RU2739141C1

RU2739141C1 - Stand for calibration of buoy gauges and level gauges

Info

Publication number: RU2739141C1
Application number: RU2020120983A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Шарыгин; Айдар Масхудович Туктаров
Original assignee: Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date: 2020-06-25
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2020-12-21

Abstract

FIELD: metrology.

SUBSTANCE: invention relates to metrology, namely, to calibration or calibration of liquid level measurement equipment. Test bench for verification of buoy gauges and level gauges, which includes bed consisting of base and rod with fixed support installed under it under level gauge or level indicator and movable support. Rod is made vertical, resting from below on base with area of support, excluding the bed falling at installation of the level gauge or level indicator with the cable into the fixed support, made in the form of a fork with a fixing unit under the flange of the level gauge or level indicator and fixed from above the rod, wherein movable support is made in form of horizontal platform made with the possibility of movement along the rod with fixation in the selected position and level meter or level indicator located under the measuring lever with the rope after they are fixed in the yoke by the fixing unit.

EFFECT: technical result is the creation of a mobile stand for calibration of buoy gauges and signalling devices of level taking up little space due to vertical compact design.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к метрологии, а именно к поверке или калибровке аппаратуры для измерения уровня жидкости.The invention relates to metrology, namely to verification or calibration of equipment for measuring liquid level.

Известно устройство для поверки уровнемеров (патент на ПМ RU № 16200, МПК G01F 25/00, опубл. 10.12.2000 Бюл. № 34), содержащее уровнемерную емкость, соединенный с ней указатель визуального наблюдения уровня с мерной линейкой, устройство подачи в мерную емкость жидкости, по всей высоте мерной емкости установлены электроды, подключенные к пульту управления, причем контроль уровня выполнен ультразвуковым, выполнено устройство горизонтирования уровня жидкости, изменение уровня в мерной емкости выполнено вытеснителем с микрометрическим винтом, для точной регулировки ультразвукового сигнализатора применен двухканальный осциллограф, параллельно установлен испытуемый ультразвуковой сигнализатор, по срабатыванию сигнальной лампы которого установлена точность работы сигнализатора.Known device for verifying level gauges (patent for PM RU No. 16200, IPC G01F 25/00, publ. 10.12.2000 Bull. No. 34), containing a level gauge container, connected to it a level indicator with a measuring ruler, a feeding device into a measuring container liquid, electrodes connected to the control panel are installed along the entire height of the measuring container, and the level control is performed by ultrasonic, a device for leveling the liquid level is made, the level in the measuring container is changed by a displacer with a micrometric screw, a two-channel oscilloscope is used to accurately adjust the ultrasonic signaling device, the test subject is installed parallel an ultrasonic signaling device, by triggering the signal lamp of which the accuracy of the signaling device is established.

Недостатками данного устройства являются узкая область применения, из-за возможности поверки только уровнемеров для небольших емкостей, так как для стендовых поверок необходима мерная емкость с указателем визуального уровня, что в лабораторных условиях и условиях ремонтных мастерских усложнят хранение и использование, требуются большие объемы для жидкости для наполнения и слива мерной емкости, все это ведет к большим затратам на хранение и поверку уровнемеров, при этом он предназначен только для ультразвуковых уровнемеров.The disadvantages of this device are a narrow area of application, due to the possibility of verifying only level gauges for small containers, since bench calibrations require a measuring container with a visual level indicator, which in laboratory conditions and conditions of repair shops will complicate storage and use, large volumes of liquid are required for filling and draining a measuring container, all this leads to high costs for storage and calibration of level meters, while it is intended only for ultrasonic level meters.

