Способ определения емкости баллона
Изобретение кьсяаюя измерения физических селичин и г/юует быть использовано для измерения емкости, например автомобильных баллонов для сжчженного и сжатого газоо. Целью изобретении япляется повышение точьости и расширение функциональных возможностей за счет определения внутреннего объема баллонов и геометрических параметров его наружного соктурз. Баллон взвешивают, данное о массе Салломэ и его плотности поступают в счетно-решающее устройство, например ЭВМ, затем баллон освещают узкой светоИзобретение относится к измерению физических величии и может быть использовано для измерения объема емкостей, например доя измерения объема баллонов для сжатого и сжиженного газов. Изйестен г.посол определи --. -; опъена рмг гг.те1/.. вк/.ючаюший псслслог.те. откачку газа из эталонной и измеряемой емкостей , путем фиксирования времени откачки из каждой емкости и давления в начале и вой полосой в плоскости осевого сечения по всему его периметру. По максимально рассеянным лучам, которые преобразуются фотодиодной матрицей в электрический сигнал, с помощью счетно-решающего устройства определяют наружные контур i: объем, а внутренний объем определяют по Р формуле VBH VK - . , где Vf.H внутренний объем баллона: VH - наружный сГн.ем баллона; Р - масса баллона; рплотность материала стенок баллона: g - ускоргие свободного падения; Информация о геометрических размерах, емкости баллона, его массе поступает на дисплей, где высвечиьзются дгнные в цифровой форме. Изобретение позволяет измерить емкость бэл.-.оноя любого сортимента, применять ого в поточных линиях, увеличить точность измерена, повысить производительность, дать широкую информацию о качестве изготос-.пони.я баллонов i: том самым оператис о вмешиваться в технологический процесс с цепью устранения недостатков. 2 ил. конца откачки и последующего вычисления объема. Недостатком этого способа является низкая точность измерения ввиду того, что за время оючки газа из эталонной емкости давление ь измеряемой е.ьсти мо. --л ю- Мопчться, например, копйбй Н.п гг-гч пературы внешней среды. Известен способ определения объема емкости путем измерения количества содеу f f-.- Л м«Ј М О 4 vs Ч ъ
1ф * й. „ .. :<<
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (з!)з G 01 F 17/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТ, Н! ЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПХСАНКЕ ИЗОБРЕТЕНКЯ
К АВТОРС г ОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (З
% О (21) 4795975/10 (22) 2и.02.90 (46) 23.01.92, гюл, М Э (71) Уральский научно-исследова гельский институт трубной промышленности (72) А.И,Губин, В.АЛар1лонов, СЛ1.Пыхов и
Б.И.Еорс вг<ев (53) бй l . . 21.07 (0 Л, Г) (56) Ингтрукция Г1-" 59-ТР NT-10-04, с. 24.
Авторское свидетельство СССР
¹ 12c<>7Q f< <, 01 Г:, j БАЛ Лг1НА (57) Изобретение ка.ае<ся измерения физичес сих «еличин и к1ох ет быть использовано для измерения ааье1 = "мкости, наприм,р авто...обильнь х баллонов для с:.:.<л>кенногo è сжатого газов, Целью изобретения является повышение то <ч,. сти н раси .р<зн<1е функциОНа",Üиык 803t1Î> ЭВ1Л, затем баллон освещают узкой светоИзобретение относится к иэмерениюфизических вел<ичин и может быть использовано для измерения объема емкостей, например для измерения объема баллонов для сжатого и сжиженного газов. Извес-с; ",.Посс. опред;.ле;"-".. о:;,.ема ем, пгте>,. вклгсчаюL ий и"след<о:.Зте<п:ную откачку газа из эталонной и измеряе;лой емкостей, путем ф<лксирования времени откачки иэ ках;дой е л,"-.ости и давления в начале и „„ЯЦ „,, 1 МЯЧ А1 вой полосой в плоскости о;1евого сочен<ля по всему его пернмегру. Ila h;;;.;;;-.èhf;;nüffî расеянним лучам, которые преобразуются ч" отодиодной латрицей в злектричссvë ;1 сигнзл, с помощью счетно- .ешающего, c гройства определяют наружные контур и обьем, а внугренний obf.c<1 определяю< по Р формуле Vf,u =- V, где Vf « — внутренР 9 ний объем баллона; Ч вЂ” наружный гбъем бал<лона; Р— м <сса балт<она; >- плот есть материала с1енок балло.-;:. ; 1 — ускоре ие свободного ll ä<-:Hèÿ. Инфор;лац<1я о гео летричгских размерах, емкости баллона, сго массе поступает на дисплсй, где высвечизаютс". дгннь<е в ц :.фровой форме. Иэобре-.ение позволяет измерить емкость бал;.,Л<ов любого сортамента, применять его р. Поточных линиях, увеличить точность измер" н 1<, повысить проиэводител .