Hidrosztatikus módszer egy folyadék szintjének és sűrűségének meghatározására egy tartályban - szabadalmi leírás 2153153 -
A találmány alkalmazható technológiai folyamatok ellenőrzésére a kémiai, az olaj és más iparágakban. A találmány műszaki eredménye, hogy növelje a folyadék szintjének és sűrűségének a tartályban való pontosságát. Ezt úgy érik el, hogy a két nyomásérzékelőt egy további tartályba helyezzük, amely a folyadékkontrollos tartállyal két fúvókával van ellátva elzárószelepekkel. Előzetesen a referencia folyadékot a további edénybe öntjük, és a nyomást a felső és az alsó szinten nyomásérzékelőkkel mérjük. Ezután a referencia folyadékot a kiegészítő edényből leürítik, és az elágazó csövek zárószelepe kinyílik. Az ellenőrzött folyadék sűrűsége a tartályból egy további edénybe áramlik, és magába foglalja az önbeállító szinteket. Ezután az ellenőrzött folyadék nyomását a kiegészítő edényben azonos nyomásérzékelőkkel és azonos szinten mérjük. A kapott adatokat arra használjuk, hogy meghatározzuk a folyadék szintjét és sűrűségét a tartályban a találmány szerinti bizonyos matematikai függőségek szerint. 1 il.
Rajzok a 2153153 RF szabadalmi leíráshoz
A találmány tárgya méréstechnika és alkalmazható a tartályokban lévő folyékony anyagok szint- és átlagos sűrűségszabályozásának automatizálásában, a technológiai folyamatokban a vegyiparban, az olajban és más iparágakban.
Ismert módszer szintjének meghatározására, és a folyadék sűrűségét a tartályban, amely méri a hidrosztatikus nyomás az alsó a tartály két nyomásérzékelővel térközzel elrendezett szerkezetileg rögzített távolságban L (előzőleg mért), és mérjük a levegő nyomása a felső része a tartály a folyadék felszíne feletti [ 1].
A sűrűséget és a szintet a hidrosztatikus egyenletek rendszeréből határozzák meg:
Pn = gh + Pzdd,
Pb = g (h-L) + Pbd,
ahol Pn és Pb a hidrosztatikus nyomásértékek a h mélységben és azoknak a szinteknek a mélysége (h-L), ahol ezek a nyomásértékek az alsó és felső nyomásérzékelőkkel mérhetők;
g a gravitációs gyorsulás;
- folyadékoszlop sűrűsége;
h a PN hidrosztatikus nyomás folyadékoszlopának magassága;
L - a hidrosztatikus nyomásmérés alsó és felső szintje (alap) közötti távolság;
Pzdz a folyadék felszíne feletti légnyomás; míg a hidrostatika második egyenlete az L értékét az l értékkel helyettesítve - a nyomásérzékelők közötti távolságot.
Azonban ez a módszer nagy pontosságú, mert a szerkezetileg állandó távolságot biztosít az érzékelő elemek Nyomás L nem a távolság a folyadékszint-érzékelő L, ami valójában mérni a hidrosztatikus nyomás miatt a térbeli kiterjedése a mérőelemek nyomásérzékelők és, következésképpen, a bizonytalanság a tározó térbeli elrendezését.
A találmányhoz legközelebb eső eljárás lényegében a tartályban lévő folyadék szintjének és sűrűségének meghatározására szolgáló eljárás, amely a tartály alsó részének falába ágyazott, két függőlegesen elhelyezett fúvókában lévő folyadék hidrosztatikus nyomásának mérésére alapul. Ezt az ismert eljárást az alacsony mérési pontosság jellemzi, mivel az alaprész előzetes mérése bonyolult, ésszerű mértékű pontossággal.
A találmány szerinti megoldással megoldott probléma az eljárás javítása. A találmány felhasználásának technikai eredménye a tartályban lévő folyadék szintjének és sűrűségének a pontosságának növelése.
