[go: up one dir, main page]

RU2069317C1 - Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization - Google Patents

Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2069317C1
RU2069317C1 SU5067689A RU2069317C1 RU 2069317 C1 RU2069317 C1 RU 2069317C1 SU 5067689 A SU5067689 A SU 5067689A RU 2069317 C1 RU2069317 C1 RU 2069317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
tank
input
output
geometric parameters
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.М. Ганеев
О.Г. Швечкова
Original Assignee
Ганеев Ранас Мударисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ганеев Ранас Мударисович filed Critical Ганеев Ранас Мударисович
Priority to SU5067689 priority Critical patent/RU2069317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2069317C1 publication Critical patent/RU2069317C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: vessel is filled with exemplary liquid with known physical properties through volumetric counter. Filling is carried out with rate providing for mixing of liquid. Temperature of surface of liquid and its level are measured and geometric parameters (area of geometric section and volume) of undistorted and distorted vessel with any level of its filled part are calculated. EFFECT: enhanced authenticity of method. 1 dwg

Description

Изобретения относятся к измерительной технике и предназначены для измерения геометрических параметров емкостей, служащих для хранения жидких продуктов. The invention relates to measuring technique and is intended for measuring the geometric parameters of containers used to store liquid products.

Известен способ градуировки резервуаров [1] путем последовательного дискретного заполнения резервуара жидкостью через объемный счетчик, измерения уровня жидкости и вычисления объема порции жидкости до загрузки в резервуар. Этот способ отличается узкими функциональными возможностями, заключающимися в определении только объема загружаемой порции жидкости в зависимости от уровня взлива той же порции в рабочей части емкости. A known method of calibrating tanks [1] by successive discrete filling of the tank with liquid through a volume meter, measuring the liquid level and calculating the volume of a portion of the liquid before loading into the tank. This method is characterized by narrow functionality, which consists in determining only the volume of the loaded portion of the liquid, depending on the level of the same portion in the working part of the tank.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу измерения геометрических параметров емкости является способ калибровки капилляров из прозрачного стекла, включающий заполнение капилляра жидкостью с известными объемом и коэффициентом объемного расширения, измерение высоты столба жидкости и вычисление площади горизонтального сечения рабочей части капилляра при различных значениях температуры жидкости [2] В этом способе расширены функциональные возможности вычисляют и площадь горизонтального сечения заполненной рабочей части капилляра. The closest in technical essence to the claimed method for measuring the geometric parameters of the capacity is a method for calibrating capillaries made of transparent glass, including filling the capillary with a liquid with a known volume and coefficient of volume expansion, measuring the height of the liquid column and calculating the horizontal cross-sectional area of the working part of the capillary at various values of the liquid temperature [ 2] In this method, expanded functionality is calculated and the horizontal sectional area of the completed work is calculated s part of the capillary.

Однако в способе [2] для измерения площади горизонтального сечения на различных уровнях подогревают всю жидкость до заданных значений температуры, что требует большого количества времени и материальных затрат при определении параметров больших емкостей. За длительное время подогрева в больших емкостях температура жидкости распределена на разных уровнях в заполненной рабочей части неравномерно, что приводит к большим погрешностям вычисления геометрических размеров, т.к. неравномерное распределение температуры и неравномерное температурное расширение корпуса емкости трудно учитывать. However, in the method [2] for measuring the horizontal cross-sectional area at various levels, the entire liquid is heated to the specified temperature values, which requires a large amount of time and material costs when determining the parameters of large tanks. Over a long heating time in large tanks, the temperature of the liquid is distributed at different levels in the filled working part unevenly, which leads to large errors in calculating the geometric dimensions, because uneven temperature distribution and uneven thermal expansion of the vessel body is difficult to consider.

