Поплавковый уровнемер

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспУБлик (19) (11) (s1)s 6 01 F 23/44, 23/38, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 1

Ю

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21) 4930336/10

22) 23.04.91 . 46) 07.02.93. Бюл. M 5

1) Научно-исследовательский инженерноехнологический институт брестоблсельстоя и Брестский политехнический институт (72) В.Н.Пчелин, В.А.Вишняков; Г.В.Сыри р, В.В.Жук и B.Ï.×eðíþê (б) Авторское свидетельство СССР

Ь 1283538, кл. G 01 F 23/44, 1985. !

{ 4) П )П 1АВ ОВ и VF OaaeVer ф7) Использование: в контрольно-измерительной технике, позволяет повыси-.ь точ/

Ю а

I ностЬ измерения уровня и расширить область применения. Сущность изобретения: содержит первый 3 и второй 4 датчики уровнв, квждмй из которых выполнен в виде поплавка (Гф, еоединенного с противовесом (nP) 6 1ибким зввнои 7. переброшенным через шкив 8. На вал 9 шкива датчика 3 насажена указыва(ощая стрел ка (С) 10..

Вал 11акивадатчика4расположен концентрично валу 9. На вал 11 насажены смонтированные с возможй остью и о ворота относительно шкалы 12 уровня шкалы 13 и

14 плотности и поплавок уровня соответственнО. Если плотность жидкости 1 отличаете

1793252, где Fg и F1 — соответHHA Fg

P> Pnp1

hi = — -- -—

Р2 — Рпр2 j F2 (2) и (3), (4) ся от эталонной жидкости "нуль", шкала 14 смещается относительно С 10. В этом случае

С 10 по шкале 12 показывает уровень, по шкале 14 — поправку уровня, а по шкале 13 — плотность жидкости 1. В случае использования для определения поправки уровня шкалы 12 площадь горизонтального сечения П 5 датчика 4 принимается v ç выражеИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости.

Цель изобретения — повышение точно- 5 сти измерения уровня и расширение области применения.

На фиг. 1 изображен поплавковый уров- . немер, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 — 10 стрелочный показывающий прибор с круговыми шкалами уровня, плотности и поплавок уровня.

Поплавковый уров немер содержит установленные в заполненной контролируемой 15 жидкостью 1 емкости 2 первый 3 и второй 4 датчики уровня. Каждый из датчиков 3, 4 выполнен в виде поплавка 5, соединенного спротивовесом 6 гибким звеном 7,,переброшенным через шкив 8. На валу 9 шкива 8 20 первого датчика 3 жестко закреплена указывающая стрелка 10 показывающего прибора, Показывающий прибор поплавкового уровнемера снабжен, также, круговой шкалой 12 уровня жидкости и монтированными 25 с возможностью поворота относительно последней круговыми шкалами плотности 13 и поплавок уровня 14 жидкости. Шкалы 13, . 14 насажены на вал 11 второго датчика 4 уровня посредством кронштейнов 15 и 30 скреплены с последними при помощи зажимов 16. Для расширения диапазона измеряемых уровней вал 9 может быть через шестерни 17 соединен с дополнительными указывающими стрелками 18, 19, показыва- 35 ющими соответственно десятки и сотни сантиметров .

В случае использования для определения поплавки уровня самой шкалы уровня

12 площадь горизонтального сечения по- 40 плавка 5 второго датчика уровня принимается из выражения ственно площади горизонтального сечения

П 5датчиков Зи 4; Р2 и P> — соответственно вес П 5 датчиков 3 и 4; Рпр1 и Pnp2 — соответственно вес ПР 6 датчиков 3 и 4, 1 з,п.флы,4ил, где Fz u FT — соответственно площади горизонтального сечения поплавков 5 второго 4 и первого 3 датчиков уровня;

Р2 и Р1 — соответственно вес поплавков

5 второго 4 и первого 3 датчиков уровня;

Рдр и Ppp1 — соответственно вес противовесов 6 второго 4 и первого 3 датчиков уровня.

Поплавковый уровнемер работает следующим образом.

При постоянном уровне жидкости 1 системы поплавок — противовес каждого из датчиков 3, 4 находятся в равновесии, при этом глубины погружения (осадки) поплавков 5 и жидкости 1 равны где hp u hz — соответственно глубина погружения поплавков 5 первого 3 и второго 4 датчиков уровня;

g - удельный вес контролируемой жидкости 1.

