, а выход - со входом импульсатора 1О с

263 4

jg3occeaee 11, выход которого соединен с управляющими входами нормально закрытых клапанов 8 и 12 и weмента памяти 13, выполненного, например в виде линии задержки ° Генератор линейно нарастающего сигнала 14 состоит из переменного дросселя 15 и повторителя со сдвигом 16, глухая камера которого соединена с

19 линией питания и входом дросселя 15, проточная камера - с выходом дросселя 15, а сопло - со входом элемента памяти 13, выход которого является выходом уровнемера и

15 подключается ко вторичному прибору 17. (Уровнемер работает следующим образом.

При подаче от пьезометрических трубок давления, пропорционального произведению плотно .ти жидкости на глубину погружения трубок, на входы ф5 элемента сравнения 5, элемент сравнения находится в положении равнове-! сия, при котором перепад давления на дросселе 6 равен разности давления в трубках, то есть пропорционален

Зя плотности жидкости. Ори этом при закрытом клапане 8,.пневмоемкость 7 начинает заполняться через дроссель б и сопло элемента сравнения 5 со скоростью, пропорциональной расходу воздуха через дроссель б, а, следовательно, перепаду на нем и плотности жидкости. Одновременно при закрытом клапане 12 линейно нарастает выходной сигнал генератора линейно нарастающего сигнала 14. При достижении в пневмоемкости 7, а следовательно и на выходе элемента сравнения 5, давления равного давлению в пьезометрической трубке 1, срабатывает элемент; сравнения 9 и импульсатор 10 выдает единичный импульс давления, длительность которого определяется настройкой дросселя 11. При этом выходное давление генератора нарастающего сигнала 14

50 запоминается элементом памяти 13 и поступает на выход уровнемера, а через открывшиеся клапаны 8 и 12 давление из пневмоемкости 7 и с выхода генератора нарастающего сигнала 14 стравливается в атмосферу. После снятия выходного импульса импульсатора закрываются клапан.:. 8 и

12 и цикл измерения по,"торя— ется.

5 898263

Давления в пьезометрических трубках Р и Р> определяются по уравнениям

Р, = Н,рд

Р = Н,pg„(1) s где Н и Н - глубина погружения трубок в жидкость, - плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения. 19

Перепад давления Р на дросселе 6 равен разности давления в трубках: формула изобретения

Пьезометрический уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки различной длины, погруженные в контролируемую жидкость и соединенные через регулируемые дроссели с источником питания воздухом и с измерительной схемой, которая включает вторичный прибор и гятимембранный элемент сравнения с ламинарным дросселем в линии питания, о т л и чающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в измерительную схему введены трехмембранный элемент сравнения, пере" менная пневмоемкость, импульсатор, два нормально закрытых клапана, генератор линейно нарастающего сигнала и элемент памяти, при этом один вход пятимембранного элемента сравнения соединен с первым входом трехмембранного элемента и с короткой пьезометрической трубкой, второй вход пятимембранного элемента соединен с длинной пьезометрической трубкой, третий вход - с линией питания и входом ла" минарного дросселя, четвертый вход— с выходом ламинарного дросселя и крайними камерами, а сопло - со вто", рым входом тоехмембранного элемента сравнения, переменной пневмоемкостью и через нормально закрытый клапан " с атмосферой, выход трехмембранного элемента сравнения соединен со входом импульсатора, выход которого соединен с управляющими входами клапанов и элемента памяти, выход генератора. линейно нарастающего сигнала соединен со входом элемента памяти и через второй нормально закрытый клапанс атмосферой, а выход элемента памяти подключен ко вторичному прибору. где

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

609059, кл. G 01 F 23/16, 03.01.77, 2. Авторское свидетельство CCCP

11 659907, кл. 0 01 F 23/16, 29 ° 11.76 (прототип).

ЬР =Р -Р = (Н, -Н )уд=

ЬНрд — К4 д 2 (2) где К - коэффициент пропорциональности.

Расход воздуха через ламинарный дроссель 6 может быть определен по уравнению

r. - КЬР, (3) где К - коэффициент пропорциональ2 ности, определяемый параметрами дросселя.

Промежуток времени Т, за которое давление в пневмоемкости возрастает до величины Р,, при котором происходит срабатывание элемента сравнения 9, определяется по уравнению

Р Y (4)

1 где V - объем пневмоемкости 7.

После подстановки (1), (2) и (3) в (4) получают

ЧН

T - — -K@H

М 46

К

3 К2АН Запоминаемый в конце цикла измерения выходной сигнал Р генератора г нарастающего сигнала, равный выходному сигналу устройства Р „, пропорционален времени Т. алых= г 4 т где К - коэффициент пропорциональности, определяемый настройкой дросселя 15 и перепадом давления на нем, устанавливаемым повторителем со сдвигом 16.

После подстановки (5) в (6) получают

$$

Р„=ККН„

Р=К КН КН то есть величина выходного сигнала пропорциональна глубине погружения первой пьезометрической трубки, т.е уровню жидкости и не зависит от плотности.

Упрощение конструкции, уменьшение количества элементов, входящих s схему, повышает ее надежность и срок службы.

898263

11935/57 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. ч/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор А.Гулько Техред А. Бабинец КорректорО, Билак