СТЕНД ДЛЯ ПОВЕРКИ УРОВНЕМЕРОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться для поверки, калибровки, градуировки и испытаний уровнемеров.
Известен стенд, разработанный предприятием «Контакт-1» и описанный в п. РФ №2298770 по кл. G01F 25/00, з. 27.03.06, оп. 10.05.07.
Известный стенд регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров содержит стойку, выполненную с возможностью крепления уровнемера, опору, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой, проходящей через центры плоского отражателя и раскрыва антенны уровнемера при его регулировке и поверке, устройство горизонтального перемещения, средство измерения расстояния от начала отсчета до плоского отражателя, при этом в него введены дополнительный отражатель и экран, выполненный из радиопоглощающего материала, опора размещена на платформе устройства горизонтального перемещения для изменения расстояния от начала отсчета до плоского отражателя, экран выполнен с возможностью горизонтального перемещения одновременно с перемещением опоры для экранирования ее поверхности ниже плоского отражателя, причем расстояние от плоского отражателя до экрана составляет не менее двух расстояний разрешения уровнемера, дополнительный отражатель смонтирован на стойке и выполнен в виде поверхности второго порядка с радиусом кривизны, в 2-4 раза превышающим максимальное расстояние между центрами плоского и дополнительного отражателей, причем стойка и дополнительный отражатель выполнены с соответствующими сквозными отверстиями для установки антенны уровнемера.
Недостаток известного стенда заключается в сложности конструкции, обусловленной наличием дополнительного отражателя и нескольких экранов.
Известен стенд ИГНД.407619.001 для регулировки и поверки радиолокационных уровнемеров, разработанный НИИИС (см. Приложение 1).
Известный стенд содержит подвижную стойку, установленную на плите устройства горизонтального перемещения и выполненную с возможностью крепления уровнемера, опору (или другую стойку), имеющую возможность неподвижной установки, плоский отражатель, закрепленный на опоре перпендикулярно прямой, проходящей через центры плоского отражателя и раскрыва антенны уровнемера при его поверке, средство измерения расстояния от стойки до плоского отражателя в виде измерительной ленты.
Известный стенд для многих уровнемеров имеет недостаточную точность измерения в широком диапазоне дальностей. Указанный недостаток является общим для измерительных установок и обусловлен рассеянием волн на опоре с плоским отражателем и отражением волн от поверхностей стендового зала или безэховой камеры. Известно, что для того, чтобы обеспечить погрешность измерения равную единицам и долям миллиметра, уровень паразитного отраженного поля не должен превышать -40…-60 децибел. Известно также, что выполнить неотражающую опору с устройством горизонтального перемещения, прочность которого может обеспечить погрешность измерения не превышающую долей миллиметра, практически невозможно. Известно, что для уменьшения отражений от стен безэховой камеры необходимо, в первую очередь, увеличивать ее размеры пропорционально размеру рабочей зоны, что приводит к увеличению стоимости и, кроме того, к необходимости увеличения высоты опоры с плоским отражателем. Однако увеличение высоты опоры должно сопровождаться увеличением ее прочности, увеличением уровня отраженного мешающего поля и, соответственно, увеличением погрешности.
Известна установка «Альбатрос» для поверки радиоволновых уровнемеров, описанная в представленных материалах (см. Приложение 2) и выбранная в качестве прототипа.
Известная установка содержит неподвижную и подвижную части с закрепленными на каждой из них стойками, измеритель расстояния от подвижной части до неподвижной, систему считывания показателей измерителя, при этом на стойке неподвижной части жестко закреплен поверяемый уровнемер, а на стойке подвижной части закреплен отражатель, имеются блок питания и компьютер, а также средство перемещения отражателя в горизонтальной плоскости. При этом поверяемый уровнемер установлен таким образом, что его горизонтальная ось перпендикулярна плоскости отражателя. В качестве измерителя использована измерительная лента. Средство перемещения отражателя снабжено элементами фиксации его в неподвижном состоянии в заданных точках и включает в себя тележку, на которой закреплен отражатель, и направляющие для ее перемещения в виде стальных профилей, закрепленных на опорах, и служащих ложементом для укладки измерительной ленты, натяжение которой обеспечивается грузом.
Недостатком известной установки является неудовлетворительная точность калибровки из-за отсутствия возможности калибровки самого стенда перед поверкой и температурного расширения конструкции стенда при колебаниях температуры, а также не очень широкие эксплуатационные возможности из-за ограниченной номенклатуры поверяемых средств измерения.
Задачей является снижение погрешности поверки.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для поверки уровнемеров, содержащем неподвижную и подвижную части с закрепленными на каждой из них основаниями, измеритель расстояния от подвижной части до неподвижной в виде измерительной ленты, средство считывания показателей измерителя, при этом на основании неподвижной части жестко закреплен поверяемый уровнемер, а на основании подвижной части закреплен отражатель, причем поверяемый уровнемер установлен таким образом, что его горизонтальная ось перпендикулярна плоскости отражателя, имеется средство для перемещения отражателя в горизонтальной плоскости по неподвижной линейной части стенда, снабженное элементами фиксации его в неподвижном состоянии в заданных точках и включающее в себя тележку, на которой закреплено основание с отражателем, и направляющие для ее перемещения в виде металлических профилей, закрепленных на опорах и служащих ложементом для укладки измерительной ленты, натяжение которой обеспечивается грузом. СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, стенд снабжен температурными датчиками и датчиком положения, а в качестве средства считывания показателей измерителя использован линейный энкодер.