Наиболее близким по техническому уровню является стенд для поверки уровнемеров или сигнализаторов уровня (патент RU № 2690701, МПК G01F 25/00, опубл. 05.06.2019 Бюл. № 16), включающий линейную часть с элементами для подсоединения поверяемых сигнализаторов уровня и подвижную часть, при этом линейная часть представлена в виде металлических профилей, закрепленных на опорах, кроме того, стенд содержит отражатель и средства для перемещения отражателя в горизонтальной плоскости по неподвижной линейной части стенда, причем поверяемый сигнализатор уровня или уровнемер установлен таким образом, что его горизонтальная ось перпендикулярна плоскости отражателя, причем на линейной части жестко закреплена тумба приборная с металлическим щитом для подсоединения сигнализатора уровня или уровнемера, а также смонтированы прецизионные направляющие рельсы для перемещения жесткого фрезерованного основания посредством четырех прецизионных тележек, а на подвижной части жестко закреплена несущая рама, перемещение которой осуществляется посредством прецизионного шагового привода с помощью армированного зубчатого полиуретанового ремня, и на которой закреплен отражатель, причем для измерения расстояния от неподвижного металлического щита до перемещаемого отражателя стенд содержит высокоточный лазерный интерферометр или лазерный дальномер, установленный на оптическую регулируемую платформу, при этом оптическая ось лазерного интерферометра или лазерного дальномера расположена строго перпендикулярно несущей раме, а металлические профили жестко закреплены на регулируемых опорах, причем в состав стенда введен измерительный блок для контроля за температурой, влажностью и давлением окружающей среды.The closest in terms of technical level is a stand for checking level gauges or level switches (patent RU No. 2690701, IPC G01F 25/00, publ. 06/05/2019 Bul. No. 16), including a linear part with elements for connecting verified level switches and a moving part, in this case, the linear part is presented in the form of metal profiles fixed on the supports, in addition, the stand contains a reflector and means for moving the reflector in the horizontal plane along the stationary linear part of the stand, and the level switch or level gauge being verified is installed in such a way that its horizontal axis is perpendicular to the plane reflector, and on the linear part an instrument cabinet with a metal shield is rigidly fixed for connecting a level switch or level gauge, and precision guide rails are mounted for moving a rigid milled base by means of four precision trolleys, and a supporting frame is rigidly fixed on the moving part, moving which is carried out by means of a precision stepping drive using a reinforced toothed polyurethane belt, and on which a reflector is fixed, and for measuring the distance from a fixed metal shield to a movable reflector, the stand contains a high-precision laser interferometer or a laser rangefinder mounted on an optical adjustable platform, while the optical axis The laser interferometer or laser rangefinder is located strictly perpendicular to the supporting frame, and the metal profiles are rigidly fixed on adjustable supports, and a measuring unit is included in the stand to control the temperature, humidity and pressure of the environment.

Недостатками данного стенда являются узкая область применения, из-за возможности поверки только ультразвуковых уровнемеров, при этом массивный и занимает много места, так как для поверки ультразвуковых уровнемеров необходимо перемещения подвижной части в широком диапазоне, особенно предназначенных для больших ёмкостей.The disadvantages of this stand are a narrow area of application, due to the possibility of checking only ultrasonic level gauges, while it is massive and takes up a lot of space, since for checking ultrasonic level gauges it is necessary to move the movable part in a wide range, especially those intended for large containers.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание мобильного стенда по поверке буйковых уровнемеров и сигнализаторов уровня, занимающего мало места из-за вертикальной компактной конструкции.The technical objective of the proposed invention is to create a mobile test bench for verifying displacer level transmitters and level switches, which takes up little space due to its vertical compact design.

Техническая задача решается стендом по поверке буйковых уровнемеров и сигнализаторов уровня, включающим станину, состоящую из основания и штанги с установленными на ней неподвижной опорой под уровнемер или сигнализатор уровня и подвижной опорой.The technical problem is solved by a stand for checking displacer level meters and level switches, including a frame consisting of a base and a rod with a fixed support installed on it for a level gauge or level indicator and a movable support.

Новым является то, что что штанга выполнена вертикальной, опирающейся снизу на основание с площадью опоры, исключающей падение станины при установке уровнемера или сигнализатора уровня с тросом в неподвижную опору, выполненную в виде вилки с узлом фиксации под фланец уровнемера или сигнализатора уровня и зафиксированную сверху штанги, при этом подвижная опора выполнена виде горизонтальной площадки, выполненной с возможностью перемещения вдоль штанги с фиксацией в выбранном положении и располагаемой под измерительным рычагом с тросом уровнемера или сигнализатора уровня после их фиксации в вилке узлом фиксации.What is new is that the rod is made vertical, resting on the bottom of the base with a support area that prevents the frame from falling when installing the level gauge or level switch with a cable into a fixed support, made in the form of a fork with a fixation unit for the flange of the level gauge or level switch and fixed on top of the bar , while the movable support is made in the form of a horizontal platform made with the possibility of moving along the rod with fixation in the selected position and located under the measuring lever with a cable of the level gauge or level indicator after they are fixed in the fork by the fixation unit.

Новым является также то, что штанга изготовлена виде двух патрубков, телескопически вставленных друг в друга с возможностью фиксации в выбранном положении.It is also new that the rod is made in the form of two pipes, telescopically inserted into each other with the possibility of fixing in the selected position.

Новым является также то, что площадка подвижной опоры снабжена сверху индикатором веса.It is also new that the platform of the movable support is equipped with a weight indicator on top.

На фиг. 1 изображён вид спереди стенда.FIG. 1 shows the front view of the stand.

