УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, УРОВНЯ И/ИЛИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ВОДЫ И ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СРЕД

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам измерения параметров жидких сред, таких как температура, уровень и границы раздела фаз в двухфазных средах, определения уровня подтоварной воды, и может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в резервуарных парках нефтеперерабатывающих заводов, нефтебазах, складах горюче-смазочных материалов, автозаправочных станциях, пунктах подготовки и налива нефти.
Известно устройство «ЭМ-0301» служит для измерения я в железнодорожных цистернах уровня и температуры светлых НП (дизельное топливо, бензин и т.п.). Метрошток ЭМ-0301 соответствует ГОСТ Р51330.0-99, ГОСТ Р51330.10-99. ЭМ-0301, с маркировкой взрывозащитой «OExiaIIBT3» и может применяться на взрывоопасных участках помещений и наружных установок в соответствии гл. 7.3 ПУЭ и прочим нормативным документам, определяющим применение электрооборудования в зонах со взрывоопасностью. Нижняя секция датчика уровня соединяется механически с измерительной секцией. В этой секции датчика уровня размещены устройства измерения температуры и уровня, соединенные с платой преобразователя и устройства передачи данных. Пульта оператора по радиоканалу связывается с устройствами измерения уровня, температуры и устройством привязки к ПК. В измерительной секции датчика уровня величина уровня жидкости трансформируется в емкость, которая далее преобразуется в амплитуду импульса напряжения и двоичный код в передающем данные устройстве и плате преобразователя. Процессор PIC164F877-04I/P6 (фирма «Microchip») по двоичному коду датчиков по заданному алгоритму вычисляет уровень жидкости в емкости. Все константы емкостного уровнемера, требуемые для вычислении уровня, сохраняются в памяти процессора ЭМ, а запись длины нижней секции датчика уровня производится в память процессора ПУ. В измерительной секции датчика уровня находятся измеритель температуры, в состав которого входит полупроводниковый датчика DS 1820 (фирмы Dallas Sumiconductor) и процессор платы преобразователя. Данные с датчика о температуре поступают в процессор ЭМ, которым рассчитывается значение температуры. В памяти процессора ЭМ содержится градуировочная таблица датчика температуры, что дает возможность увеличить точность измерений. Питание ЭМ и ПУ производится источником питания, дающим искробезопасную электрическую цепь уровня «ia» по ГОСТ Ρ51330.10-99. При изготовлении каждому ПУ и ЭМ присваивается свой порядковый номер (электронный адрес), который записывается в процессор с помощью технологической программы. ЭМ и ПУ обмениваются информацией только в случае совпадения их адресов.
Недостатком данного устройства является сложность измерительной секции, перенастройки программного обеспечения при несовпадении адресов ЭМ и ПУ, малые запасы технической прочности, обслуживание работы и контроля не менее чем 2 операторами, высокая стоимость.
Наиболее близким к предлогаемому техническому решению является устройство для измерения параметров жидких сред, таких как уровень и границы раздела фаз в двухфазных средах, определения уровня подтоварной воды, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в резервуарных парках нефтеперерабатывающих заводов, нефтебазах, складах горюче-смазочных материалов, автозаправочных станциях, пунктах подготовки и налива нефти. (Патент России RU 2473053 C2, МПК G01F 23/04).
Полезная модель содержит: устройство электронный метрошток, состоящий из цельной штанги с мерной шкалой, погруженной в контролируемую среду, которая представляет собой двухфазную смесь с границей раздела, определяющей слои «нефтепродукт-вода», датчика с подпятником и вмонтированными в него концевыми игольчатыми контактами, соединенными кабельем, корпус индикатора, светового диода, внутреннего источника питания, электронной платы индикации подтоварной воды, индикационных окон. В защитный корпус электронного метроштока встраивается электронная плата цифрового термометра, обеспечивающая работу кнопки включения/выключения питания термометра, кнопки удержания показаний на дисплее, отображения минимальных/максимальных значений температуры и ЖК дисплея присоединенных проводами к датчику температуры зонду встроенному в боковую стенку замерной штанги.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является: измерение уровня жидких органических продуктов и подтоварной воды без применения водочувствительных паст, а так же их температуры по всей высоте уровня, непосредственно на резервуаре, с требуемыми погрешностями. Не сложные конструкционные дополнения позволяют в прототипе увеличить возможность определения необходимого и существенного параметра продукта - температуры.