ность, дать широкую информацию о качест<>е изотог:лспия баллонов <.. тсм самым оперзтис><о вмешиваться в технологический процесс с це <ью устранения недостатков, 2 ил. конце откачки и последующего вычисления обьема. Недостаткогл этого способа является низкая точность изк1ерения ввиду того, гто за время о1 качки газа из эталонной емкости д iRJiени в измеря <<10Й <. <- 5c l!1 мол < < эМ.... <ЧТЬСЯ, <1аПР<«ЛСР, ЛЗ 30 i<>»G Известен способ определения обьема емкости путем измерения количества содер1707479 жащегося в ней рабочего вещества. В качестве последнего используют гаэ, находящийся при заданных, ловиях, количество которого определяют пс массе жидкости, вытесненной при тех же условиях из устрой- 5 ства и пропорциональной объемной замене газа жидкостью при полном откачивании газа из емкости. При использовании этого способа измеряют давление газа и массу / жидкости. 10 Этот способ неэкономичсн ввиду трудоемкости операций и больших временных затратах. Известны также способы определения внутреннего объема емкости с помощью пе- 15 репада давления воздуха в эталонной и измеряемой емкостях. Все эти способы требуют значительного времени для установления переходных процессов, а также перепад давления воздуха в емкостях зависит от температуры. 20 Известен способ, в котором по частоте резонансного пика определяют объем емкости. Недостатком этого способа является то, что на точность измерения объема емко- 25 сти влияет температура, хотя и в меньшей степени, чем в пневматических методах. В настоящее время наиболее широкое применение нашел способ определения объема емкости с помощью жидкс сти, на- 30 пример водЬt, котс, > e заливают в емкость, взвешивают емкость с водой, воду выливают, взвешивают пустую емкость и, знал плотность воды, по разнице масс пустого и Наполненного жидкостью баллона опреде 35 ляют его внутренний объем. Недостатками этого способа лвляются трудоем;ость операции и длительность и роцесса по времени, а также сложность механизации процесса. 40 Известно устройство для определения наружного объема тел вращения, которое работает следующим образом. Тело в процессе.ere движения по ленгочному транспортсру освещают узкой светсвой полосой 45 . перпенди куля рно его оси и по величине с ретового сигнала. преобразованного в электрический сигнал с помощью пр: емника излучения, вычисляют диа,етр тела в определенных точках, площадь rionepe- ного се- 50 чения, а затем наружный объем. Источник светового излучения установлен с одной стороны транспоотера, а приемник излучения — с противоположной. Данное техническое решение принимаем за прототип. 55 Рд„ "", r ",",с.;;,.;.,:-; э гого ус | нойст ь p, .) уj /О ;Ь 1 Е31, Кро е еТО и, гочност ь измерения нвгружного обьема зависит от частоты измерения диаметра, чем чаще производят измерение, тем точнее вычисление наружного объема. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей эа счет определения внутреннего обьема баллонов и геометрических параметров его наружного контура. -Для этого баллон взвешивают и освещают в плоскости осевого сечения по всему его периметру узкой световой полосой. Внеш- ний объем баллона определяют по максимально рассеянным лучам света ° а внутренний — по формуле .Р. чвн = н p g гда 1/вн — внУтРенний обьем баллона; Чн — наружный обьем баллона; P — масса 4аллона; р — плотность материала стенок, иэ которого изготовлен баллон; g — ускорение свободного падения. Введение операции взв шивания баллона необходимо для определения объема стенок. Зная массу баллона и плотность ма- териала стенок, можно определить обьем стенок по формуле p g Освещая баллон узкой световой полосой в плоскости осевого сечения по всему его периметру, -по максимально рассеянным лучам света сразу определяют наружный контур баллона, а по нему — наружный объем. Для этого отраженные рассеянные лучи воспринимаются фотодиодной матрицей, которая преобразует световые лучи в электрические сигналы, Опросив ячейки матрицы, счетнс-решающее устройство вычисляет наружный обьем. В счетно-решающее устройство подаются данные о массе баллона, плотности материала стенок и заложена программа для вычисления внутреннего сбьема по формуле Р Чвн Ve p g За счет получения непрерывного контура баллона повышается точность определения наружного ооъема, в то время как в прототипе определяют диаметр в дискретных,точках. Новым по сравнению с прототипом является определение наружного контура бал лона с помощью световой полосы, освещающей баллон в плоскости осевого сечения по всему его периметру. Фиг.1 и 2 поясняют предлагаемый способ. (ветоеая полос фо„-м..