Устройство для поверки акустических уровнемеров

Устройство для поверки акустических уровнемеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

964471

Союз Советскик

Социалистичвскик

Республик (8l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 13 08.80 (2t) 2974283/18-10 (51)M. Кл.

G 01 F 23/28 с присоединением заявки лв (23) Приоритет

Ввуддрстювй кемвтвт

CCCP дв дамам аэвврвтвквВ н втврытв1 (53) УДК 534.22 (088. 8) Опублкковано 07.10.82 ° . Бюллетень М 37

Дата опубликования описания07.10 .82

Тян Хак Су, Б. Г. Хусаинов, Хан Ин Бон и В. Н ° Шаров (72) Авторы изобретения

1 г

/

Конструкторско-техноло гически и центр "Автоматизация и метрология" Всесоюзного научнопроизводст венного объединения "Союз вода втомати ка" (7I) Заявитель (54) УСТРОйство ДЛЯ ПОВЕРКИ

АКУСТИЧЕСКИХ УРОВНЕМЕРОВ

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для градуировки, метрологической аттестации, госиспытаний и поверки акустических уровнемеров жидкости.

Известны устройства для поверки уровнемеров жидкости, содержащие уровнемерную емкость, выполненную из из" мерительных труб, соединенных между собой через равные интервалы по высо-1о те полыми трубками, причем уровнемерная емкость снабжена камерой успокоения с сеткой и струевыпрямителями (1).

Известны также устройства для поверки ультразвуковых уровнемеров, со" держащие калибровочный элемент в виде штанги с отражателем, установленным в измерительной емкости на различных расстояниях от ислучателя. го

Эти,устройства универсальны, высо-. коточны и предназначены для воспроизведения,. хранения и передачи единства измерений уровня жидкости путем повер" ки образцовых и высокоточных уровнеме" ров (с погрешностью +1-4 мм) 2).

Однако использование устройств в качест ве поверочных средст в э кономически не оправдано, так как они явля" ются ис ходными образцовыми средствами измерения в уровнеметрии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для поверки акустических уровнемеров, содержащее волновод и отражающий элемент, установленный на одном из концов волновода t 3).

Недостатком известного устройства является низкая точность поверки вследствие того, что в нем не обеспечиваются реальные условия эксплуатации, такие как изменения температуры, волнообразование и колебания уровня жидкости °

Цель изобретения - повышение точности поверки за счет обеспечения имитации реальных эксплуатационных условий.

3 96447

Это достигается тем,. что волновод выполнен в виде расположенных вдоль горизонтальной оси секций, каждая из которых состоит из двух коаксиальных труб, пространство между которыми за- s полнвно водой, а отражающий элемент выполнен в виде кассет с набором отражателей, каждая из которых установлена через герметизирующие упругие элементы между соответствующими сек-. 10 циями волновода, причем последняя секция волновода снабжена фотоэлектрическим датчиком перемещения и соединена с приводом, управляющий вход которого подключен к выходу фотоэлектричес- 1S кого датчика.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для поверки акустических уровнемеров жидкости, общий вид: на фиг. 2 - устройство установки кассет 2О сменных отражателей.

Устройство состоит из волновода 1, изготовленного из коаксиальных труб, устройств установки кассет сменных отражателей 2, системы 3 регулируемого 2$ водоснабжения, фотоэлектрического преобразователя 4 и привода 5, соединен" ных с последней секцией волновода, устройства 6 с приводом 7, имитирую1цих медленные изменения уровня воды Зв в больших диапазонах воздуховодов 8, подключенных к источнику 9 сжатого воздуха, регулируемого уровнемера 10, насоса 11 для подачи воды в секции волновода, бака 12 с водой, ре1-улято- ра 13 температуры воды.

Устройство установки кассет сменных отражателей крепится на фланцах . t4. Кассета сменных отражателей 15 имеет возможность передвижения вдоль направляющих 16 с помощью шестерен 17, привода и зубчатых реек 18, закреп- . ленных на теле кассеты. В теле кассеты выполнены отражатели 19 и 20, коль цо 21 и отражатель 22. Иежду фланцами и кассетой установлены амортизирующие кольца 23, пространство между коаксиальными трубами образует кожух 24.

Отражатель 19, имитирующий стоячие волны при изменении уровня жидкости, 50 представляет собой полый цилиндр, закрытый с одной стороны упруГой мембраной с гладкой поверхностью, а с другой стороны - телом кассеты. В герметичную полость отражателя подается сжатый воздух. Отражатель 20, имитирующий гладкую поверхность жидкости, является частью тела кассеты, изготов1 4 ленной из металла, например из стали.

Кольцо 21 представляет собой сквозное отверстие в теле кассеты диаметром, равным внутреннему диаметру волновода. Отражатель 22, имитирующий,гармонические волнообразования и колебания уровня жидкости, выполнен в виде полого цилиндра, закрытого с одной стороны упругой мембраной с синусоидальным профилем поверхности, с другой стороны - телом кассеты. В герметичную полость подается сжатый воздух.

Устройство готовится к работе следующим образом.

Поверяемый уровнемер 10 закрепляется на конце волновода. При этом ну. левые отметки волновода и поверяемого уровнемера должны. быть совмещены.