Ez az eredmény érhető el, hogy a hidrosztatikus meghatározásának módja a sűrűség és a folyadék szintjét a tartályban, mérésén alapuló a szabályozott fluidum hidrosztatikus nyomás alján a tartály üreg révén két, függőlegesen elhelyezett szerkezetileg rögzített távolságban Nyomás érzékelők és a levegő nyomása a folyadék felszíne feletti, függőlegesen elhelyezett szerkezet a munkahelyzetnek megfelelő nyomásérzékelőket előzetesen egy referenciafolyadékba helyezzük (a Peart vagy desztillált víz), a hidrosztatikus nyomás mérése két szinten, a felső és alsó, valamint a távolság a két mérési hidrosztatikus nyomás szinteket L képlet szerint:
ahol P0n és P0в a referencia folyadék alsó és felső szintjein mért hidrosztatikus nyomásértékek;
0 a referencia folyadék sűrűsége;
g - a gravitációs gyorsulás értéke, az ellenőrzött folyadék sűrűsége, az alábbi képlettel számítva:
a h - az ellenőrzött folyadék oszlopának magasságát a következő képlet határozza meg:
ahol Pn. Pb. Pzdz - a monitorozott folyadék alsó és felső szintjein mért nyomásértékek, valamint a megfigyelt folyadék felszíne feletti légnyomás,
P0v. P0в - a referencia folyadék alsó és felső szintjein mért hidrosztatikus nyomásértékek,
0 a referencia folyadék sűrűsége,
g a gravitáció gyorsulási értéke.
Az eljárás megvalósítható például a 2. ábrán bemutatott eszköz alkalmazásával. Ez magában foglal egy tartályt 1 a szint-vezérelt folyékony 2 és szintjének mérésére hidrosztatikus nyomás 3 nyomásérzékelők 6. és 7. elrendezve, amely összeköttetésben van az 1 tartály egy vele kapcsolatban két fúvóka keresztül elzáró szelepek további 4 5 tartály, ahol a nyomásérzékelők a 6. és 7. elrendezve, módon, hogy mérje a szint alacsonyabb hidrosztatikus nyomás érzékelő 6 egybeesik az alsó a tartály 1, az érzékelő 7 kell helyezni az 5 tartály alatt a metszés-dréncső vzlivno tartály 13 (szint „holt zóna „), és mint a közlekedőedény ugyanazokkal töltve folyadékkal szintek egyenlő hidrosztatikus nyomással egybeeshet [3], a folyadék nyomás mérésére egy edényben 5 azonosak a mért nyomás a tartályban 1 a nyitott zárószelep 4; érzékelők 6 és 7 a 8 érzékelőt vannak csatlakoztatva a vezérlő 9, átalakítja a villamos jeleket a nyomásérzékelők digitális információt, és azt a hivatkozás fölé 10 keresztül konrollerov 11 a személyi számítógép 12.
A 4 zárt szeleppel egy referenciafolyadékot (etil-alkohol vagy desztillált víz) öntünk az 5 edénybe, a hidrosztatikus nyomást a 6 és 7 szenzorokkal mérjük, és a 3-as szint közötti L távolságot a következő képlettel határozzuk meg:
ahol P0n és P0v a referencia folyadékban a 6. és 7. szenzor által mért hidrosztatikus nyomásértékek;
0 a referenciafolyadék sűrűsége, a GOST tábláiból vett;
g az adott földrajzi szélességi fokú gravitációs gyorsulás értéke.
Olvasztott hivatkozási folyadékot a tartályból 5, nyitott szelepek 4 - vezérelt folyadékot a tartályból 1 belép a tartály 5-ig stabilan közlekedőedény - a tartály 1 és 5 tartály - olyan szinten, hogy mind a nyomásérzékelő teljesen elmerül a megfigyelt folyadék, mivel a szint a szabályozott folyadék a tartály nem esik a "halott zóna" szint alatt. Hidrosztatikus nyomás szenzorok által mért 6. és 7., valamint az érzékelő 8. A légnyomás értéke szabályozott fluidum sűrűségét úgy számítjuk ki, a képlet:
és az ellenőrzött folyadék oszlopának magasságát - az ellenőrzött folyadék szintjét a tartályban h - az alábbi képlet adja meg:
ahol P indexeket - értékét a mért nyomás a megfelelő érzékelők ( „in” - a felső „n” - alul), alsó index „0” azt jelzi, hogy a méréseket végzünk egy referencia-folyadékot és Pvzd - feletti levegő nyomása a felszínen a szabályozott fluidum.