руется с помощью ящиков 1 с источниками света 2 и 1707479 выполненными продольнь!ми прорсзями 3. Баллон 4 устанавливается между ящиками 1 так, чтобы световая полоса охватывала вдоль всего осево-о сечения 5 по всему его периметру, Световые лучи отражаются от баллона по всем возможным направлениям: 5 .назад, вверх, вниз и так далее, т,е. будут рассеяг4ными. Макси.альнг.й угол рассеян- . ных tk!")eé le оу!!er провы гагат! с пздз!ощим лучам 90 (при условии, что свето".ая полоса достаточ!.о узкая). Нгд баллоном парал- 10 лельно пл=с;ости световой полосы {возможны варианты произвольного расположения ма1рицы) расположена светодиодная матрица 6, котора«a.;-;1висглл1ост..з от попадания на нее отраженных рассеянных л1>чгй изме- 15 нягг состояггие своих ячеек, например засвсченные ячеики облад".:от малым сопрот«влснигм, а незасвеченные большим. Счгтн3-реш,".1ощ е устройство, например 30М, последовательно опрашивает 20 ячг.йки матрицы и пп результатам опроса вычисляет все ге-. -гтрическгле параметры, вычерчивает на дисплее нарух;ный контур, радиусы закругления сферичгскгJx частей, нару>хный обьем. Затем балла!4 поступает 2 нэ участо:; гзвгL :kiaýk:«ÿ, гдг с помощью элеглтрг ннь..". агсок !)г!редгляотся его масса. ,г>а!4 н ые о массе по;т,.:паю г ь с етно-решающее уг1ройство, гд гг;,сдвари)е> ь.lî заложены прогрэ;л:)а для вы гисления 30 вггутр"ннгго об алга «данныг о плотности материала стенок. Счс но-решающее устроистfio обрабатl ае1 информацию и на дглйггп.г высшее !ив;crea велглчгг>!" вг4угргннего обьсма ба;г1!ог>а г>гго масс i. Данные о 35 внутр; .Нем об)ьг! г. и массе тэк><е поступают г:а гогейгловс лгу о маигину, П р и и е р. По пе освещг,гггя баллона узкой свстовой полосe;1 и обработки инфор- 40 мации ЭР>Л получakar cëeäókoù",,i; наружный контуг>. диаметр 2 г9 мм, радиус закругления днища 1!09 мм, раДиус закругления горловины 110 мм, длина конту а 1680 мм. Тогда объем цилиндриче кой 4 ac i B ба>lfkcl!43 c0craaf1T 445 (1680-109 — 110) 52517295 мм 52,517 л; обьем сферической части днища 50 — — — З вЂ” - — (109) =- 2590058 мм 4л гз 4 3,14 =?,59 л; объем сферической чгсти горловины 4 ш Р 4 3,14 (110) - 2662000 мм з -2,662 л. Тогда наружный объем баллона сосгавит 52,517 + 2,662 + ),59 = 57,769 дм Пусть плотность металла лгарки 3();л г>1А 7,82 кг!дгл . а масса бэл. о!га после г.. вгг!)глвания 62 кг, тогда объем, со1= ;„;и з.":.,:лэс металл, составит 62:7, :;2 =- 7,92; м . Отсюда внутр ннil! .>бьем болг!о! =. 57,769 — 7,920 - 40,849 л, чтосвидетс !k Grayer о бракованной продукции. По геометрическим ггарамггр,>м баллона, высвечивагл. -м на дисп> е-, иг)1уг причину брака (например, длин"- баяло 4э мала или мал диаметр баллона и т.д,), Изобретение позволят исклю ги1ь длительныг операции налг1г-=1-ния вг>ды в бзлл О н, В 3 э с ц и в а н и я б э л л о -! a с и о f-, о 1 ., выливания воды, повысгг)ь инфог,ar«аность о качестве изготииег4«я балл; на и улучшит, услс в я труда. Формула изобретения < пособ определенич гл1!0сс гл б:2-! о.4э, включающий освегцгние баллонэ, экuA све.товой полосои, ггреобрэзог,ание ске1ов. го сигггала в зпсктри:eck;!4k nvpeäei>ekk."е liç-, ружного обьсма баллона, о т л и ч а го щ и йс я тгм, гто, с целью повышения точно"..1Н и расширения фун!1ционд>! ьггых в.>эгле,",".4 creA за счет определения внутреннего объел;а балле la 2 геометр«чгс,<их пара ., r;: в его наружного контурэ, багпон взве ггглвают, освещают B глоскости осевого сечен«я по вссмуего r,сcp:ì.,eòpó, ek:.".шииA объем "-.йлл-на определяют по максглмально рассеянным лучам свега, а внутргггггий обьем — по „ орЛЛУ4!Е Чвн Чн Р 9 где V« — внутренний объем баллона; Чн — нару;г:ный объем баллона; P — масса баллона; р — плотность материала стенок, из которого изготовлен баллон; g — ускорение свободного падения. 1707479 1707479 Составитель А.Губин т .. е. °е род м.i. ергу тал Pt:, oj) Т.l ii нова К рректор G.ЦИ гле Производственно-издательский комбинат "Патент"; r. Ужгооод, vn.Гагаоина. 101 Заказ 261 1ираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