Другим существенным недостатком является измерение параметров только недеформируемых емкостей, без учета воздействия на них условий эксплуатации. Another significant drawback is the measurement of parameters of only non-deformable containers, without taking into account the impact on them of operating conditions.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству для измерения геометрических параметров емкости является устройство для градуировки резервуаров, содержащее вычислительный блок, первый вход которого служит для задания режимов работы устройства, а первый выход является выходом устройства, коммутатор, первый вход которого соединен с источником питания, а выход со вторым входом устройства подачи жидкости, первый вход и выход которого через трубопроводы соединены соответственно с источником образцовой жидкости и со входом счетчика количества жидкости, второй выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока, а первый выход через трубопровод соединен с нижней частью емкости, в которой размещен датчик уровня, соединенный с третьим входом вычислительного блока (1). The closest in technical essence to the claimed device for measuring the geometric parameters of the tank is a device for calibrating tanks containing a computing unit, the first input of which serves to set the operating modes of the device, and the first output is the output of the device, a switch, the first input of which is connected to a power source, and the outlet with the second input of the fluid supply device, the first input and output of which through the pipelines are connected respectively to the source of the reference fluid and to the input the house of the liquid quantity meter, the second output of which is connected to the second input of the computing unit, and the first output through the pipeline is connected to the lower part of the tank, which houses the level sensor connected to the third input of the computing unit (1).

Это устройство полностью автоматизировано, отличается повышенными показателями по точности и скорости градуировки резервуаров. Однако устройство (1) отличается и узкими функциональными возможностями, обусловленными определением только объема порции образцовой жидкости до загрузки в резервуар. В этом устройстве не проводится учет возможных деформаций корпуса емкости. Устройство (1) также отличается избыточными материальными затратами. Основной причиной недостатков устройства является выбранная методика определения геометрических параметров. This device is fully automated, characterized by increased accuracy and speed of calibration of tanks. However, the device (1) is also characterized by narrow functional capabilities, due to the determination of only the volume of a portion of the sample fluid before loading into the tank. This device does not account for possible deformations of the container body. The device (1) is also characterized by excessive material costs. The main reason for the disadvantages of the device is the selected method for determining geometric parameters.

Техническим результатом, создаваемым изобретениями, является расширение функциональных возможностей путем измерения геометрических параметров недеформированной и деформированной емкости в реальных условиях эксплуатации, а также повышение точности путем учета воздействия всех вызывающих деформацию корпуса емкости факторов. The technical result created by the inventions is the expansion of functionality by measuring the geometric parameters of the undeformed and deformed capacities in real operating conditions, as well as improving the accuracy by taking into account the effects of all factors causing deformation of the container body.

Для достижения указанного результата емкость заполняют образцовой жидкостью с известными коэффициентом объемного температурного расширения и коэффициентом объемного сжатия под давлением через счетчик количества жидкости до заданного уровня со скоростью, обеспечивающей перемешивание загруженной в емкость жидкости, прерывают процесс заполнения, измеряют уровень и температуру зеркала жидкости, вычисляют геометрические параметры, соответствующие деформированному и недеформированному состояниям емкости, возобновляют процесс заполнения и продолжают измерение геометрических параметров емкости до заданного верхнего уровня. To achieve this result, the tank is filled with an exemplary liquid with a known coefficient of volumetric thermal expansion and a coefficient of volumetric compression under pressure through a liquid quantity counter to a predetermined level at a speed that ensures mixing of the liquid loaded into the vessel, the filling process is interrupted, the level and temperature of the liquid mirror are measured, and geometric parameters corresponding to the deformed and undeformed states of the tank resume the filling process eniya and continue measuring geometric parameters of the container to a predetermined upper level.

Для осуществления способа может быть использовано устройство для измерения геометрических параметров емкости, блок-схема которого приведена на чертеже. To implement the method can be used a device for measuring the geometric parameters of the tank, a block diagram of which is shown in the drawing.