Egy példa. A 2. ábrán bemutatott eszköz segítségével határozzuk abszolút mérési hiba szintje benzin AI-92 a tartályban feletti nyomáson az üzemanyag felülete levegő AI-92 (sűrűség 760 kg / m 3) a tartályban Pvzd = 101,3 kPa hidrosztatikus nyomás által mért felső nyomásérzékelő Pb = 175,86 kPa (amely megfelel a H - L = 10m), a hidrosztatikus nyomás által mért nyomásérzékelő alsó Pn = 176,93 kPa (megfelel egy távolságot a hidrosztatikus nyomás mérésére szintjét L = 150 mm), a hidrosztatikus nyomás mért, a legfelső szinten desztillált vizet (sűrűség = 1000 kg 0 / m 3) P0v = 1 99,3 kPa, és az alsó a mért szint desztillált vízzel P0n = 200,77 kPa abszolút hiba szintmérés H képlettel számítottuk ki:
Ez volt 1 mm egy alapvető hiba nyomásmérőket P / P = 0,001% (hiba meghatározásához társított referencia értékeit folyadék sűrűsége nem veszik figyelembe, mivel értéke a táblázatokból lehet meghatározni akár tíz számjegy, azaz több nagyságrenddel nagyobb, mint nyomás mérési pontosság), így a pontossága a javasolt eljárás (1 mm), mint a prototípus (23 mm).
2. PSS 1-4A2A. Tank Szakértő HYDROSTATIC GAUGING ÉS INVENTORY MANAGEMENT SYSTEM, FOXBORO, USA, 1967. A Foxboro (a korábban 97116543 elutasított kérelemhez csatolt) kilátása.
3. TSB, 24-1, 1976, cikk. "Kommunikált hajók."
A találmány formája
Hidrosztatikus módszer szintjének meghatározása, és valamely folyadék sűrűségének a tartályban, amely magában foglalja az a szabályozott fluidum hidrosztatikus nyomás két szinten - a felső és alsó, segítségével két, függőlegesen elhelyezett nyomásérzékelők, azzal jellemezve, hogy mind a nyomásérzékelő van elhelyezve a kiegészítő tartály, kommunikál a tartály két, csövek zárószelepek, ahol a nyomásérzékelővel ellátott további tartály a folyadékkal szabályozott tartályhoz képest olyan módon van elhelyezve, hogy a változás Pn bővíthető és alacsonyabb nyomás szint megfelel a kiegészítő tartály alján a tartály nyitott szelepek fúvókák, és további edényben pre-zárt elzáró szelepek öntjük hivatkozási folyadékot, és mérjük a hidrosztatikus nyomás az alsó és a felső szint a referencia-folyadék és a P0n P0v. majd zárt elzárószelep a további edény hivatkozási dekantáljuk, majd elzárószelepek nyitva van, és egy további edényben a tartályból belép a szabályozott fluidum az önszabályozó, beállítás szintje a tartály és a kiegészítő tartály, mind a nyomásérzékelő teljesen be kell meríteni a megfigyelt folyadék, majd Ugyanazok az érzékelők, ugyanabban az alsó és felső szinten mérik a szabályozott folyadék PN és Pb nyomását. és a tartályban lévő szabályozott folyadék szintjét és sűrűségét a képletek határozzák meg
ahol P0n és P0в a referencia folyadékban az alsó és a felső nyomásérzékelő által mért hidrosztatikus nyomásértékek;
0 a referencia folyadék sűrűsége;
g a gravitációs gyorsulás értéke;
P paraméterek "н" és "в" indexekkel, az alsó és a felső szenzor által mért nyomásértékek;
Pzdz - a tartályban lévő monitorozott folyadék felszíne feletti légnyomás.
Szabadalmi keresés az IPC-8 osztályok szerint: