МЕРНИК

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения объемов жидкостей, в частности для измерения объема бензина, осуществляемого при поверке топливораздаточных колонок.
Уровень техники
Известно отсчетное устройство для образцового мерника, содержащее шкалу вместимости и шкалу допуска, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отсчета за счет исключения влияния температуры окружающей среды, шкала вместимости выполнена с учетом температурной поправки, а шкала допуска - с возможностью перемещения относительно шкалы вместимости (Авторское свидетельство SU 1578490 A1, МПК G01F 19/00).
Недостатком этого отсчетного устройства является то, что температурная поправка рассчитана только на один тип рабочей жидкости, а шкала допуска не позволяет производить точную оценку погрешности.
Известно отсчетное устройство для металлического мерника второго разряда, содержащее прозрачную горловину со шкальной пластиной, имеющей продольный смотровой паз. На шкальную пластину нанесены температурные шкалы, соответствующие определенной рабочей жидкости. Для точного отсчета погрешности от номинальной вместимости при поверке плоской подвижной шкалой погрешности с водоуказательным окном. В шкале погрешности совмещены шкала вместимости и шкала допуска. Устройство обеспечивает удобство и точность отсчета при использовании разных рабочих жидкостей (Патент РФ №2167400, МПК G01F 19/00, 25/00).
Недостатком данного отсчетного устройства для металлического мерника второго разряда является то, что данное отсчетное устройство не позволяет без привлечения дополнительного оборудования осуществлять точное измерение и оценку погрешности для различных типов жидкости, в частности для бензинов различных марок, что является особенно важным при поверке топливораздаточных колонок.
Известно отсчетное устройство мерника (патент РФ № RU 2206877 C1, опубл. 20.06.2003, МПК G01F 19/00, G01F 25/00, Заявитель: Кожанов Анатолий Тимофеевич), содержащее горловину с прозрачной частью, температурные шкалы, установленные с возможностью перемещения вдоль оси горловины и замены, бегунок со шкалой погрешности, установленный с возможностью перемещения относительно температурных шкал, отличающееся тем, что штрихи шкалы погрешности выполнены проходящими через середину прозрачной части бегунка. Недостатком данного технического решения является то, что невозможно измерять объем нескольких жидкостей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является мерник металлический второго разряда (патент РФ № RU 2170911 C1, МПК G01F 19/00, G01F 25/00, Заявитель: ЗАО ”ПРОМТЕХСТРОЙ”, опубл. 20.07.2001), содержащий отсчетное устройство, состоящее из выполненной в виде стеклянной трубы прозрачной горловины со шкальной пластиной, на которой находится первая температурная шкала, отличающийся тем, что все его металлические детали выполнены из трех слоев, на среднем из которых, выполненном из углеродистой конструкционной или низколегированной стали, снаружи и внутри размещены слои коррозионно-стойкого порошкового искробезопасного полимерного покрытия, причем толщина одного коррозионно-стойкого слоя составляет 200-400 мкм, мерник содержит три установочных винта для его вертикальной установки по уровню и пеногаситель, состоящий из патрубка с приемным отверстием, верхнего конуса, обечайки, нижнего конуса с присоединительным фланцем, двух транспортных ручек и каплеотбойника, образующего с обечайкой зазор, равный половине диаметра условного прохода патрубка с приемным отверстием, шкальная пластина отсчетного устройства, снабженного шкалой погрешности, имеет продольный смотровой паз и дополнительно снабжена второй температурной шкалой, которая, как и первая температурная шкала, соответствует данной рабочей жидкости и рассчитана на ее объем в диапазоне температур (-20)-(+30)°C, шкала погрешности выполнена в виде плоской рамки с водоуказательным окном, имеющей возможность перемещения по направляющим, при этом цена деления шкалы погрешности равна половине двойной основной относительной погрешности мерника.
Недостатком этого решения является то, что при измерении объема бензина не учитывается марка бензина, что приводит к ухудшению точности измерения.
Раскрытие полезной модели
Назначением заявляемой полезной модели является измерение объема различных марок бензина при обеспечении высокой точности измерения. При этом достигается технический результат высокой точности измерения объема бензинов разных марок.
В одном из аспектов полезной модели раскрыт мерник, содержащий измерительный резервуар, шкалу измерения объема бензина и блок коррекции измерений объема бензина, отличающийся тем, что блок коррекции измерений объема бензина выполнен с возможностью коррекции, учитывая температуру бензина и марку бензина.
В дополнительных аспектах раскрыто, что блок коррекции измерений объема бензина выполнен в виде электронного блока с возможностью автоматизированной или автоматической коррекции, при этом автоматизированный электронный блок, реализован, на базе микропроцессора или микроконтроллера.
