Способ определения массы жидкости в резервуаре



Владельцы патента RU 2494353:

Пергамент Александр Михайлович (RU)
Тележников Василий Николаевич (RU)
Грузевич Юрий Кириллович (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля массы и уровня жидкости в резервуарах, например, на автозаправочных станциях, и может быть использовано также в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности. Способ определения массы жидкости заключается в измерении уровня жидкости, измерении плотности жидкости и определении массы жидкости в резервуаре по объему. При этом определяют среднее значение плотности жидкости в резервуаре путем периодических измерений плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине через равные промежутки времени до момента, когда значения плотности на глубине и поверхности выровняются. Затем рассчитывают среднее арифметическое значение плотности, используя последние значения плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине. Затем измеряют уровень жидкости посредством метрштока, закрепленного в резервуаре, путем получения телевизионного изображения метрштока, в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости. При этом метршток подсвечивают источником света, расположенным вместе с телевизионной видеокамерой над поверхностью жидкости, а для излома хода лучей подсветки используют зеркало, закрепленное на поплавке под поверхностью жидкости наклонно к оси источника света и оси объектива телевизионной видеокамеры. Причем поплавок установлен на метрштоке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня жидкости, передают изображение посредством телевизионной видеокамеры на устройство отображения результатов измерения. Затем с учетом градуировочной характеристики конкретного резервуара по измеренному значению уровня определяют объем жидкости в резервуаре, после чего по полученному значению объема и среднему арифметическому значению плотности определяют массу жидкости в резервуаре. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения массы жидкости, в т.ч. взрывоопасной, в основном при использовании в больших резервуарах, в том числе герметичных. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к средствам контроля массы и уровня жидкости в резервуарах, например, на автозаправочных станциях, и может быть использовано также в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности.

Значительна роль измерений, используемых при организации правильной системы количественного учета жидких веществ в процессе их приемки, хранения и отпуска, когда масса жидкостей (например, горючесмазочных) не может быть измерена непосредственным взвешиванием на весах. Количество жидкости сначала нужно определить в объемных единицах, в частности, измеряя уровень жидкости, а затем, умножая на плотность, найденную для тех же условий, что и объем, перевести полученный результат в единицы массы с использованием связи единиц массы, плотности и объема,

Таким образом, первым этапом определения количества жидкости является измерение ее уровня в резервуаре.

Известен способ определения массы жидкости в резервуаре с помощью простейшего устройства определения уровня жидкости, обеспечивающего непосредственное измерение уровня с помощью метрштока, имеющего трубчатую конструкцию кругового сечения с нанесенной на нее метрической шкалой в виде металлической измерительной ленты (RU, свидетельство на полезную модель №3754, МПК G01F 23/04, 1997 г.).

Этот способ широко распространен в силу своей простоты и дешевизны, но он дает очень низкую точность измерения, к тому же не пригоден для использования в герметичных резервуарах.

Известен способ определения массы жидкости в резервуаре с использованием жидкостного уровнемера RU №57000, МПК G01F 23/04, 2006 г., который содержит поплавок, имеющий возможность свободного перемещения в вертикальном направлении при изменении уровня жидкости, источник света и приемник оптического сигнала, закрепленный неподвижно над поверхностью жидкости так, что его оптическая ось проходит через поплавок, при этом поплавок снабжена первым наклонным зеркалом, установленным на платформе выше уровня жидкости под углом к оси источника света, отражающим элементом, установленным на платформе ниже уровня жидкости, а также закрепленных на платформе выше уровня жидкости вторым наклонным зеркалом, расположенным под углом к оси приемника оптического сигнала, и линзы, оптическая ось которой совпадает с оптической осью приемника оптического сигнала. Первое наклонное зеркало установлено на поплавке так, что световой луч от источника света, отразившись от зеркала, падает на поверхность отражающего элемента, установленного ниже уровня жидкости с обеспечением подсветки отраженным от него лучом поверхности жидкости в месте расположения мерной линейки, а второе наклонное зеркало, обеспечивающее отражение места пересечения поверхности жидкости с мерной линейкой, установлено для направления светового потока в сторону объектива телевизионной камеры через линзу.