Устройство содержит вычислительный блок 1, первые вход и выход которого являются соответственно управляющим входом и выходом устройства, коммутатор 2, первый и второй входы которого подключены соответственно к источнику питания и ко второму выходу вычислительного блока 1, а выход коммутатор 2 подключен ко второму входу устройства подачи жидкости 3 (УПЖ), первый вход и выход которого через трубопроводы соединены соответственно с источником образцовой жидкости и счетчиком количества жидкости 4 (СКЖ) второй выход которого подключен ко второму входу вычислительного блока 1, а первый выход через трубопровод соединен с наливным отверстием, выполненным в нижней части поверяемой емкости 5, к третьему и четвертому входам вычислительного блока 1 подключены выходы соответственно датчика уровня 6 и датчика температуры 7, расположенных в емкости на поверхности жидкости. The device contains a computing unit 1, the first input and output of which are respectively the control input and output of the device, switch 2, the first and second inputs of which are connected respectively to the power source and to the second output of computing unit 1, and the output of switch 2 is connected to the second input of the feeder fluid 3 (CLC), the first inlet and outlet of which through pipelines are connected respectively to a source of reference fluid and a fluid quantity counter 4 (SCC) whose second outlet is connected to the second at the input of the computing unit 1, and the first exit through the pipeline is connected to the filling hole made in the lower part of the tank 5 being verified, the outputs of the level sensor 6 and the temperature sensor 7, located in the tank on the liquid surface, are connected to the third and fourth inputs of the computing unit 1.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Первоначально, используя первый вход вычислительного блока 1, вводят исходные данные:
конструктивные данные емкости;
сведения об образцовой жидкости;
условия эксплуатации емкости,
и задают уровни

Figure 00000002
, на которых нужно вычислить геометрические параметры в процессе заполнения.Initially, using the first input of the computing unit 1, input data is entered:
capacity design data;
reference fluid information;
tank operating conditions
and set the levels
Figure 00000002
on which you need to calculate the geometric parameters during the filling process.

Затем через первый вход вычислительного блока 1 подают команду о начале процесса заполнения емкости, согласно которой на втором выходе вычислительного блока 1 устанавливают сигнал, который переводит переключатель коммутатора 2 из исходного положения в положение, обеспечивающее соединение источника питания со вторым входом УПЖ 3, который начинает перекачивать образцовую жидкость в емкость через СКЖ 4 с такой скоростью, что жидкость в емкости перемешивается. Через третий вход вычислительного блока 1 принимают и обрабатывают показания датчика уровня 6 и так продолжают до тех пор, пока поверхность жидкости не достигнет заданного уровня

Figure 00000003
. Определив этот факт, на втором выходе вычислительного блока 1 устанавливают сигнал, который переводит переключатель коммутатора 2 в исходное положение, и, тем самым, прерывают перекачивание жидкости. Обрабатывая показания СКЖ 4 вычисляют количество загруженной жидкости, измеряют уровень Hi и температуру зеркала жидкости по показаниям, которые поступают на третий и четвертый входы вычислительного блока 1 от датчиков соответственно уровня 6 и температуры 7. Вычисляют геометрические параметры, соответствующие деформированному и недеформированному состояниям емкости. Определяют величину площади so(h) горизонтального сечения недеформированной емкости на уровне h (0<h≅Hi)
Figure 00000004
(1)
где Mi=M(Hi) масса загруженной до уровня Hi жидкости;
ρ(Hj) плотность жидкости на высоте Hj при уровне Hi и температуре ti зеркала жидкости;
α(Hj) коэффициент линейной деформации корпуса емкости на высоте Hj при уровне Hi и температуре ti зеркала жидкости.Then, through the first input of the computing unit 1, a command is issued to begin the process of filling the capacitance, according to which a signal is installed at the second output of the computing unit 1, which switches the switch of the switch 2 from its initial position to the position that connects the power source to the second input of the UPZ 3, which starts pumping sample liquid into the tank through SCF 4 at such a rate that the liquid in the tank mixes. Through the third input of the computing unit 1, the readings of the level 6 sensor are received and processed, and so on until the liquid surface reaches a predetermined level
Figure 00000003
. Having determined this fact, at the second output of the computing unit 1, a signal is set that transfers the switch of the switch 2 to its original position, and thereby interrupt the pumping of liquid. Processing the readings of SKZh 4, the amount of loaded liquid is calculated, the level of H i and the temperature of the mirror of the liquid are measured according to the readings received at the third and fourth inputs of the computing unit 1 from the sensors of level 6 and temperature 7, respectively. The geometric parameters corresponding to the deformed and undeformed states of the tank are calculated. The value of the area s o (h) of the horizontal section of the undeformed capacity is determined at the level h (0 <h iH i )
Figure 00000004
(one)
where M i = M (H i ) is the mass of the liquid loaded to the level of H i ;
ρ (H j ) the density of the liquid at a height of H j at the level of H i and the temperature t i of the liquid mirror;
α (H j ) is the coefficient of linear deformation of the container body at a height of H j at the level of H i and the temperature t i of the liquid mirror.