В другом аспекте мерник дополнительно содержит систему технического зрения, выполненную с возможностью измерения объема бензина по шкале измерения и передачи измеренного значения в блок коррекции измерений объема бензина.
В другом аспекте мерник дополнительно содержит индикатор для вывода значений скорректированных блоком коррекции измерений объема бензина.
В другом аспекте блок коррекции измерений объема бензина выполнен в виде таблицы перевода измерений объема бензина в скорректированный объем бензина, с учетом температуры и марки бензина.
В другом аспекте блок коррекции измерений объема бензина выполнен в виде одной или более дополнительных шкал. Причем одна или более дополнительных шкал могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно шкалы измерения.
В другом аспекте блок коррекции измерений объема бензина выполнен с возможностью коррекции измерений объема бензина к приведенным значениям.
В другом аспекте мерник дополнительно содержит пеногаситель.
В другом аспекте мерник дополнительно содержит измеритель температуры.
В другом аспекте мерник может быть выполнен в виде сосуда с зауженной горловиной
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Конструкция мерника для поверки топливораздаточных колонок согласно первому варианту осуществления
Подробное описание полезной модели
3
3
Плотность разных марок бензина измеренная при температуре 15°C меняется от 0,725 г/см до 0,78 г/см, (ГОСТ Р 51105-97), таблица 1 изменения плотности бензинов для различных температур показана ниже (получена из таблицы перевода плотности по ГОСТ 3900-85).
1
2
Если посчитать, на сколько с уменьшением температуры в среднем меняется плотность самого легкого бензина (К=0,0008925 г/см3 на 1°C), и сравнить с тем, на сколько в среднем меняется плотность самого тяжелого бензина (К=0,000785 г/см3 на 1°C), то можно увидеть, что коэффициент температурной коррекции К для бензинов разной плотности значительно отличается (на 12%), что приводит к появлению дополнительной погрешности измерения объема, если не учитывается плотность конкретной марки бензина.
Таблица 1.
Изменение плотности бензинов для различных температур
Температура измерения, °C
Измеренная плотность, г/см3
-20
0,6643
0,7486
-15
0,6689
0,7528
-10
0,6735
0,7569
-5
0,678
0,7609
0
0,6825
0,7649
5
0,687
0,7687
10
0,6914
0,7726
15
0,6957
0,7763
20
0,7
0,78
1
2
Легко вычислить относительную погрешность δ измерения объема бензина (дополнительную погрешность, возникающую, если не учитывается марка бензина), если для всех видов топлива используется усредненный коэффициент температурной коррекции K'=(K+K)/2=0,00083875, для этого используем известную формулу для относительной погрешности:
20
где ρ - истинная плотность, ρ' - измеренная плотность, ρ - табличная плотность измеряемого нефтепродукта при 20°C, ΔT - разница температур между 20°C и температурой измерения, K - температурная поправка для измеряемого нефтепродукта.
Таким образом, если измерять объем самого легкого автомобильного бензина, используя усредненную температурную поправку K', то получим погрешность
Вычисленная по этой формуле погрешность для разных температур представлена в табличной форме ниже.
Из таблицы 2 видно, что, если на измерение объема бензина осуществляется без учета плотности марки бензина, то в зимнее время при измерении на открытом воздухе возникает систематическая погрешность измерения, которая в большинстве случаев оказывается выше допустимой погрешности мерника М2р-10-СШКМ равной ±0,1% (ГОСТ 8.400-80).
Таблица 2.
Погрешности измерения объема при различных температурах
ΔT, °C
δ, %
0
0
1
0,008
10
0,076
20
0,15
30
0,222
40
0,29
Из приведенного выше очевидно, что для обеспечения требуемой точности измерений объема необходимо осуществлять температурную коррекцию с учетом марки бензина.
Согласно одному из аспектов данной полезной модели повышение точности измерения объема бензина достигается посредством использования коррекции по температуре и марке бензина. Это достигается посредством использования мерника для топлива для автомобильных двигателей, содержащего измерительный резервуар 1, шкалу 2 измерения объема бензина, нанесенную на горловине 3 измерительного резервуара 1 и блок 4 коррекции измерений объема бензина, закрепленный на поверхности мерника. При этом блок 4 коррекции измерений объема бензина выполнен с возможностью коррекции, учитывая температуру бензина и марку бензина.
Таким образом, основным назначением блока 4 коррекции измерений объема бензина, является перевод объема бензина измеренного при текущей температуре в эквивалентный объем бензина измеренный при заданной температуре, для конкретной марки бензина.