При этом в подвижной части стенда отражатель может быть прикреплен к основанию посредством сферического шарнира.
При этом стенд может быть также снабжен системой циркуляции воздуха.
Кроме того, в основании неподвижной части стенда могут быть выполнены продольные пазы для возможности крепления уровнемеров разного типа.
Снабжение стенда датчиками температуры воздуха дает возможность компенсировать температурное расширение конструктивных элементов стенда, что в совокупности с применением в качестве средства считывания показателей измерителя линейного энкодера, гарантирующего высокую точность измерений, обеспечивает значительное повышение точности поверки, усиливаемое наличием датчика положения, дающего возможность перед поверкой произвести калибровку самого стенда.
Технический результат - снижение погрешностей поверки.
Заявляемый стенд для поверки уровнемеров обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как наличие в стенде температурных датчиков и датчика положения, использование в качестве средства считывания информации линейного энкодера, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый стенд может найти широкое применение в измерительной технике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где приведена функциональная схема стенда.
Стенд для поверки уровнемеров состоит из: линейной части 1 с жестко закрепленным на ней неподвижным основанием 2, обеспечивающим подсоединение поверяемых уровнемеров, и подвижной части 3 с жестко закрепленным на ней основанием 4. Линейная часть 1 представлена в виде металлических профилей, закрепленных на опорах. На неподвижном основании 2 линейной части 1 прочно закреплен поверяемый уровнемер 5; на основании 4 подвижной части 3 закреплен отражатель 6, причем поверяемый уровнемер 5 установлен таким образом, что его горизонтальная ось перпендикулярна плоскости отражателя 6. Подвижная часть 3 предназначена для перемещения отражателя 6 в горизонтальной плоскости по линейной части 1 и снабжена элементами фиксации ее в неподвижном состоянии в заданных точках. Имеются измеритель расстояния от подвижной части до неподвижной, представленный в виде магнитной ленты 7, которая уложена на линейную часть 1 стенда, и устройство 8 - преобразователь линейного перемещения, закрепленный на подвижной части 3, предназначенный для считывания показаний магнитной ленты и представляющий собой линейный энкодер. Стенд снабжен температурными датчиками 9 и, при необходимости, системой 10 циркуляции воздуха. В неподвижном основании 2 линейной части стенда могут быть выполнены продольные пазы 11 для возможности крепления уровнемеров 5 разного вида (на чертеже не показаны). Здесь же расположен датчик 12 положения. В подвижной части 3 стенда отражатель 6 прикреплен к основанию 4 посредством сферического шарнира 13.
Принцип работы стенда заключается в следующем.
Принцип имитации воспроизведения единицы уровня основан на передвижении отражательной поверхности по неподвижной линейной части 1 стенда на заданное расстояние. Она представляет собой алюминиевые профили, закрепленные на опорах, обеспечивающих их установку в горизонтальной плоскости. Определение местоположения отражательной поверхности происходит путем определения местоположения подвижной части 3 относительно неподвижного основания 2 с использованием магнитной ленты 7, уложенной на линейной части 1 стенда.
Подвижная часть 3 стенда включает жестко закрепленное основание 4, на котором закреплен при помощи сферического шарнира 13 отражатель 6. Имеется возможность фиксации подвижной части 3 в заданных точках рабочего диапазона измерений. На подвижной части 3 стенда расположен преобразователь 8 линейных перемещений, представляющий собой линей энкодер, который считывает показания с магнитной ленты 7 и, тем самым, осуществляет определение местоположения подвижной части.
Поверка осуществляется следующим образом.
Поверяемый уровнемер 5 жестко крепится в горизонтальном положении на неподвижном основании 2. Установка устройства обеспечивается таким образом, что плоскость основания 2 параллельна, а его горизонтальная ось - перпендикулярна плоскости отражателя 6.
После установки поверяемого устройства начинается процесс калибровки/поверки стенда в соответствии с методикой поверки. Калибровка стенда производится с использованием датчика 12 положения в автоматическом режиме для определения местоположения установочного фланца (на чертеже не показан) поверяемого уровнемера 5. Подвижное основание 4 подводится до соприкосновения с датчиком 12 положения, для того, чтобы определить точку отсчета. Когда процесс калибровки завершен, начинается процесс поверки. Температура, необходимая для поверки устройства, поддерживается системой 10 циркуляции воздуха и контролируется четырьмя датчиками 9 температуры, расположенными внутри алюминиевого профиля на неподвижной линейной части I стенда.
В сравнении с прототипом заявляемый стенд для поверки уровнемеров имеет более низкую погрешность поверки.