С помощью данного устройства можно получить высокую точность измерения уровня жидкости, обеспечить надежность, технологичность, долговечность и ремонтопригодность уровнемера, что обусловлено, во-первых, созданием четкого изображения поверхности жидкости вблизи метрштока за счет подсветки снизу, во-вторых, созданием дополнительной подсветки шкалы метрштока в зоне измерения световым потоком, отраженным от поверхности жидкости со стороны источника света.

К недостаткам данного аналога является то, что для реализации принципа оптического считывания положения уровня жидкости в резервуаре на глубинах порядка трех метров, помимо собственно устройства формирования телевизионного изображения сигнализатора (в данном случае метрштока), необходим достаточно мощный источник подсветки. Но применение источников подсветки с током потребления более 0,3 А в зонах с наличием взрывоопасных паров недопустимо, что ограничивает область применения данного технического решения.

Известен способ определения массы жидкости в резервуаре, заключающийся в том, что располагают на верхней поверхности горловины цистерны монтажную планку с установленными на ней блоком регистрации данных, плотномером, термометром и уровнемером. В память блока регистрации данных предварительно заносят калибровочные типы, диаметры котлов и высоты горловин всех цистерн, находящихся в эксплуатации. При замере данных очередной цистерны, ее номер и калибровочный тип вносят в память блока регистрации данных. Далее плотномером и термометром производят замеры плотности и температуры жидкости, и уровнемером определяют высоту недолива жидкости до верхней поверхности горловины цистерны. Все измеренные данные заносятся в блок регистрации данных, в котором высоту налива жидкости рассчитывают по формуле: Нп=Дк+Н-Н, где: Нп - высота налива жидкости; Дк - диаметр котла; Нг - высота горловины до котла; Н - расстояние от верхней поверхности горловины до уровня жидкости, равное высоте недолива жидкости.

В соответствии с таблицами калибровки для данного типа цистерны и полученными данными замеров определяют объем жидкости и, умножив его на плотность, вычисляют массу жидкости при измеренной температуре.

Это техническое решение является ближайшим аналогом для заявленного способа.

К недостаткам описанного выше способа относится то, что не учитывается возможность изменения плотности жидкости по объему резервуара вследствие разной температуры жидкости на разных глубинах резервуара.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности определения массы жидкости, в т.ч. взрывоопасной, в основном, при использовании в больших резервуарах, в том числе герметичных.

При осуществлении заявленного способа определения массы жидкости, представляющей собой однородное вещество, которое может иметь разную температуру и плотность по объему резервуара проводят следующие действия:

- измеряют уровень жидкости в резервуаре, геометрические характеристики которого предварительно определены,

- вычисляют объем жидкости,

- определяют плотность жидкости,

- затем по значению объема, вычисляемому по измеренному уровню жидкости с использованием градуировочной характеристики конкретного резервуара, описывающей зависимость объема жидкости от ее уровня, и значению плотности жидкости определяют массу жидкости в резервуаре.

Эти признаки являются общими с признаками ближайшего аналога.

Поставленная задача для заявленного способа решается за счет того, что заявленный способ отличается от ближайшего аналога следующими существенными признаками:

- измеряют периодически через равные промежутки времени t плотность жидкости в поверхностном слое жидкости и плотность на глубине примерно 0,5 метра;

- окончание переходного процесса определяют по двум критериям, соответствующим измерениям плотности на поверхности и на глубине:

Δρi<0,1Δρ1,

где: Δρ1 - первое значение разности измеренных плотностей за промежуток времени t;

Δρi - последнее значение разности измеренных плотностей за промежуток времени t,

причем указанный критерий одинаков для серии измерений плотности на поверхности и для серии измерений плотности на глубине примерно 0,5 м, а окончанием переходного процесса считают момент, когда одновременно выполнены условия критерия как для измерения плотности на поверхности, так и для измерения плотности на глубине,

- оба плотномера установлены на поплавке, имеющем возможность свободного перемещения в вертикальном направлении по метрштоку при изменении уровня жидкости;

- оба плотномера установлены в направляющих, закрепленных на поплавке, обеспечивающих свободное перемещение плотномеров по вертикали относительно поплавка (плотномеры поплавкового типа);

- плотномер для измерения плотности в поверхностном слое жидкости - стандартный в соответствии с ГОСТ 18481-81.