Figure 00000005

Затем вычисляют величины S(Hi)
s(h)=(1+α(h))2so(h). (2)
На основе полученных данных вычисляют объемы Vo(h) и V(h) рабочей части соответственно недеформированной и деформированной емкости. Затем на втором выходе вычислительного блока 1 устанавливают сигнал, который переводит переключатель коммутатора 2 в положение, обеспечивающее возобновление перекачивания жидкости в емкость. Заполняют емкость таким образом до заданного верхнего уровня
Figure 00000006

Определяют геометрические параметры (So, S(h), Vo(h), V(h)), соответствующие деформированному и недеформированному состояниям емкости
Figure 00000007
о
Figure 00000005

Then calculate the values of S (H i )
s (h) = (1 + α (h)) 2 s o (h). (2)
Based on the data obtained, the volumes V o (h) and V (h) of the working part of the undeformed and deformed capacity, respectively, are calculated. Then, at the second output of the computing unit 1, a signal is set, which puts the switch of the switch 2 in a position that ensures the resumption of pumping liquid into the tank. Fill the container in this way to a predetermined upper level.
Figure 00000006

The geometric parameters (S o , S (h), V o (h), V (h)) corresponding to the deformed and undeformed states of the capacitance are determined
Figure 00000007
about

Claims (2)

1. Способ измерения геометрических параметров емкости, заключающийся в том, что емкость заполняют жидкостью с известным коэффициентом объемного температурного расширения, измеряют уровень зеркала жидкости, вычисляют площадь горизонтального сечения рабочей части емкости, отличающийся тем, что используют образцовую жидкость с известным коэффициентом объемного сжатия под давлением, емкость заполняют до заданного уровня со скоростью, обеспечивающей перемешивание жидкости в емкости, прерывают подачу жидкости, измеряют температуру зеркала жидкости, вычисляют геометрические параметры недеформированной и деформированной емкости, возобновляют заполнение емкости и продолжают измерение геометрических параметров емкости до заданного верхнего уровня. 1. The method of measuring the geometric parameters of the tank, which consists in the fact that the tank is filled with a liquid with a known coefficient of volumetric thermal expansion, measure the level of the mirror of the liquid, calculate the horizontal cross-sectional area of the working part of the tank, characterized in that they use a sample liquid with a known coefficient of volumetric compression under pressure , the tank is filled to a predetermined level at a speed that ensures mixing of the liquid in the tank, interrupt the fluid supply, measure the temperature of the mirror liquid, calculate the geometric parameters of the undeformed and deformed tanks, resume filling the tank and continue measuring the geometric parameters of the tank to a predetermined upper level. 2. Устройство для измерения геометрических параметров емкости, содержащее вычислительный блок, первые вход и выход которого являются соответственно управляющим входом и выходом устройства, коммутатор, первый вход которого подключен к источнику питания, а выход к второму входу устройства подачи жидкости, первый вход и выход которого соединены через трубопроводы соответственно с источником образцовой жидкости и входом счетчика количества жидкости, второй выход которого подключен к второму входу вычислительного блока, к третьему входу которого подключен выход датчика уровня, расположенного в емкости на поверхности жидкости, при этом первый выход счетчика количества жидкости через трубопровод соединен с наливным отверстием, выполненным в нижней части емкости, отличающееся тем, что в него введен датчик температуры, подключенный к четвертому входу вычислительного блока, второй выход которого соединен с вторым входом коммутатора, при этом датчик температуры расположен в емкости на поверхности жидкости. 2. A device for measuring the geometric parameters of capacity, containing a computing unit, the first input and output of which are respectively the control input and output of the device, a switch, the first input of which is connected to a power source, and the output to the second input of the fluid supply device, the first input and output of which connected through pipelines, respectively, to the source of the reference fluid and the input of the counter of the amount of fluid, the second output of which is connected to the second input of the computing unit, to the third input to the output of the level sensor located in the tank on the surface of the liquid is plugged in, while the first output of the liquid quantity counter through the pipeline is connected to a filling hole made in the lower part of the tank, characterized in that a temperature sensor is connected to it and connected to the fourth input of the computing unit, the second output of which is connected to the second input of the switch, while the temperature sensor is located in the tank on the surface of the liquid.
SU5067689 1992-09-03 1992-09-03 Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization RU2069317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5067689 RU2069317C1 (en) 1992-09-03 1992-09-03 Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5067689 RU2069317C1 (en) 1992-09-03 1992-09-03 Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2069317C1 true RU2069317C1 (en) 1996-11-20