Подается вода в кожух 24 волновода 1.

Циркуляция воды в кожухе волновода обеспечивается с помощью насоса 11, при этом температуру воды внутри всей замкнутой системы поддерживают с по мощью регулятора 13 температуры. Устройство выводится на заданный температурный режим работы, при этом температура контролируется с помощью термометров, установленных на каждой секции волновода. При достижении заданного режима температур во всех контролируемых точках производится повер" ка уровнемера.

Работа устройства и поверка уровнемера заключается в следующем. Устанавливая не менее пяти контрольных точек, .равномерно распределенных по диапазону измерений, производят поверку уровнемеров, которая заключается в проведении прямого и обратного ходов. Прямой ход - имитация. повышения уровня жидкости от нуля до верхнего предела измерений (путем вставления отражателей 19, 20 и 22 от нулевой отметки до верхнего предела диапазона измерений на выбранных контрольных точках). Обратный ход " имита" ция понижения уровня жидкости от верх" . него предела диапазона измерений до нуля (путем вставления отражателей 19, 20 и 22 от верхнего предела до нулевой отметки).

Включая поверяемый уровнемер 1,0 и устанавливая в конце первой секции . волновода отражатели, снимают показания уровнемера.. Установка и,фиксация отражателей (ипи кольца) на каждой контрольной точке фиксированной длины волйовода осуществляется дистанционно электроприводом кассеты за счет зуб5 9644 чатой передачи движения от привода на рейку 18, жестко закрепленную с кассетой отражателей 15.

Фиксация положения сменных отражателей (или кольца) производится микро-$ выключателями, которые при совмещении с выступом края отражателя (или коль-, ца) отключают электропривод, фиксируя тем самым соответствие положения сечения волновода и соответствующего отражателя (или кольца).

При установке и фиксировании напротив сечения волновода отражателя 20 отражение звуковых волн, распространяемое в волноводе акустическим уров- 1$ немером, происходит как от гладкой Ilo верхности жидкости. При установке и фиксировании отражателей 19 и подаче в его полость сжатого воздуха упругая мембрана отражателя деформируется по 20 параболе, отражение звуковых волн от ее поверхности соответствует отражению от стоячих волн.

При установке и фиксировании отражателя 22 и подаче в его полость воз,2$ духа, синусоидальный профиль мембраны отражателя деформируется так, что огйбающая ее поверхность описывает параболоид. Отражение от данной поверх-, ности имитирует отражение звуковых $0 волн от колеблющегося уровня жидкости.

При подаче сжатого воздуха с опреде" ленной амплитудой и частотой изменения давления огибающая поверхность деформируемой мембраны описывает параболоид с изменяющимися геометрическими параметрами. В этом случае имитируется отражение звуковых волн от гармонически колеблющегося уровня жидкости °

При замене отражателей на кольцо 21 происходит распространение звуковых волн от поверяемого уровнемера, далее по волноводу к следующей выбранной то. чке. Таким образом, уровнемер поверяется на всех точках до верхнего предела измерений, по достижении которого производится обратный ход поверки путем перестановки отражателей в выбранные точки в обратной последовательности.

Предложенное устройство для поверки акустического уровнемера позволяет имитировать реальные условия поверки

: и аттестации акустических уровнемеров

$$ за счет одновременного и взаимосвязанного изменения основных взаимодейству- ющих факторов: температуры воздушного

71 6 столба в волноводе (за счет изменения температуры воды в кожухах секции); линейных размеров волноводов (за счет привода с фотоэлектрическим преобразователем, амортизирующих колец, подвижных секций, а также изменения тем" пературы в кожухах секций); формы отражающей поверхности (за счет смены отражателей в кассетах, форма отражающей поверхности которых имитирует различные формы состояния поверхности жидкости в реальных условиях); уровня отражающей поверхности (За счет включения устройства медленных изменений или за счет подачи сжатого воздуха в полости отражателей с постоянной или автоматически меняющейся частотой и амплитудой, имитирующих реаль ные изменения уровня жидкости),причем воздействующие факторы можно варьировать в пределах, соответствующих изменению реальных воздействий.

Формула изобретения

Устройство для поверки акустических уровнемеров, содержащее волновод и отражающий элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности поверки за счет обеспечения имитации реальных эксплуатационных усло" вий, волновод выполнен в виде расположенных вдоль горизонтальной оси секций, каждая из которых состоит из двух коаксиальных труб, пространство между которыми заполнено водой, а отражающий элемент выполнен в виде кассет с набором отражателей, каждая из которых установлена через герметизирующие упругие элементы между соответствУющими секциями волновода, причем последняя секция волновода снабжена фотоэлектрическим датчиком перемещения и соединена с приводом, управляющий вход которого подключен к выходу фотоэлектрического датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 352145, кл. G 01 F 25/00, 1979.

2. Гершгал Д. А. и Фридман В. М.

Ультразвуковая аппаратура. M., "Энергия", 1967, с. 242.

3. Хусаинов Г. Б. Методы и средства, поверки уровнемеров. -"Измеритель-" ная техника", 1976, У 2, с. 81 (прототип).

964471

Составитель Е. Литвинов

Техред М,Тепер Корректор М. Демчик

Редактор А. Шишкина

Заказ 7615/21

Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4