- плотномер для измерения плотности на глубине изготавливается из тонкостенной герметично запаянной трубки длиной порядка 600 мм. Плотномер градуируется в пределах диапазона плотностей, соответствующего диапазону плотномера, используемого для измерения плотности в поверхностном слое, для чего в нижнюю часть трубки помещается груз необходимой массы;

- фиксируют последние значения плотности жидкости ρi1 по показаниям плотномера для измерения плотности в поверхностном слое жидкости и ρi2 по показаниям плотномера для измерения плотности жидкости на глубине;

- рассчитывают среднее арифметическое значение плотности:

ρср=0,5 (ρi1+ρi2);

- измеряют уровень жидкости Н посредством метрштока, закрепленного в резервуаре;

- изображение метрштока в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости подсвечивают светодиодным источником света;

- для излома хода лучей подсветки используют зеркало, закрепленное на поплавке наклонно к оси источника света и оси объектива телевизионной видеокамеры с автоматической фокусировкой изображения;

- зеркало и телевизионная видеокамера с автоматической фокусировкой изображения расположены таким образом, что формируют изображение метрштока, в основном, под поверхностью жидкости и положения уровня жидкости, совпадающего с нижней границей мениска «жидкость-метршток»;

- передают изображение посредством телевизионной видеокамеры с автоматической фокусировкой изображения на устройство отображения результатов измерения;

- по градуировочной характеристике конкретного резервуара для измеренного значения Н определяют объем жидкости в резервуаре V;

- определяют массу т жидкости в резервуаре:

m=ρсрV.

Техническим результатом, получаемым в результате использования изобретения, является возможность точного определения массы жидкости в резервуарах, преимущественно содержащих взрывоопасные жидкости.

Получение технического результата обеспечивается за счет того, что учитывается возможность изменения плотности жидкости по объему резервуара, обусловленная разной температурой жидкости на разных глубинах резервуара, что существенно влияет на точность определения массы жидкости при больших размерах резервуара. В заявленном способе при вычислении массы жидкости устанавливается момент примерного выравнивания температуры по объему, кроме того, используется среднее значение плотности жидкости, полученное по окончании переходного процесса выравнивания температуры (и, как следствие - плотности), в результате которого изменение плотности по всему объему резервуара приблизится к минимальной величине. Использование при измерении уровня жидкости метрштока обусловлено необходимостью применения стандартных методик измерения уровня, обязательным условием которых является наличие метрштока.

Подсветка метрштока в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости светодиодным источником света позволяет получить значение уровня жидкости по изображению шкалы метрштока в зоне его контакта с поверхностью жидкости. При этом используются светодиодные источники с малыми токами потребления (менее 0,3 А), что обеспечивает возможность использования способа в зонах с наличием взрывоопасных паров, обусловливает надежность и технологичность устройства, реализующего способ, при относительно простой конструкции, удобстве и простоте в эксплуатации. Также заявленный способ позволяет получить высокую точность измерения уровня жидкости (и соответственно высокую точность определения массы) за счет того, что метршток не требуется извлекать из резервуара.

Использование для излома хода лучей подсветки зеркала, закрепленного на поплавке наклонно к оси источника света и оси объектива телевизионной видеокамеры с автоматической фокусировкой изображения, позволяет одновременно произвести подсветку нужной зоны метрштока и сформировать изображение метрштока, в основном, под поверхностью жидкости и положения уровня жидкости, совпадающего с нижней границей мениска «жидкость-метршток».

При попадании светового потока на металлическую поверхность метрштока, например анодированную алюминиевую поверхность, свет отражается от нее в разных направлениях неодинаково. Максимальный уровень отраженного излучения - в направлении зеркального отражения. При этом коэффициент яркости отраженного излучения по сравнению с отражением от диффузно отражающей поверхности достигает при этом величины порядка (5-10).