Family

ID=21615830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5067689 RU2069317C1 (en) 1992-09-03 1992-09-03 Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2069317C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7458246B2 (en) * 2004-09-27 2008-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for functionally testing a filling level sensor
CN110975288A (en) * 2019-11-20 2020-04-10 中国人民解放军国防科技大学 Geometric container data compression method and system based on jumping point path search

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1328681, G 01F 25/00, 1987 г. 2. Авторское свидетельство СССР N 1245890, G 01F 25/00, 1986 г. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7458246B2 (en) * 2004-09-27 2008-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for functionally testing a filling level sensor
CN110975288A (en) * 2019-11-20 2020-04-10 中国人民解放军国防科技大学 Geometric container data compression method and system based on jumping point path search
CN110975288B (en) * 2019-11-20 2023-08-29 中国人民解放军国防科技大学 Geometric container data compression method and system based on jump point path search

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GR3003125T3 (en) Apparatus and method for determining the amount of material in a tank
WO1991018266A1 (en) Fluid pressure operated volume measurement with level calibration means
US3864962A (en) Capillary viscosimeter
CA2122824C (en) Process and device for taking representative milk samples
RU2069317C1 (en) Process of measurement of geometric parameters of vessel and device for its realization
US5497664A (en) Method and apparatus for calculating flow rates through a pumping station
US6434494B1 (en) Pressure based fluid gauging system
RU2047108C1 (en) Method and ultrasonic device to determine capacity and graduate tanks
RU2054634C1 (en) Method of determination of graduation characteristics of reservoir and device for realization of this method
CN208383646U (en) A kind of solution density on-line measuring device
KR100353425B1 (en) A mass scanning capillary viscometer with a load cell
US6305219B1 (en) Method for determining liquid quantity in microgravity using fluid dynamic positioning
WO1988009484A1 (en) Method and apparatus for measuring the volume of a gas in a container
US4934176A (en) Method and apparatus to determine amount of gas and size of gas voids entrained in viscous substances
CN110081957B (en) Calibration method applied to liquid discharge system
GB2256478A (en) Flow measurement device
JP2000088843A (en) Fresh concrete air meter and air quantity measuring method
RU2085865C1 (en) Liquid flowmeter
RU2327118C2 (en) Method of reservoirs calibration
JPH04332824A (en) Method and system for measuring residual amount of bubbling liquid material
JPS59122916A (en) Liquid quantity measuring device
RU99119467A (en) METHOD FOR GRADING RESERVOIRS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP3182539B2 (en) Liquid weighing method
JP3595999B2 (en) Liquid level measurement method
RU2174219C2 (en) Device for graduation of reservoirs