СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ СИГНАЛИЗАТОРОВ УРОВНЯ ЕМКОСТИ
METHOD OF CALIBRATING VESSEL LEVEL INDICATORS

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости при расходе жидкости, в частности, при контроле положения датчиков уровня топливных баков жидкостных ракет.
Способ предназначен для установления связи между импульсом сигнализатора (датчика) уровня и объемом жидкости, находящейся в емкости под ним во время импульса. Высоты выдачи импульса сигнализатора известны.
В настоящее время объем жидкости под сигнализатором определяется геометрическим методом (см., например, ГОСТ 8.570-2000 п.4.2), где «…вместимость первого пояса определяют по результатам измерения длины наружной окружности, толщины стенки и высоты первого пояса. Вместимости вышестоящих поясов определяют по результатам измерений радиальных отклонений образующих от вертикали, толщин стенок и их высот».
Недостатком такого способа является необходимость установки емкости в вертикальной плоскости, т.к. при расположении емкости в горизонтальной плоскости под действием силы тяжести искажается геометрия нежесткой емкости, а значит, вносится погрешность в результаты градуировки.
Кроме того, в этом способе не учитываются условия эксплуатации емкости, то есть, изменение ее вместимости от действия нагрузок на емкость и градуировку можно вести только располагая емкость в вертикальном положении.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности способа, снижение его трудоемкости.
Поставленная задача решается тем, что в способе градуировки сигнализаторов уровня емкости, заключающемся в определении части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости, при котором срабатывает сигнализатор, путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений, перпендикулярных оси емкости, согласно изобретению ось емкости при измерении расположена горизонтально, а перед измерением емкость нагружают внутренним давлением газа, обеспечивающим сохранение заданных геометрических параметров и имитирующим воздействие давления рабочей жидкости при использовании емкости.
Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что перед измерением емкость нагружают внутренним давлением газа, обеспечивающим сохранение заданных геометрических параметров и имитирующим воздействие давления рабочей жидкости при использовании емкости.
Кроме того, емкость перед измерением располагается горизонтально: давление газа компенсирует искажение геометрии нежесткой емкости при горизонтальном положении оси.
Преимуществами способа являются:
- исключение деформации емкости и обеспечение сохранения заданных геометрических параметров емкости в процессе градуировки; так уже 100 кПа избыточного давления внутри емкости исключают деформацию оболочки с изменением сечения от цилиндрической формы в эллиптическую;
- возможность имитации нагрузок на емкость от рабочей жидкости при ее использовании;
- при градуировке ось емкости можно располагать в горизонтальной плоскости, что позволяет иметь цех меньшей высоты для обеспечения градуировки;
- градуировку сигнализаторов можно провести без использования рабочей жидкости и ее жидких заменителей.
Перечисленные преимущества повышают точность градуировки и увеличивают технологические возможности.
Способ реализуется следующим образом.
Емкость располагают горизонтально на поворотных ложементах, горизонтально так же располагают штангу лазерного дальномера. Емкость нагружают внутренним давлением газа, имитирующим воздействие давления рабочей жидкости при использовании емкости, например 100 кПа.
Лазерным дальномером определяют расстояние до точек на внешней поверхности емкости, поворачивая емкость вокруг своей оси на угол Δφ, величина поворота определяется из условия достаточности точности измерения. Полученные точки выравнивают правильной окружностью. Дальномер смещают по своей направляющей на величину Δh. В следующем сечении по результатам измерений строится окружность нового сечения. Величина Δh определяется из условия достаточности точности измерения. Вторым условием является совпадение сечения с плоскостью срабатывания сигнализатора. Определяют объем части емкости вместе с ее материалом до плоскости первого срабатывания сигнализатора. Дальномер смещается на следующий шаг. Определяют следующий элементарный объем и т.д. до сечения, где расположена вторая плоскость срабатывания сигнализатора и т.д. пока все плоскости срабатывания сигнализатора не будут проградуированы. Переход к вместимости емкости осуществляют вычитанием из рассчитанного объема, объема материала емкости. Объем материала емкости рассчитывают по формуле:
емк.
где G - вес емкости; определяется весовым способом при изготовлении емкости,
матер.
γ - удельный вес материала емкости.
Объем вместимости емкости рассчитывается по формуле:
Измеренные значения объемов под сигнализатором корректируются по формуле:
Результаты градуировки могут быть сравнены с результатами измерения объема другими способами.
Объемы внутренних элементов емкости учитываются соответственно своему расположению.