В одном из вариантов осуществления мерник 1 изготавливается из металла или другого подходящего материала в виде сосуда с зауженной горловиной 3. При этом часть горловины выполнена из прозрачного материала для предоставления возможности визуального контроля уровня 5 бензина и измерения его объема с помощью шкалы 4 измерения, нанесенной на специальной пластинке измерения или непосредственно на горловине 3. Также на мернике может быть установлен электронный или жидкостный или другой подходящий тип термометра (не показан).
В качестве измеряемой жидкости используются бензины разных марок.
В одном из вариантов осуществления блок коррекции измерений объема бензина представляет собой элемент, на котором отображается одна или более таблиц коррекции, при этом таблица выполнена с возможностью осуществлять перевод результатов измерений объема бензина с учетом температуры и марки бензина в скорректированный объем бензина (эквивалентный объем при заданной температуре, например, +20°C). Примеры таблиц перевода известны из предшествующего уровня техники (например, А.Игнатов, Литр литру рознь. Краткая история средств измерения погрешности ТРК, Современная АЗС, №1, 2005 и А. Игнатов Слово о прозрачном литре, Современная АЗС, №11, 2006).
В другом варианте осуществления, блок 4 корректировки измерений объема бензина может быть реализован в виде электронного блока выполненного с возможностью автоматизированного или автоматического осуществления процедуры коррекции. Такой электронный блок может быть реализован, например, на базе микропроцессора и/или микроконтроллера.
В еще одном варианте осуществления полезной модели измерения могут быть автоматизированы, посредством использования датчиков с электрическим интерфейсом, которые подключаются к электронной системе обработки, позволяющей осуществлять коррекцию измерений объема бензина с учетом марки бензина и текущей температуры. При этом в качестве датчиков температуры могут, например, использоваться терморезисторы, термопары и др., а в качестве датчиков уровня ультразвуковые, резистивные датчики или другие подходящие типы датчиков.
В еще одном варианте осуществления полезной модели, измерения текущего объема жидкости и температуры могут реализовываться посредством системы технического зрения, при этом система технического зрения выполнена с возможностью передачи измеренного значения в блок коррекции измерений объема бензина.
Согласно еще одному варианту реализации, могут быть использованы несколько шкал для измерения объема с учетом температурной компенсации для различных марок бензинов. В частности, блок коррекции измерений объемов может быть реализован в виде элементов шкал, нанесенных на горловине мерника.
Для повышения точности измерения в одном из вариантов осуществления мерник 1 выполняется в виде сосуда с зауженной горловиной и дополнительно оснащается пеногасителем. Как вариант предложенный мерник может быть выполнен на основе мерника М2р-10-СШКМ.
3
3
Плотность разных марок дизельного топлива измеренная при температуре 20°C меняется от 0,83 г/см до 0,86 г/см, (ГОСТ 305-82), при этом изменение плотности дизельного топлива для различных температурах может быть оценено согласно таблице перевода плотности по ГОСТ 3900-85. На основании этих данных можно показать, что аналогично бензинам для обеспечения требуемой точности измерений объема дизельного топлива также необходимо осуществлять температурную коррекцию с учетом марки дизельного топлива. Поэтому в дополнительном варианте осуществления мерник может быть выполнен для измерения объема дизельного топлива.
Согласно этому варианту осуществления мерника для топлива для автомобильных двигателей содержит измерительный резервуар, шкалу измерения объема дизельного топлива и блок коррекции измерений объема дизельного топлива, отличающийся тем, что блок коррекции измерений объема дизельного топлива выполнен с возможностью коррекции, учитывая температуру дизельного топлива и марку дизельного топлива.
В другом варианте осуществления блок коррекции измерений объема дизельного топлива выполнен в виде электронного блока с возможностью автоматизированной или автоматической коррекции, при этом автоматизированный электронный блок, реализован, на базе микропроцессора или микроконтроллера.
В другом варианте осуществления мерник дополнительно содержит систему технического зрения, выполненную с возможностью измерения объема дизельного топлива по шкале измерения и передачи измеренного значения в блок коррекции измерений объема дизельного топлива.
В другом варианте осуществления мерник дополнительно содержит индикатор для вывода значений скорректированных блоком коррекции измерений объема дизельного топлива.
В другом варианте осуществления блок коррекции измерений объема дизельного топлива выполнен в виде таблицы перевода измерений объема дизельного топлива в скорректированный объем дизельного топлива, с учетом температуры и марки дизельного топлива.
В другом варианте осуществления блок коррекции измерений объема дизельного топлива выполнен в виде одной или более дополнительных шкал.
В другом варианте осуществления блок коррекции измерений объема дизельного топлива выполнен с возможностью коррекции измерений объема дизельного топлива к приведенным значениям.