Способ градуировки уровнемеров

 

Использование: в измерительной технике для градуировки уровнемеров, используемых в аппаратах высоких давлений и температур. Сущность изобретения: способ заключается в изменении уровня жидкости путем резкого снижения давления и определении зависимости изменения уровня от времени в области фазового перехода жидкости по показаниям градуируемого уровнемера, сравнении ее с зависимостью, установленной с помощью образцового средства измерения и определения показателей инерционности уровнемера. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки уровнемеров, используемых в аппаратах высоких давлений и температур.

Известны способы градуировки уровнемера, основанные на изменении уровня жидкости (воды) в уровнемерном резервуаре, снабженном указательной трубкой, сливным и наливным устройствами [1, c.78-79] Способ состоит в том, что в уровнемерный резервуар, заполненный жидкостью, помещают градуируемый уровнемер, осуществляют изменение уровня жидкости наливом и сливом ее из резервуара, сопоставляют показания уровнемера с эталонной шкалой (измерительной линейкой) и определяют погрешность.

К недостаткам этого способа относятся отставание уровня жидкости в указательной трубке относительно уровня в уровнемерном резервуаре, колебания уровня, волнение и пульсация свободной поверхности жидкости, проведение измерений в небольших пределах, большая погрешность измерений.

Известен способ градуировки уровнемеров, основанный на имитации изменения уровня жидкости, позволяющий производить градуировку уровнемеров с гибкой механической связью между преобразователями [1, c.79] Повышение и понижение уровня жидкости имитируют перемещением вверх и вниз резервуара с жидкостью.

К недостаткам данного способа относится большая погрешность измерений, не учитываются все факторы, влияющие на характеристики.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ градуировки уровнемеров, основанный на изменении уровня жидкости от нижнего предела до верхнего предела путем подачи жидкости (прямой ход) и от верхнего предела до нижнего предела путем слива жидкости (обратный ход). Уровень жидкости устанавливают в контрольных точках в два этапа: с максимальной скоростью до промежуточных точек и с меньшей скоростью до уровня контрольных значений. ("Измерительная техника". 1981, N 2, с.48; ГОСТ 8.321-78, с.6).

Преимуществом способа-прототипа является устранение недостатков известных способов, повышение точности измерений, возможность исследовать нормируемые характеристики уровнемеров.

Недостатком известного способа являются значительные затраты времени, связанные с тем, что уровень жидкости в сосуде не может изменяться достаточно быстро (не быстрее 3-5 см/м), поскольку при значительной скорости его изменения появляются возмущения жидкости, препятствующие точной установке уровня жидкости. Кроме того, система налива и слива жидкости весьма инерционна, установка нужного уровня не может осуществляться быстро, возможности определения характеристик уровнемеров при работе в условиях динамических нагрузок ограничены.

При измерении уровня в условиях динамических нагрузок, высоких давлений и температур, фазовых превращений необходимо иметь уровнемеры, испытанные в условиях, моделирующих реальные. Известный способ, описанный в прототипе, не позволяет осуществить такие измерения, так как не отражает динамических нагрузок.

Техническая задача предлагаемого способа градуировки уровнемеров определение характеристик уровнемеров в условиях высоких температур и давлений.

Для этого предлагается способ градуировки уровнемеров, основанный на изменении уровня и включающий помещение градуируемого уровнемера в уровнемерный резервуар с образцовым средством измерения, в котором в уровнемерном резервуаре предварительно повышают давление в области наджидкостного пространства и температуру жидкости, которые выбирают соответствующими условиям насыщения, затем изменяют уровень жидкости путем резкого снижения давления и определяют зависимость изменения уровня от времени по показаниям градуируемого уровнемера, котоpую сравнивают с зависимостью [Hf(τ)] образцового средства измерения, что позволяет установить характеристики инерционности (например, показатель инерционности, инерционность).

Предлагаемый способ дает возможность определить характеристики уровнемеров в условиях динамических нагрузок, повысить скорость измерений за счет снижения времени изменения уровня.

Сущность способа заключается в том, что с помощью установки, содержащей уровнемерный резервуар, снабженный образцовым средством измерения, систему изменения объема жидкости, газа, давления и температуры производят градуировку уровнемеров в условиях, близких к реальным динамическим нагрузкам.

На фиг. 1 показана схема устройства, на котором осуществляется способ; на фиг. 2 график показаний образцового и градуируемого уровнемеров.

Уровнемерный резервуар 1 заполняют жидкостью (водой) на определенный уровень, который фиксируется образцовым средством измерения 2. Наджидкостное пространство заполняют газом, обеспечивая необходимое давление, затем повышают температуру жидкости (воды). Давление газа и температуру воды выбирают соответствующими условиям близким к насыщению.

Градуируемый уровнемер 3 помещают в уровнемерный резервуар 1 в область фазового перехода жидкости.

Изменение уровня воды осуществляют путем резкого снижения давления газа в наджидкостном пространстве. Снижение давления ниже давления, которому соответствует температура кипения воды, приводит к вскипанию воды, т.е. происходит быстрое повышение уровня воды.

Изменение уровня жидкости (воды) фиксируются с помощью образцового средства измерения и градуируемого уровнемера (ГУ). Установленные зависимости изменения уровня воды от времени сравнивают и определяют показатели инерционности ГУ.

В предлагаемом способе изменение уровня жидкости происходит за счет ее физических свойств, следовательно, отсутствует механическая система изменения уровня, что значительно снижает время изменения уровня воды, повышает чувствительность и дает возможность определить динамические характеристики уровнемеров, предназначенных для измерения уровня в быстропеременных процессах.

Формула изобретения

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ УРОВНЕМЕРОВ, основанный на изменении уровня жидкости и включающий помещение градуируемого уровнемера в уровнемерный резервуар с образцовым средством измерения и фиксацию их показаний, отличающийся тем, что предварительно в уровнемерном резервуаре повышают давление и температуру, которые выбирают соответствующими условиями насыщения, изменяют уровень жидкости путем резкого снижения давления и определяют зависимость изменения уровня от времени в области фазового перехода жидкости по показаниям градуируемого уровнемера, сравнивают ее с зависимостью, установленной с помощью образцового средства измерения, и определяют показатели инерционности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2