Основным определяющим требованием к точной установке зеркала относительно поверхности метрштока является выполнение условия полного внутреннего отражения лучей, отраженных от поверхности метрштока. Это явление возникает на границе «жидкость-воздух» менисков, неизбежно соединяющих поверхности «жидкость-метршток» и «жидкость - зеркало». Выполнение этого условия позволяет получить в изображении границы «жидкость-воздух» контрастную темную линию, обрамленную тонкими светлыми линиями, по положению которых относительно шкалы метрштока можно однозначно судить об уровне жидкости в резервуаре.

Предпочтительным источником излучения для осуществления заявленного способа являются светодиоды. Это связано с тем, что приемлемые для данного случая токи потребляют имеющиеся в настоящее время как лазерные, так и светодиодные источники излучения, но лазерные излучатели не годятся из-за наличия спеклов (пятнистого мерцания) в пятне подсветки, что приводит к недопустимому ухудшению качества изображения.

Светодиодные источники излучения при подобном ограничении потребляемого тока даже при минимальных углах расходимости излучения не в состоянии обеспечить необходимый уровень освещенности метрштока для функционирования телевизионной видеосистемы. Однако при использовании свойства селективного отражения светового потока от поверхности метрштока применение светодиодов в качестве средства подсветки вполне оправданно.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства, реализующего заявленный способ.

Устройство, с помощью которого может осуществляться заявленный способ, состоит из резервуара 1 с жидкостью, массу которой нужно определить, взрывозащищенного корпуса 2 с оптически прозрачным окном. Взрывозащищенный корпус герметично установлен в верней части резервуара 1 и соединен с ним через герметизирующее уплотнение 3.

В резервуаре 1 жестко закреплен измерительный метршток 4, преимущественно металлический.

Во взрывозащищенном корпусе 2 установлены источник света (осветитель) 5 и телевизионная камера с автоматической фокусировкой изображения 6.

На измерительном метрштоке 4 закреплен поплавок 7, имеющий возможность свободного перемещения по вертикали (по метрштоку) при изменении уровня жидкости в резервуаре 1. На поплавке 7 установлено зеркало 8, предназначенное для излома хода лучей от источника света 5 и жестко соединенное с поплавком. Зеркало 8 расположено наклонно к оси источника света 5 и оси объектива телевизионной видеокамеры 6 с автоматической фокусировкой изображения. При этом зеркало 8 и телевизионная видеокамера 6 с автоматической фокусировкой изображения расположены таким образом, что формируют изображение положения уровня жидкости, совпадающего с нижней границей мениска, относительно метрштока 4, в основном, под поверхностью жидкости.

На поплавке 7 установлены термометр 9 и направляющие для плотномеров 10, 11 поплавкового типа, по которым плотномеры могут свободно перемещаться по вертикали. Плотномер 10 предназначен для измерения плотности вблизи поверхности жидкости.

Плотномер 11 для измерения плотности на глубине изготавливается из тонкостенной герметично запаянной трубки длиной порядка 600 мм. Плотномер градуируется в пределах диапазона плотностей, соответствующего диапазону плотномера для измерения плотности в поверхностном слое, для чего в нижнюю часть трубки помещается груз необходимой массы.

При этом зеркало 8 и телевизионная видеокамера 6 с автоматической фокусировкой изображения помимо изображения положения уровня жидкости относительно метрштока 4 формируют также изображение расположенных рядом с метрштоком плотномеров и термометра.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют градуировочную характеристику конкретного резервуара, описывающую зависимость объема жидкости от ее уровня в резервуаре 1. Далее периодически, через равные промежутки времени t измеряют плотность в поверхностном слое жидкости и на глубине до окончания переходного процесса, которое определяют по критерию:

Δρi<0,1Δρ1,

где: Δρ1 - первое значение разности измеренных плотностей за промежуток времени t;

Δρi - последнее значение разности измеренных плотностей за промежуток времени t.

Измерения проводят по телевизионному изображению плотномеров в зоне пересечения их поверхностью жидкости.

Устанавливают момент окончания переходного процесса, когда условия критерия выполнены одновременно как для измерения плотности на поверхности, так и для измерения плотности на глубине.

Фиксируют последние значения плотности жидкости ρi1 по показаниям плотномера для измерения плотности в поверхностном слое жидкости и ρi2 по показаниям плотномера для измерения плотности жидкости на глубине.