Вычитая из (3) уравнение (2) и учитывая, что й2 — hi = Н1 — H2, после преобразований получим где Н1 и Hz — показания уровня жидкости соответственно по первому 3 и второму 4 датчикам уровня.

Поплавковый уровнемер тарируется при условии установки поплавков 5 в эталонную жидкость, B этом случае осадка поплавка 5 первого датчика 3 составляет Мэ = Р, (5)

yF1 ° где уэ — удельный вес эталонной жидкости.

При изменении удельного веса (плотности) жидкости 1 возникает погрешность, определяемая выражением

1793252

Р— P > 1 11

AH =h>-h<э= Р У У) — — — (6)

Подставив значение у из (4) в (6), получим

AH Р— Р р

5 х х

F>.Fã Н вЂ” Н 1 1 Р2 Рпр2 Е2 Р1 Рпр1 Уз

Шкалы 13, 14 разбиваются в соответст вии с уравнениями (4) и (7), из условия, что р= у/g, где p — плотность жидкости; g— ускорение свободного падения, ! При тарировке поплэвкового уровнемерэ в эталонной жидкости снимают зажимы

16 и шкалы 13, 14 поворачивают относительо кронштейнов 15 до совмещения нуля на кале 14 поплавок уровня с указывающей трелкой 10, после чего вновь устанавливат зажимы 16, при этом положение нуля на кале 14 совпадает со значением плотноти на шкале 13 плотности, равным плотноти эталонной жидкости.

В случае подъема (уменьшения) уровня оплавки 5 датчиков 3, 4 перемещаются верх (вниз), что приводит к повороту валов

11, а тем самым и стрелок 10, 18, 19, показывающих па шкале 12 уровень, и шкал

13, 14. При измерении уровня эталонной идкости шкалы 13, 14 и стрелка 10 повораиваются синхронно, поэтому стрелка 10 р оказывает па шкале 14 поправку уровня, эвную нулю, э по шкале 13 — плотность, равную плотности эталонной жидкости, Если плотность контролируемой жидкоСти 1 отличается от плотности эталонной

У4 Р1

40 этом стрелка прибора жестка закреплена на валу шкива первого датчика, шкалы плотности и поправки уровня — нэ валу второго

45 датчика уровня с возможностью поворота относительно шкалы уровня, 2. Уровнемер поп.1, о тли ч а ю щи йс я тем, что площади горизонтальных сечений поплавков F> и Fz датчиков выбраны из

50 соотношения

Fg/F) = (P2 Рпр2)П(Р1 Рпр ). где Р1 и Pg — вес поплавков соответственно первого и второго датчиков;

55 Рпр, Р рг — вес противовесов соответственно с первого и второго датчиков.

Формула изобретения

Ь1. Поплавковый уровнемер, содержаий первый датчик уровня в виде поплавка, соединенного с противовесом гибким звеном, переброшенным через шкив, и показыв эющий прибор, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения уровня и расширения функциональных возможностей, в него введен второй датчик уровня, конструктивно аналогичный первому, вал шкива которого расположен концентрично валу шкива первого датчика, показывающий прибор выполнен в аиде с1релочного прибора с круговыми шкалами уровня, плотности и поправок уровня, при жидкости "нуль" шкалы 14 смещается относительно стрелки 10, В этом случае стрелка

10 по шкале 14 показывает величину и знак поправки Л Н уровня, а по шкале 13 — плотность контролируемой жидкости, Фактическая величина уровня Нф находится по выражению

Нф=1+ hk. (8)

При соблюдении уравнения (1), подставив выражение Fz по (1) в (7), получим т.е. величина поправки уровня равна разности показаний уровня жидкости 1по первому 3 и второму 4 датчикам за вычетом константы (константы вычитаются при тарировке устройства), В этом случае отпадает необходимость в шкале 14, т.к. фактическое значение уровня жидкости можно найти по выражению

Нф = Н > +(Н ) - Н2) = 2k) - Н2 (10)

При нахождении значения рочь указывающей стрелки для Н выполняет метка 20 на шкале 13, соответствующая плотности, равной плотности эталонной жидкости (см.фиг.4).

Обеспечение возможности нахождения поправки уровня жидкости зависящей.от ее плотности, позволяет повысить точности измерения уровня жидкости. Возможность же параллельного измерения -и плотности жидкости расширяет область применения поплавкового уровнемерэ.

1793252

Я

Техред M.Moðãåíòàë . Корректор СЛОско

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3аказ 496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5