УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к устройствам измерительной техники, а именно, устройству для измерения уровня жидкости, предназначенному для определения объема жидкости и может быть использовано для контроля жидких материалов, как в наземных резервуарах произвольной формы, так и подземных резервуарах для хранения жидких продуктов нефтеперерабатывающей, химической, пищевой промышленности, объектов водоснабжения и др.
Известно устройство для измерения уровня жидкости, содержащее поплавок с прикрепленным на нем магнитом, расположенных в камере из немагнитного материала (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2377506 МПК G01F 23/00 от 20.06.2008 г.).
Чувствительный элемент известного устройства состоит из плоской пружины с установленным на ней постоянным магнитом в герметичном коррозионностойком корпусе из немагнитного или слабомагнитного материала.
Известное устройство ненадежно в работе, так как изменение амплитуды колебаний чувствительного элемента по отношению к уровню жидкости носит нелинейный характер, и влечет большую погрешность измерений при минимальных и максимальных уровнях, что является основным недостатком. Кроме того, ограничено измерение по высоте емкости, а изменение вязкости жидкости в емкости вызывает необходимость корректировки уставок сложных электронных устройств.
Известен уровнемер для жидкостей, принятый в качестве прототипа, содержащий поплавок с прикрепленным на нем магнитом, расположенных в камере из немагнитного материала (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2371682 МПК G01F 23/68, G01F 23/72 от 30.06.2008 г.).
Известное устройство содержит первую измерительную трубку со свободно перемещающимся по ее длине первым поплавком и вторую измерительную трубку со свободно перемещающимся по ее длине вторым поплавком. При этом первый и второй поплавки выполнены в форме тора из материала, удельный вес которого ниже, чем удельный вес самой легкой жидкости, например для воды и мазута - из пенопласта, причем второй поплавок выполнен с элементами утяжеления. Внутри поплавков размещены постоянные магниты. Поплавки выполнены с возможностью перемещения по наружной поверхности соответственно первой и второй измерительных трубок, которые выполнены из немагнитного коррозионно-стойкого материала, например из нержавеющей стали, причем внутри каждой измерительной трубки по ее длине размещены на плате магниточувствительные элементы, например герконы, с одинаковым шагом, причем герконы соединены с блоком определения уровня жидкостей.
Известное устройство ненадежно в работе, так как метод измерения с помощью герконов с шагом 25 мм не позволяет добиться высокой точности измерения уровня в резервуарах неправильной (неопределенной) формы, например, в железнодорожных цистернах в горизонтальном положении, а для обработки сигналов с матрицы герконов необходимо применение сложных электронных устройств, что является недостатком известного устройства.
Технической задачей предлагаемого устройства повышение надежности работы независимо от жидкости, формы резервуара и места его расположения.
Техническая задача решается тем, что устройство для измерения уровня жидкости содержит поплавок с прикрепленным на нем магнитом, расположенные в камере из немагнитного материала, при этом оно дополнительно содержит вторую камеру реостата из немагнитного материала, жестко соединенную с первой камерой, при этом обе камеры выполнены длиной, равной высоте резервуара, первая камера негерметичная, а вторая - герметичная для размещения считывающего устройства, состоящего из корпуса с закрепленными на нем магнитом и электрическими контактами, имеющими возможность перемещения вдоль второй камеры посредством скользящего электрического контакта с проволокой реостата, соединенной посредством электрической связи с измерителем-регулятором, имеющей высокое удельное сопротивление, пропорциональное измеряемому уровню, и закрепленной концами внутри второй камеры по ее концам.
Считывающее устройство соединено через измеритель-регулятор с персональным компьютером.
Предлагаемое устройство позволяет оперативно измерять уровень жидкости и с высокой точностью, как в наземных резервуарах, так и подземных для хранения жидких продуктов нефтеперерабатывающей, химической и пищевой промышленности, а также объектов водоснабжения с последующим переводом с помощью программных средств единиц измерения длины (миллиметры) в единицы измерения объема (литры).
Технический результат заключается в том, что в качестве измерительного элемента применяют проволоку с высоким удельным сопротивлением, например, манганиновую, электрическое сопротивление которой находится в прямой пропорциональной зависимости от уровня жидкости в резервуаре.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг 1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - место крепления устройства в резервуаре; на фиг.3 - схема блока измерения.
Устройство для измерения уровня жидкости состоит из негерметичной камеры 1 поплавковой и герметичной камеры реостата 2, представляющих из себя две трубки из немагнитного материала, например, из нержавеющей стали 12×18Н9Т, соединенных между собой при помощи сварки, длиной равной высоте резервуара. В камере 1 поплавковой размещен поплавок 3, выполненный из немагнитного материала, например, из нержавеющей стали 12×18Н9Т с закрепленным на нем тороидальным постоянным магнитом 4.
Поплавок 3 с тороидальным постоянным магнитом 4 свободно перемещаются по направляющему тросику 5, закрепленному на опорах 6 из нержавеющей стали 12×18Н9Т. Постоянное натяжение направляющего тросика 5 обеспечивает пружина 7. Сообщение жидкости в резервуаре и в камере 1 поплавковой обеспечивается наличием отверстий в опорах 6 (отверстия на чертеже условно не показаны).
В камере 2 реостата размещено считывающее устройство, состоящее из корпуса считывающего устройства 8 с закрепленными на нем двумя контактами 9 и постоянным магнитом 10. Корпус считывающего устройства 8 свободно перемещается по направляющему тросику 11 и проволоке реостата 12, натянутыми между опорами 13, выполненными из диэлектрического материала, например, текстолита. Нижний конец тросика 11 подпружинен пружиной 14.
Контакты 9 электрически соединены между собой. Один из контактов 9 электрически связан с проволокой 12, а другой контакт 9 - с направляющим тросиком 11. В нижней части проволока 12 соединена с отводящим проводом 15, который присоединен к зажиму подключения кабеля 16.
Верхний конец направляющего тросика 11 через зажим подключения 17 соединен с кабелем 16.
Герметичность камеры 2 реостата обеспечивается сальниковым вводом кабеля 18 и крышками 19 и 20.
Устройство для измерения уровня жидкости опускают вертикально в резервуар 21 с возможностью упора нижним концом на дно резервуара, а верхний его конец механически крепится на заливной горловине резервуара 21 при помощи кронштейна 22 (фиг.2).
Пример схемы установки измерителя уровня в резервуаре приведен на Фиг.3.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Магнитное поле, создаваемое тороидальным постоянным магнитом 4 находится в постоянном взаимодействии (притяжении) с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом 10, поэтому движение по направляющему тросику 5 поплавка 3 с тороидальным постоянным магнитом 4 вызывает синхронное движение корпуса 8 считывающего устройства с контактами 9 и постоянным магнитом 10.
Уровень в резервуаре 20, и соответственно в поплавковой камере 1, меняется и отображается на положении контактов 9 относительно проволоки реостата 12.
Электрическое сопротивление проволоки реостата 12 через контакты 9 по кабелю 16 передается на вход, например, измерителя-регулятора 23 ОВЕН ТРМ201 или любого аналогичного. На цифровом индикаторе измерителя-регулятора отображается текущее значение уровня жидкости в резервуаре в единицах измерения длины, например, миллиметрах.
Далее данные от измерителя-регулятора передаются по интерфейсу на персональный компьютер 24 (ПК) и при помощи специальной программы перевода уровень - объем отображаются на экране монитора в единицах объема.