Рассчитывают среднее арифметическое значение плотности

ρср=0,5(ρi1+ρi2).

Среднее арифметическое значение плотности ρср запоминают для дальнейшего использования при вычислении массы жидкости.

Уровень жидкости Н - измеряют посредством метрштока, закрепленного в резервуаре, при этом метршток в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости подсвечивают светодиодным источником света 5.

Плотность в поверхностном слое жидкости и на глубине измеряют с помощью плотномеров 10, 11 в зоне соприкосновения их с поверхностью жидкости. При этом плотномеры в зоне их соприкосновения с поверхностью жидкости подсвечивают светодиодным источником света 5.

Дополнительно на момент окончания переходного процесса, т.е. примерного окончания выравнивания плотности по объему резервуара, измеряют температуру в поверхностном слое жидкости. Для решения задачи измерения температуры используется трубка 9 обычного спиртового термометра, жестко прикрепленная к поплавку рядом с метрштоком 4 под поверхностью жидкости. В качестве шкалы термометра используют шкалу метрштока 4, предварительно проведя градуировку для определения значения температуры жидкости по положению спиртового «столбика» относительно шкалы метрштока.

Лучи подсветки от источника света 5 попадают на наклонное зеркало 8, расположенное, в основном, ниже поверхности жидкости наклонно к оси источника света. Световой поток от источника света 5, отразившись от зеркала, попадает на поверхности метрштока 4, плотномеров 10, 11 в зоне соприкосновения их с поверхностью жидкости, а также - на поверхность трубки 9 термометра.

Отраженный от метрштока 4, плотномеров 10, 11 и трубки термометра 9 световой поток с помощью зеркала 8 направляют в сторону объектива телевизионной видеокамеры с автоматической фокусировкой изображения. Зеркало 8 и телевизионная видеокамера 6 с автоматической фокусировкой изображения расположены так, что формируют изображение положения уровня жидкости относительно метрштока 4, плотномеров 10, 11 и трубки термометра 9. Изображение, содержащее информацию об уровне жидкости, плотностях жидкости в поверхностном слое и на глубине, а также температуре жидкости передается на устройство отображения результатов измерения.

По месту расположения нижней границы мениска в зоне контакта поверхности жидкости с поверхностью метрштока 4 определяют уровень жидкости. По месту расположения нижней границы мениска в зоне контакта поверхности жидкости с поверхностью плотномеров 10, 11 определяют плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине.

Далее по градуировочной характеристике резервуара 1 для измеренного значения Н определяют объем жидкости в резервуаре V, массу жидкости в резервуаре 1 рассчитывают по формуле m=ρср·V.

При отпуске нефтепродуктов объем отпускаемой жидкости необходимо корректировать в соответствии с температурой жидкости. Масса отпускаемой жидкости объемом V при температуре Т должна быть равна массе этой жидкости объемом V1 при температуре Т=20°С. По этой причине в устройство устанавливается термометр, который дает возможность принять решение о корректировке счетчиков отпуска при температуре жидкости, отличной от Т=20°С.

По измеренной температуре жидкости принимают решение о необходимости корректировки счетчиков отпуска жидкости и, при необходимости, корректируют счетчики.

1. Способ определения массы жидкости, заключающийся в измерении уровня жидкости, измерении плотности жидкости и определении массы жидкости в резервуаре по объему, вычисляемому по измеренному уровню жидкости с использованием градуировочной характеристики конкретного резервуара, описывающей зависимость объема жидкости от ее уровня, и значению плотности жидкости, отличающийся тем, что для определения массы жидкости используют среднее значение плотности жидкости, при этом определяют среднее значение плотности жидкости в резервуаре путем периодических измерений плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине через равные промежутки времени t до момента, когда будут одновременно соблюдены условия для плотности жидкости у поверхности ρi1 и на глубине ρi2:
Δρi1<0,1Δρ1-1,
Δρi2<0,1Δρ1-2,
где Δρ1-1 и Δρ1-2 первые значения разности измеренных плотностей за промежуток времени t соответственно на поверхности и на глубине;
Δρi1 и Δρi2 - последние значения разности измеренных плотностей за промежуток времени t,
рассчитывают среднее арифметическое значение плотности ρср=0,5(Δρi1+Δρi2), используя последние значения плотности жидкости ρi1 в поверхностном слое и ρi2 на глубине, измеряют уровень жидкости Н посредством метрштока, закрепленного в резервуаре путем получения телевизионного изображения метрштока в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости, при этом метршток подсвечивают источником света, расположенным вместе с телевизионной видеокамерой над поверхностью жидкости, а для излома хода лучей подсветки используют зеркало, закрепленное на поплавке под поверхностью жидкости наклонно к оси источника света и оси объектива телевизионной видеокамеры, причем поплавок установлен на метрштоке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня жидкости, передают изображение посредством телевизионной видеокамеры на устройство отображения результатов измерения, затем с учетом градуировочной характеристики конкретного резервуара по измеренному значению Н определяют объем жидкости в резервуаре, после чего по полученному значению объема и среднему арифметическому значению плотности ρср определяют массу жидкости в резервуаре.

