УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКА УРОВНЯ И ДАТЧИК

Полезные модели относятся к автоматизации контрольно-измерительных операций, в частности, к датчикам системы контроля параметров бурения и устройствам для его калибровки.
Известна установка для калибровки датчика уровня, предназначенная для измерения перемещения поплавка с точностью до ± 2 мм, включающая измерительную емкость, мерную ленту и поплавковый уровнемер. Основную абсолютную погрешность датчика определяют как разность между действительным перемещением поплавка и выходным сигналом датчика. Отсчеты показаний датчиков производят в пяти точках диапазона измерений, равномерно распределенных по шкале. Если фактическая основная приведенная погрешность не превышает заданную в технической характеристике датчика, результат считают положительным [Демихов В.И. Метрологическое обеспечение процессов бурения скважин. - М.: Недра, 1984, стр. 136-137].
Недостатки данной установки - при штанге датчика длиной 2 м такая установка будет иметь большие габариты. Кроме того, установка дает большую погрешность, обусловленную субъективным фактором при измерении мерной лентой высоты изменения положения поплавка. Устройство не поддается автоматизации (компьютеризации).
Известен датчик уровня промывочной жидкости, содержащий корпус, в котором размещен преобразователь «угла поворота в напряжение», соединенный при помощи резиновой муфты с подвижным валом на шарикоподшипниках. Вал соединен со штангой длиной 2 м, на конце которой жестко закреплен поплавок. Преобразователь имеет измерительную обмотку и обмотку возбуждения, питание которой производится
синусоидальным напряжением с частотой 400 Гц. При изменении уровня промывочной жидкости штанга с поплавком отклоняется на определенный угол, вырабатывая в преобразователе синусоидальный сигнал, пропорциональный углу поворота вала (Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЯЖ 1.000.033 ТО. Информационно- измерительная система сбора и представления информации о процессе бурения поисковых и разведочных скважин. Республика Башкортостан. Инженерно-производственный центр «Геокомплекс», стр.18-19).
Недостаток этого датчика заключается в том, что его калибровка требует больших габаритов поверочной установки из-за достаточно большой длины штанги датчика.
Известна калибровочная установка датчиков системы контроля параметров бурения, содержащая измерительную емкость, рулетку, датчик уровня. Датчиком уровня воспроизводят последовательно в измерительной емкости эталонные значения уровня поплавка (длины, глубины) 0; 0,5; 1,0;
1,5; 2,0; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5; 0 м, сначала плавно увеличивая глубину (прямой ход), а затем плавно уменьшая (обратный ход) ее и контролируя изменения в каждой точке по эталонной рулетке. Производят измерения каждого из этих значений уровня с помощью калибруемого датчика. Сопоставляют эталонные значения уровня в каждой точке контроля с результатами, полученными с помощью калибруемого датчика уровня. Если в каждой точке контроля основная абсолютная погрешность датчика в каждой точке меньше нормированного предела основной абсолютной погрешности, то датчик признается годным к применению [Методика калибровки АЯЖ 1.000.041 М. Станция для геолого-геохимических и технологических исследований скважин «ГЕОТЕСТ-5». ОАО «Научно-производственная фирма «Геофизика», п. 3.5 Калибровка датчика уровня ПЖ].
Недостатки такой калибровочной установки - большая погрешность из-за измерения рулеткой изменения уровня жидкости в емкости. Кроме
того, установка имеет большие габариты калибровочной установки из-за больших габаритов штанги.
Наиболее близким к заявляемому датчику является уровнемер бака, содержащий поплавок, соединенный рычагом (штангой) с указателем, расположенным на внешней стороне. При заполнении бака жидкостью поплавок отслеживает уровень, передавая движение указателю, который отображает положение уровня жидкости [Авт. свид. СССР № 1615560, кл. G 01 F 23/30, опубл. 1990г.]
Недостаток этого датчика заключается в том, что его калибровка требует больших габаритов поверочной установки из-за больших габаритов бака и рычага датчика
Полезные модели направлены на уменьшение габаритов устройства для калибровки датчика и датчика уровня с одновременным снижением погрешности при калибровке датчика.
На чертеже представлены предлагаемые устройство для калибровки датчика и датчик в рабочем положении.
Устройство для калибровки датчика включает подставку 1 с регулировочными винтами 2, на которой установлена снабженная уровнями 3 плата 4 с подвижным горизонтально установленным валом 5. На одном конце вала неподвижно укреплен лимб 6 со шкалой нониуса 7, снабженный маховиком 8, а на другом - платформа 9.
Датчик уровня жидкости содержит корпус 10, в котором размещен преобразователь «угла поворота в напряжение», соединенный при помощи подвижного валика 11 (оси) с рычагом 12. Для того, чтобы рычаг всегда сохранял вертикальное положение, он снабжен грузом 13.
Работу устройства для калибровки датчика и датчика осуществляют следующим образом.
На платформе 8 укрепляют датчик 9. Устанавливают шкалу нониуса 7 на нулевое положение и при помощи регулировочных винтов 2 и уровней 4 придают плате 3 и платформе 8 горизонтальное положение. Маховиком 6
поворачивают лимб 7 со шкалой нониуса на заданный угол, при этом одновременно поворачивается датчик 9, создавая напряжение, пропорциональное углу поворота, а груз 13 обеспечивает рычагу датчика 9 вертикальное положение. Измеряют полученное выходное напряжение. Изменяя угол поворота лимба при помощи маховика, определяют графическую зависимость выходного напряжения от угла поворота, по которой можно судить о работоспособности датчика.
Конструкция предлагаемого датчика и устройства для его калибровки более компактна по сравнению с датчиком и калибровочной установкой по прототипу. Использование заявляемых датчика и устройства для его калибровки обеспечит оперативность калибровки за счет машинной математической обработки данных и сведения к минимуму участия оператора, а также снижение погрешности при поверке за счет исключения субъективного фактора.