Фиг. 1 иллюстрирует предложенную полезную модель для измерения температуры, уровня и/или границы раздела воды и жидких органических сред. Устройство содержит: цельную измерительную штангу 1, с мерной шкалой 2, погруженную в контролируемую среду 3, которая представляет собой двухфазную смесь с границей раздела 4, определяющей слои «нефтепродукт-вода», датчик 5 с подпятником и вмонтированными в него концевыми игольчатыми контактами 6, соединительный кабель 7, корпус индикатора 8, световой диод 9. внутренний источник питания 10, электронная плата индикации воды 11, индикационные окна 13, высотного трафарета 14, зонда 15, кнопки 16, кнопки 17, кнопки 18, электронной плата индикации температуры 19, ЖК дисплея 20, кабеля 21 индикатор тревоги 22.
0
0
Фиг. 2 иллюстрирует работу полезной модели. После проведения и фиксации замеров уровня нефти, нефтепродуктов, эмульсии и подтоварной воды электронным метроштоком в резервуаре без использования водочувствительных паст, приступают к замеру температуры продукта. Посредством электронной платы 19, общего источника питания 10, дисплея 20, кабеля 21 и зонда 15, для включения/выключения термометра нажать кнопку 16, затем кнопку установки 17, нажатием на кнопку 18 замеряется и отображается температура продукта в заданной точке и на дисплее 20, в течении 1,5 с будет высвечиваться ее значение «00.0», которое следует занести в ведомость учета. При последующем нажатии вернуться в режим отображения текущих значений температур. Зафиксированное значение температуры будет отображаться на дисплее в течение 3 минут, затем термометр автоматически вернется в режим измерения текущей температуры. Когда температура измерения будет ниже -50С и выше +80С, загорится лампочка индикатора тревоги 22, при этом на дисплее показание температуры измерения будет отсутствовать.
Технические характеристики полезной модели.
исполнение устройства
герметичное
источник питания
сухой элемент
напряжение питания
3,0 В
выходное напряжение
1,25 В
ток
0,12 mA
провод (кабель)
типа МКШВ 2×0,35
источник света
светодиод
запас искробезопасности
140-кратный
измерительная часть
цельная, полая
длина шкалы
от 0 до 4500 мм
цена деления
1 мм
метод замера
геометрический, линейный
масса, не более
3 кг
материал
сплавы алюминия
диапазон измерения температур
-50 до +80°C
рабочая температура
-20 до +50°C
разрешение
0,1°C
класс точности термометра
0,5
Возможность многократного воспроизведения полезной модели для измерения температуры, уровня и/или границы раздела воды и жидких органических сред.
Многократное, точное воспроизведение устройства возможно на современном оборудовании, как при изготовлении штанги с измерительной шкалой, выполненной методом накатки или насечки, так и корпуса индикатора, с закрепленной внутри электронными схемами и дисплеем. Прочие узлы и детали изготавливаются и монтируются с соблюдением технических и стандартных требований к подобным устройствам.
Измерительная штанга и корпус индикатора полезной модели на которые крепятся электронные элементы представляют собой цельный профиль, датчик с подпятником едины и выполнены из искробезопасных металлов, элементы электронных схем термометра стандартные, расчетные, искробезопасные.
Концевое напряжение на выходных контактах - зондах 1.25 В. ток 0,12 mA, запас прочности по току, при норме 17-17,5 mA, в 140 ниже допустимого порога. Устройство, исходя из запасов механической прочности не громоздко, симметрично. Герметичность обеспечивается стандартными уплотнениями.
Перечень существенных признаков полезной модели для измерения температуры, уровня и/или границы раздела воды и жидких органических сред.
Предлагаемое Устройство позволяет полую, мерную штангу по ГОСТ 8.247-2004 и ТУ предприятий изготовителей, превратить в современный электронный прибор. Уровень нефти, нефтепродукта и воды в емкостях определять одним ходом замера без использования водочувствительной и других паст, сократить время определения наличия подтоварной воды в емкостях до секунд, и повысить точность измерения уровня границы раздела жидкостей разной плотности, в частности, воды и жидких органических сред. В настоящее время нет устройства и для контроля дренажа воды и остатков из резервуаров на НПЗ, ППН, складах ГСМ Авиации и Флота, нефтебазах и АЗС, предлагаемое устройство решает и эту задачу, а если его оставить в резервуаре и откачивать подтоварную воду любым способом, то оно четко покажет окончание процесса откачки воды без потерь продукта и ухудшения экологии. Кроме того, устройство можно использовать в ЧС для контроля критического уровня рек и водоемов, особенно в ночное время. Устройство расширяет арсенал средств такого же назначения. При эксплуатации устройства открылась техническая и технологическая возможность совмещения устройства с электронным термометром, определяющим температуру в любой точке уровня продукта.
Полезная модель предназначена для одновременного определения наличия нефти и нефтепродуктов и подтоварной воды в транспортных (автоцистерны, вагоноцистерны, танкеры) и стационарных емкостях, отличающаяся от аналога:
- наличием электронного термометра с дисплеем встроенным в корпус электронного устройства;
- наличием температурного датчика зонда встроенного в одну из боковых стенок измерительной штанги.