2. Способ определения массы жидкости по п.1, отличающийся тем, что используют телевизионную видеокамеру с автоматической фокусировкой изображения.

3. Способ определения массы жидкости по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотномеры для измерения плотности вблизи поверхности установлены на поплавке посредством направляющих, обеспечивающих свободное перемещение плотномеров по вертикали.

4. Способ определения массы жидкости по п.1, отличающийся тем, что на момент окончания переходного процесса выравнивания плотности по объему резервуара измеряют температуру в поверхностном слое жидкости.

5. Способ определения массы жидкости по п.4, отличающийся тем, что для измерения температуры используют трубку спиртового термометра, жестко прикрепленную к поплавку рядом с метрштоком под поверхностью жидкости, причем в качестве шкалы термометра используют шкалу метрштока, предварительно градуированную для определения значения температуры жидкости по положению спиртового столбика относительно метрштока.



 

Похожие патенты:

Способ измерения объема сосуда заключается в том, что изменяют объем сосуда на величину ΔV и определяют изменение давления газа в сосуде до и после изменения объема, на основании которых определяют искомый объем сосуда V0.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров шаровых (сферических). .

Изобретение относится к области охраны почв и может быть использовано для определения потерь почвы при полевом обследовании земель, подверженных эрозии, в научных исследованиях и проектных разработках.
Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к способам градуировки резервуаров для определения вместимости, соответствующей высоте их наполнения. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к автоматизированному учету поступающей товарной массы и сведению товарного баланса между отпуском нефтепродуктов на нефтебазах и АЗС непрерывно в режиме реально текущего времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на топливных складах и нефтебазах, осуществляющих хранение нефтепродуктов в вертикальных и горизонтальных резервуарах и их отпуск потребителям.

Изобретение относится к средствам градуировки резервуаров, преимущественно металлических, и может быть использовано для первичной и периодической поверки мер вместимости на автозаправочных станциях и резервуарных парках складов, нефтебаз и АЗС.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров тел, преимущественно для дистанционного определения параметров облученных твэлов.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости при ее расходе. Предложен способ градуировки сигнализаторов уровня, заключающийся в определении части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости, при котором срабатывает сигнализатор, путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений, перпендикулярных оси емкости. Предложено перед измерением емкость нагружать внутренним давлением газа, обеспечивающим сохранение заданных геометрических параметров и имитирующим воздействие давления рабочей жидкости при использовании емкости, при этом ось емкости при измерении расположена горизонтально. Технический результат - повышение точности, снижение трудоемкости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров вертикальных цилиндрических. Способ заключается в том, что производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор. Выполняют объединение сканов между собой, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения следующих условий: средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения сканов не должна превышать ±3 мм; расхождение координат расположения специальных марок не должно превышать ±5 мм; средняя квадратическая ошибка определения элементов внешнего ориентирования для линейных величин не должна превышать ±2 мм, а для угловых величин - ±15". Производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выполнить привязку сканов к заданной системе координат, причем сканирование и обработку производят каждый раз при заполнении резервуара поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами, передают полученную цифровую информацию в специальную компьютерную программу, где, сравнивая полученные модели внешней поверхности резервуара для каждого измерения, получают градуировочную характеристику резервуара в виде цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, соответствующей высоте его наполнения поверочной жидкостью. Технический результат - повышение достоверности и точности градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения вместимости емкостей газом. Способ определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости по соответствующей формуле. При этом согласно изобретению газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение в процессе повторного измерения параметров газа. Технический результат - повышение точности определения объема емкости большого размера.