На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.FIG. 2 shows a section a-a of FIG. one.

На фиг. 3 изображен стенд в изометрии.FIG. 3 shows the stand in isometric view.

Стенд по поверке буйковых уровнемеров и сигнализаторов уровня (уровнемеры 1 – фиг. 2) включает станину 2 (фиг. 1 – 3), состоящую из основания 3 и штанги 4 с установленными на ней неподвижной опорой 5 под уровнемер 1 (фиг. 2) и подвижной опорой 6 (фиг. 1 – 3). Штанга 4 выполнена вертикальной, опирающейся снизу на основание 3 с площадью опоры, исключающей падение станины 2 при установке уровнемера 1 (фиг. 2) с тросом 7 в неподвижную опору 5, выполненную в виде вилки с узлом фиксации 8 под фланец 9 уровнемера 1 и зафиксированную сверху штанги 4. Подвижная опора 6 (фиг. 1 – 3) выполнена виде горизонтальной площадки, выполненной с возможностью перемещения при помощи направляющей 10 (кольца, скобы, хомута или т.п. – показаны условно и авторы на это не претендуют) вдоль штанги 4 с фиксацией (стопорными винтами, затяжкой хомута или т.п. – не показаны, а также гайкой 11, установленной под направляющей и взаимодействующей резьбой 12 штока 4 – авторы на это не претендуют) в выбранном положении и располагаемой под измерительным рычагом (не показан) с тросом 7 уровнемера 1 их фиксации в вилке неподвижной опоры 5 узлом фиксации 8, изготовленной в виде Г-образной скобы 13 с винтом 14 или подпружиненной стопором (не показана), вставляемым в отверстие фланца 9 (фиг. 2), поворотной скобой (не показана), поджимающей фланец 9 или т.п. Авторы на конструкцию узла фиксации 8 (фиг. 1 – 3) не претендуют. Для удобства хранения, транспортировки и использования штанга 4 может быть изготовлена виде двух патрубков верхнего 15 и нижнего 16, телескопически вставленных друг в друга с возможностью закрепления в выбранном положении фиксатором, например, при помощи продольного выреза 17 (фиг. 1 и 3) в одном из патрубков 15 или 16 с боковыми отводами 18 под выступ(ы) 19 вставляемого внутрь патрубка 16 или 15, цангового зажима (не показан), контргайки (не показана) или т.п. Авторы на конструкцию фиксатора не претендуют. Для точной калибровки уровнемера 1 (фиг. 2) площадка подвижной опоры 5 (фиг. 1 и 2) дополнительно снабжают сверху индикатором веса 20.The stand for checking displacer level transmitters and level switches (level meters 1 - Fig. 2) includes a frame 2 (Fig. 1 - 3), consisting of a base 3 and a rod 4 with a fixed support 5 installed on it under the level gauge 1 (Fig. 2) and movable support 6 (Fig. 1 - 3). The rod 4 is made vertical, resting from the bottom on the base 3 with a support area that excludes the fall of the frame 2 when installing the level gauge 1 (Fig. 2) with a cable 7 in a fixed support 5, made in the form of a fork with a fixing unit 8 under the flange 9 of the level gauge 1 and fixed on top of the rod 4. The movable support 6 (Figs. 1 - 3) is made in the form of a horizontal platform made with the possibility of moving with the help of the guide 10 (rings, brackets, yoke or the like - are shown conditionally and the authors do not pretend to be) along the rod 4 with fixation (with locking screws, tightening the clamp or the like - not shown, as well as a nut 11 installed under the guide and interacting thread 12 of the rod 4 - the authors do not pretend to be) in the selected position and located under the measuring arm (not shown ) with a cable 7 of the level gauge 1, their fixation in the fork of the fixed support 5 by a fixation unit 8, made in the form of an L-shaped bracket 13 with a screw 14 or a spring-loaded stopper (not shown) inserted into the flange hole a 9 (Fig. 2), a pivot bracket (not shown) pressing the flange 9 or the like. The authors do not pretend to design the fixation unit 8 (Figs. 1 - 3). For convenience of storage, transportation and use, the rod 4 can be made in the form of two pipes upper 15 and lower 16, telescopically inserted into each other with the possibility of fixing in a selected position with a lock, for example, using a longitudinal cut 17 (Figs. 1 and 3) in one from the branch pipes 15 or 16 with lateral branches 18 for the protrusion (s) 19 inserted inside the branch pipe 16 or 15, a collet clamp (not shown), a lock nut (not shown) or the like. The authors do not claim the design of the retainer. For accurate calibration of the level gauge 1 (Fig. 2), the platform of the movable support 5 (Figs. 1 and 2) is additionally equipped with a weight indicator 20 from above.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность стенда, на фигурах 1 – 3 не показаны или показаны условно.Structural elements and technological connections that do not affect the performance of the stand are not shown in figures 1 - 3 or are shown conditionally.

