устройство для проверки и градуировки средств измерения уровня жидкости

Формула изобретения

Устройство для поверки и градуировки средств измерения уровня жидкости, содержащее мерную емкость со шкалой, поршень, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру мерной емкости, отличающееся тем, что поршень имеет нониусную шкалу и введены два гибких шланга, стеклянный капилляр и дополнительная емкость, последняя сообщается с мерной емкостью с помощью последовательно соединенных первого гибкого шланга, стеклянного капилляра, продольная ось которого совмещена с нулевым делением мерной емкости, второго гибкого шланга, причем один торец первого гибкого шланга, продольная ось которого параллельна продольной оси дополнительной емкости, помещен в последнюю, а другой торец соединен с одним концом стеклянного капилляра, а другой конец стеклянного капилляра соединен с одним торцом второго гибкого шланга, другой торец второго гибкого шланга соединен с нижним отверстием мерной емкости, причем диаметры мерной d_M и дополнительной d _E емкостей связаны между собой соотношением:

где h - требуемая точность воспроизведения уровня жидкости;

Н - цена деления шкалы мерной емкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к образцовым средствам измерений и предназначено для поверки и градуировки средств измерения уровня жидкости.

В результате поиска по источникам патентной и технической информации не обнаружены устройства с совокупностью существенных признаков, совпадающих с предлагаемым изобретением и обеспечивающих заявленный технический результат.

Известен способ градуировки средств измерения уровня жидкости, основанный на имитации изменения уровня жидкости, позволяющий производить градуировку средств измерения уровня жидкости с гибкой механической связью между преобразователями. Повышение и понижение уровня жидкости имитируют перемещением вверх и вниз резервуара с жидкостью (Измерительная техника. 1976, №2, с.79).

Недостатком данного способа является существенная погрешность градуирования, обусловленная имитацией перемещения уровня жидкости путем перемещения рамки (инструментальная и методическая погрешность).

Техническим результатом является повышение точности градуировки и уменьшение методической погрешности.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для поверки и градуировки средств измерения уровня жидкости, содержащее мерную емкость со шкалой, заполненную жидкостью, поршень, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру мерной емкости, предлагается ввести поршень с нониусной шкалой, два гибких шланга, стеклянный капилляр и дополнительную емкость, в которой устанавливается средство измерения уровня жидкости параллельно продольной оси дополнительной емкости, последняя сообщается с мерной емкостью с помощью последовательно соединенных первого гибкого шланга, стеклянного капилляра, продольная ось которого совмещена с нулевым делением мерной емкости, второго гибкого шланга, причем один торец первого гибкого шланга, продольная ось которого параллельна продольной оси дополнительной емкости, находится в жидкости, а другой торец соединен с одним концом стеклянного капилляра, а другой конец стеклянного капилляра соединен с одним торцом второго гибкого шланга, другой торец второго гибкого шланга соединен с нижним отверстием мерной емкости, причем диаметры мерной d _M и дополнительной d_E емкостей связаны между собой соотношением

,

где h - требуемая точность воспроизведения уровня жидкости; Н - цена деления шкалы мерной емкости.

Предлагаемая конструкция устройства воспроизведения уровня жидкости позволяет производить поверку и градуировку средств измерения уровня жидкости в условиях, близких к реальным, т.е. уменьшена роль методической погрешности. А также с помощью подбора оптимальных конструктивных параметров мерной и дополнительной емкости, а именно d _M и d_E соответственно, добиться требуемой точности воспроизведения уровня жидкости h.

Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой техническое решение задачи, являющееся новым, промышленно применимым и обладающим изобретательским уровнем, т.е. предлагаемое изобретение отвечает критериям патентоспособности.

На чертеже приведена упрощенная конструкция предлагаемого устройства.

Устройство для поверки и градуировки средств измерения уровня жидкости содержит мерную емкость 1 с внутренним диаметром d_M, имеющую оцифрованную шкалу в диапазоне от 0...500 мм с шагом 1 мм и поршень 2 с внешним диаметром d_M. На поршень 2 нанесена нониусная шкала, которая позволяет контролировать перемещение поршня с точностью 0,1 мм. Нижнее отверстие мерной емкости 1 посредством гибкого шланга 3 соединяется с концом горизонтально расположенного стеклянного капилляра 4, причем продольная ось OO₁ последнего совмещена с нулевым делением мерной емкости 1. На правом конце стеклянного капилляра 4 установлен гибкий шланг 5, отводящий в дополнительную емкость 6 с внутренним диаметром d_E, жидкость из стеклянного капилляра 4. Стеклянный капилляр 4 позволяет контролировать наличие воздуха в жидкости, так как внутренний диаметр его сравним с размерами пузырьков воздуха. В крышке сосуда 7 крепится средство измерения уровня жидкости 8 параллельно продольной оси дополнительной емкости 6.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом градуировки заполняют жидкостью мерную емкость 1, гибкий шланг 3, стеклянный капилляр 4, гибкий шланг 5. Далее совмещают нижнюю часть поршня 2 с верхним диапазоном деления шкалы (500 мм) мерной емкости 1, при этом не должно быть воздушного зазора (а также пузырьков воздуха) между поверхностью воды в мерной емкости 1 и нижней частью поршня 2 (граница А), и нижний торец гибкого шланга 5 должен находиться в жидкости дополнительной емкости 6.

Изменение уровня в дополнительной емкости 6 осуществляется следующим образом. При перемещении поршня 2 вниз часть жидкости выходит из мерной емкости 1, объем выдавленной жидкости равен

где Н, H1 - уровень жидкости в мерной емкости 1 соответственно до перемещения и после перемещения поршня 2, мм; d_M - внутренний диаметр мерной емкости 1, мм.

Объем жидкости V_M поступает в дополнительную емкость 6 и равномерно растекается по ее площади

где d_E - внутренний диаметр дополнительной емкости 6, мм.

При этом происходит повышение уровня жидкости h на величину, равную

Подставляя формулы (1) и (2) в (3), получим, что уровень жидкости в дополнительной емкости 6 повысился на величину

При перемещении поршня 2 вверх часть жидкости из дополнительной емкости 6 поступает в мерную емкость 1, следовательно, уровень жидкости в дополнительной емкости 6 уменьшится на величину h (см. формулу 4), но следует отметить, что H, H1 - уровень жидкости в мерной емкости 1 соответственно после перемещения и до перемещения поршня 2.

Допустим d_M=10 мм; d _E=100 мм; перемещение поршня 2[Н-Н1]=0,1 мм, тогда с учетом формулы 4 уровень жидкости в дополнительной емкости изменится на величину 0,001 мм, т.е. точность задания уровня жидкости составила 0,001 мм.

Таким образом, подбором конструктивных параметров d_M и d_E можно получить требуемую точность воспроизведения уровня жидкости h.

Технический результат предлагаемого изобретения следующий.

Предлагаемая конструкция устройства воспроизведения уровня жидкости позволяет производить поверку и градуировку средств измерения уровня жидкости в условиях, близких к реальным, т.е. уменьшена роль методической погрешности.

Данная установка позволяет повысить точность градуирования путем подбора оптимальных конструктивных параметров мерной и дополнительной емкостей, а именно d_M и d_E соответственно, получая при этом требуемую точность воспроизведения уровня жидкости h.