Изобретение относится к медицине, урологии, гинекологии, проктологии, хирургии. Оценка подвижности тазового дна у женщин включает построение трехмерной модели тазового дна в динамике - в состоянии покоя и напряжения. При этом пациентку во время исследования располагают полувертикально в гинекологическом кресле, выполняют при помощи метода оптической фотометрии сеансы сканирования не более 10 секунд каждый, определяют количественный показатель подвижности тазового дна - прирост объема пролапса по отношению разности объема пролапса при пробе Вальсальвы и в состоянии покоя к объему пролапса в состоянии покоя, в процентах. При наличии пролапса тазовых органов, выходящего за пределы гименального кольца, производят мануальную репозицию тазового дна с последующим дополнительным сеансом сканирования и рассчитывают общий объем пролапса тазовых органов как разность объема пролапса при пробе Вальсальвы и объема пролапса после мануальной репозиции пролапса тазовых органов. Способ обеспечивает объективное выявление патологической подвижности тазового дна на ранней стадии заболевания до клинических проявлений, диагностику степени и типа опущения тазового дна у пациенток с пролапсом тазовых органов для последующего планирования объема его хирургической коррекции, включая выбор метода, с учетом индивидуальных резервов подвижности тазового дна во избежание его гиперкоррекции и развития таких функциональных осложнений как: тазовые боли, диспареуния, недержание мочи при напряжении, запоры. 1 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области геодезического контроля резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и может быть использовано при поверке стальных и железобетонных резервуаров вертикальных цилиндрических. Технический результат - повышение точности и достоверности определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали. Cпособ определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали геодезическим методом по внешней поверхности вышеупомянутого резервуара заключается в том, что производят сканирование внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера не менее чем с четырех сканерных станций на расстоянии от 15 до 25 м от резервуара. Определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от поверхности резервуара в условной системе координат. Выполняют регистрацию сканов между собой, производят обработку данных результатов. Формируют образующие боковой поверхности резервуара с любым интервалом путем сечения цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней боковой поверхности резервуара вертикальной плоскостью, а на самой образующей формируют точки с любым шагом. Получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель образующей в местах сечения. Выполняют упомянутые действия по всем образующим. Передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, в этой же программе моделируют проектную цифровую трехмерную модель образующих стенок резервуара, используя их проектные значения. Совмещают ее с полученной фактической цифровой векторной трехмерной (3D) моделью образующих стенок резервуара. В автоматическом режиме определяют расхождения между фактическими и проектными значениями, получают величины отклонения образующих стенок вышеупомянутого резервуара от вертикали. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам измерения полных объемов топливных баков жидкостных ракет, а также к методам градуировки объемов по уровням. Предложен способ, заключающийся в горизонтальном размещении бака на опорах, обеспечивающих возможность поворота его вокруг оси в пределах ±360°C, сканирования наружной поверхности лазерным радаром с целью измерения наружных размеров изделия с плотностью облака точек, обеспечивающей требуемую точность измерения контура внутренней поверхности, размеры которой получают вычитанием из наружных размеров изделия размера толщины его стенок, и вычисления значений объемов до каждой последовательной плоскости контроля уровня. Для оценки влияния веса заполняющей среды и давления над ее поверхностью предварительно и однократно проводят испытания по измерению объемов контрольной среды под каждой контрольной плоскостью вертикально установленного топливного бака или его полноразмерного макета последовательно при смоделированных реальных условиях его эксплуатации. В результаты градуировки бака с использованием лазерного радара вносятся коррективы в соответствии с соответствующим соотношением. Техническим результатом является повышение точности измерений за счет учета изменений геометрии топливных баков в реальных условиях полета ракеты. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным системам летательных аппаратов. Бортовая система контроля и измерения топлива содержит установленные в топливных баках средства контроля параметров топлива: датчики уровня, средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива, а также бортовой вычислитель с модулями автоматического управления, пульт управления с задатчиком плотности топлива, модули топливомера и схемы запрета. В качестве средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива применен датчик двойного назначения, выполненный на основе терморезисторного сигнализатора уровня жидкости, содержащий терморезистор, имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой, и формирователь сигнала с сигнальным выходом, причем данный датчик дополнительно снабжен температурным выходом, подсоединенным к высокопотенциальному выводу терморезистора и подключенным к одному из входов соответствующего модуля топливомера через схему запрета, при этом сигнальный выход каждого датчика двойного назначения дополнительно подключен к запирающему входу схемы запрета. Достигается повышение надежности системы, уменьшение ее массы. 2 ил.