Стенд по поверке буйковых уровнемеров и сигнализаторов уровня работает следующим образом.The test bench for displacer level transmitters and level switches operates as follows.

Перед работой собирают станину 2 (фиг. 1 – 3). Для этого на основание 3 устанавливают вертикальную штангу 4. При наличии двух патрубков 15 и 16 штанги 4 их закрепляют относительно друг друга на необходимом уровне, например, выступ(ы) 19 (фиг. 1 и 3) вместе с патрубком 15 перемещают по продольному вырезу 17 патрубка 16, а на нужном расстоянии поворотом патрубка 15 относительно патрубка 16 выступ(ы) 19 вводят в боковой отвод 18, фиксирую от продольного перемещения патрубков 15 и 16 относительно друг друга. Подвижную опору 6 (фиг. 1 – 3) направляющей 10 надевают на штангу 4 и устанавливают на нужном уровне от верхней части штока 4, например, опирая направляющую 10 на гайку 11, которую предварительно установили на резьбе 12. Сверху на штанге 4 фиксируют неподвижную опру 5. Подвижную опору 6 поворачивают так, чтобы ее горизонтальная площадка оказалась под вилкой неподвижной опоры 5. Стенд готов к работе.Before work, assemble the frame 2 (Fig. 1 - 3). For this, a vertical rod 4 is installed on the base 3. In the presence of two nozzles 15 and 16, the rods 4 are fixed relative to each other at the required level, for example, the protrusion (s) 19 (Figs. 1 and 3) together with the nozzle 15 are moved along the longitudinal cut 17 of the branch pipe 16, and at the desired distance by turning the branch pipe 15 relative to the branch pipe 16, the protrusion (s) 19 is introduced into the side branch 18, fixing it from the longitudinal movement of the branch pipes 15 and 16 relative to each other. The movable support 6 (Figs. 1 - 3) of the guide 10 is put on the rod 4 and set at the required level from the upper part of the rod 4, for example, resting the guide 10 on the nut 11, which was previously installed on the thread 12. On top of the rod 4, a fixed support is fixed 5. The movable support 6 is turned so that its horizontal platform is under the fork of the fixed support 5. The stand is ready for work.

Для грубой поверки в вилку неподвижной опоры 2 вставляют уровнемер 1 (фиг. 2), так чтобы его фланец 9 оказался сверху опоры 5. Фланец 9 на неподвижной опоре 5 закрепляют узлом фиксации 8, например, поворотом и смещением фланца 9 добиваются того, чтобы его одно из отверстий оказалось под винтом 14 Г-образной скобы 13, после чего винт 14 вкручивают до входа в отверстие фланца и затягивают. Уровнемер 1 кабелем 21 соединяют с контрольно-измерительными приборами (КИП) и программатором (не показаны). К тросу 7 снизу крепят каретку 22 с грузом 23, имитирующим вес буя (не показан). Подъемом подвижной опоры 6, взаимодействующей с кареткой 22, добиваются срабатывания уровнемера 1 (регистрируемого КИП), для имитации верхнего уровня жидкости. Это положение подвижной опоры 6 принимают за ноль (например, при помощи лазерного дальномера – не показан). Опусканием подвижной опоры 6, взаимодействующей с кареткой 22 добиваются срабатывания уровнемера 1 (регистрируемого КИП), для имитации нижнего уровня жидкости. От этого положения подвижной опоры 6 измеряют расстояние до нулевого положения, это расстояние является рабочим ходом уровнемера. Величину рабочего хода сверяю с паспортными данными, при несоответствии программатором вносят изменения в чувствительность датчика (не показан) рычага (не показан), к которому крепится трос 7. Проводят повторные испытания уровнемера 1 и регулировку его чувствительности программатором, до получения необходимых значений. Таким поверкам чаще всего подвергаются уровнемеры – фиксаторы уровня - буйковые сигнализаторы уровня.For rough verification, a level gauge 1 is inserted into the plug of the fixed support 2 (Fig. 2), so that its flange 9 is on top of the support 5. The flange 9 on the fixed support 5 is fixed with a fixation unit 8, for example, by turning and displacing the flange 9, they ensure that it one of the holes turned out to be under the screw 14 of the L-shaped bracket 13, after which the screw 14 is screwed in until it enters the hole of the flange and tightened. Level gauge 1 by cable 21 is connected to instrumentation (instrumentation) and a programmer (not shown). A carriage 22 with a weight 23 simulating the weight of a buoy (not shown) is attached to the cable 7 from below. By lifting the movable support 6, interacting with the carriage 22, the level gauge 1 (recorded by the instrumentation) is triggered to simulate the upper liquid level. This position of the movable support 6 is taken as zero (for example, using a laser rangefinder - not shown). By lowering the movable support 6, interacting with the carriage 22, the level gauge 1 (recorded by the instrumentation) is triggered to simulate the lower liquid level. From this position of the movable support 6 measure the distance to the zero position, this distance is the working stroke of the level gauge. The magnitude of the working stroke is checked against the passport data, if the programmer does not match, changes are made to the sensitivity of the sensor (not shown) of the lever (not shown) to which the cable 7 is attached. The level gauge 1 is retested and its sensitivity is adjusted with the programmer until the required values are obtained. Level gauges - level clamps - displacer level switches are most often subjected to such verifications.