Использование: определение объема крупногабаритных негерметичных емкостей в аэрокосмической, ядерной, нефтехимической, пищевой и горной промышленностях. Способ определения объема негерметичной емкости включает повышение давления в испытуемой емкости, отключение источника давления, регистрацию изменения давления во времени. При этом повышение давления производят подачей газа в емкость с одновременным измерением времени подачи газа через газовый расходомер, измерением изменения температуры посредством датчика температуры. Затем отключают подачу газа и измеряют время восстановления давления и температуры до первоначальных значений, а объем негерметичной емкости определяют по формуле: V 0 = Q з а к ( p 1 R T 1 − p 0 R T 0 ) t 2 t 1 + t 2 , где Qзак - масса закаченного газа через счетчик, t1, t2 - время изменения параметров (давление, температура) в испытуемой емкости, Т0 и Т1 - температура в емкости до и после закачки газа соответственно, р0 и р1 - давление в емкости до и после закачки газа соответственно, R - газовая постоянная (удельная). Техническим результатом является повышение точности определения объема негерметичной емкости. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам градуировки датчиков системы управления расходом топлива жидкостных ракет (СУРТ), т.е. определения объемов топливных баков, соответствующих контрольным уровням срабатывания датчиков, расположенных в системе равномерно по всей длине топливных баков. Предложен способ градуировки СУРТ в топливных баках жидкостных ракет, заключающийся в обмере наружной поверхности баков с помощью лазерных дальномеров и определении значений объемов бака по сечениям, соответствующим расположению датчиков уровня СУРТ, за вычетом объема наружного контура бака и объемов внутрибаковых агрегатов. Перед монтажом конструкции СУРТ ее дополнительно подвергают операции градуировки в снабженной уровнемерной трубкой технологической испытательной камере с внутренним объемом не более 3…5 объема конструкции СУРТ при вертикальном ее положении заливом или сливом контрольной жидкости для установления практических положений уровня контрольной жидкости относительно стыковочной плоскости конструкции СУРТ, соответствующих моменту появления сигнального импульса при срабатывании каждого из датчиков уровня СУРТ., После окончания градуировки в технологической камере и сушки для удаления остатков контрольной жидкости конструкция СУРТ монтируется в объеме топливного бака при совмещении стыковочной плоскости СУРТ с базовой плоскостью топливного бака, координата которой по продольной оси бака в его конструкции предварительно строго определена. Способ обеспечивает достижение показателей точности, сопоставимых и более высоких в сравнении с традиционно применяемым методом градуировки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к методам градуировки объемов по уровням. Предложен способ, заключающийся в определении объема топливного бака под каждым i-м уровнем срабатывания контролирующего датчика Vi, который предварительно определен при испытании каждого из датчиков в вертикально установленной камере при заполнении и сливе ее жидкостью. Расчет объемов производится по соотношению: . Значения Vндн и , а также среднее значение внутреннего диаметра цилиндрической части бака определяются по результатам предварительного измерения газовым методом объемов составляющих элементов топливного бака, в т.ч. полного внутреннего объема окончательно собранного топливного бака, внутренних объемов верхнего и нижнего днищ, внешних объемов внутрибаковых систем. Значение рассчитывается по соотношению: . Изобретение расширяет технологические возможности методики измерений, уменьшает затраты труда и времени на выполнение контрольных работ, повышает качество и корректность результатов контроля. 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-09-27 2013-09-26T23:23:42
Наверх