Для более точной поверки калибровки буйковых уровнемеров 1, показывающих уровень жидкости в мерной емкости (не показана), после сборки стенда подвижную опору 6 (фиг. 1 и 2) сверху снабжают электронным индикатором веса 20, который соединяют с КИП сворим кабелем 24. Подъемом и/или опусканием (например, вращением гайки 11) подвижной опоры 6, взаимодействующей с кареткой 22, добиваются срабатывания добиваются контрольных значений веса каретки 22, регистрируемых КИП, соединенных кабелем 24 с индикатором веса 20 (что соответствует определенному уровню жидкости), сверяя с соответствующими показаниями датчика уровнемера 1 и паспортными данными. При несоответствии соответствующих полученных данных с паспортными значениями программатором вносят изменения в чувствительность датчика рычага уровнемера 1. Проводят повторные испытания уровнемера 1 и регулировку его чувствительности программатором, до получения необходимых значений, тем самым добиваясь калибровки уровнемера 1. Таким же образом можно провести калибровку получаемых данных КИП: для этого полученные индикатором веса 20 данные сверяют с показаниями датчика уровнемера 1 и программатором вписывают в память КИП, который будет работать с данным уровнемером 1 после установки его в мерную емкость.For more accurate verification of the calibration of displacer level gauges 1, showing the liquid level in a measuring container (not shown), after assembling the stand, the movable support 6 (Figs. 1 and 2) is supplied from above with an electronic weight indicator 20, which is connected to the instrumentation with a cable 24. By lifting and / or by lowering (for example, rotating the nut 11) of the movable support 6, interacting with the carriage 22, achieve triggering, achieve the control values of the weight of the carriage 22 recorded by the instrumentation, connected by a cable 24 with a weight indicator 20 (which corresponds to a certain liquid level), checking with the corresponding readings level gauge sensor 1 and passport data. If the corresponding obtained data do not correspond to the passport values, the programmer makes changes to the sensitivity of the sensor of the lever of the level gauge 1. Repeat tests of the level gauge 1 and adjust its sensitivity with the programmer until the required values are obtained, thereby achieving the calibration of the level gauge 1. In the same way, you can calibrate the received instrumentation data : for this, the data obtained by the weight indicator 20 is verified with the readings of the sensor of the level gauge 1 and the programmer is entered into the memory of the instrumentation, which will work with this level gauge 1 after it is installed in a measuring container.

Предлагаемый стенд мобилен, занимает мало места из-за вертикальной компактной конструкции и позволяет проводить поверку буйковых уровнемеров и сигнализаторов уровня.The proposed stand is mobile, takes up little space due to its vertical compact design and allows you to check displacer level transmitters and level switches.

Claims

1. A stand for checking displacer level transmitters and level switches, including a frame consisting of a base and a rod with a fixed support installed on it for a level gauge or a level switch and a movable support, characterized in that the rod is made vertical, resting on the bottom from the base with a support area, eliminating the fall of the bed when installing the level gauge or level indicator with a cable in a fixed support, made in the form of a fork with a fixation unit for the flange of the level indicator or level indicator and fixed on top of the rod, while the movable support is made in the form of a horizontal platform made with the possibility of moving along the rod with fixation in the selected position and located under the measuring lever with a cable of the level gauge or level indicator after they are fixed in the fork by the fixing unit.

2. A stand for checking displacer level transmitters and level switches according to claim 1, characterized in that the rod is made in the form of two pipes telescopically inserted into each other with the possibility of fixing in a selected position.

3. Stand for checking displacer level transmitters and level switches according to one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the platform of the movable support is equipped with a weight indicator on top.