Спосіб вимірювання рівня рідини

Изобретение относится к измерению уровня жидких сред и может быть использовано в аэрокосмической нефтяной, химической и други х отраслях промышленности. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа измерения уровня жидкости путем безэталонного замера уровня для любых жидких сред в любых звукопроводящих резервуарах и повышения точности замера за счет введения изобарной и изотермической поправки скорости ультразвука в жидкости и поправки, связанной с распространением ультразвука в материале оболочки, при вычислении уровня по формулам. Изобретение поясняется чертежами. В основе способа лежит замер длительности временных интервалов между ультразвуковыми импульсами, отраженными от границы раздела жидкость - газообразная среда, которые последовательно излучаются в нескольких базовых точках. Уровень жидкости определяется пропорционально среднему арифметическому длительности замеренных временных интервалов при известных температуре и давлении Для резервуара с сечением стенки скорость ультразвука в материале которой уровень жидкости может быть определен из условия где - скорость ультразвука в жидкости, длительность временного интервала между двумя принятыми эхо-сигналами. Точность измерений в этом случае повышается, если регистрируется эхосигналов от поверхности жидкости и вычисляется средняя длительность временного интервала между этими импульсами. Тогда Дальнейшее повышение точности измерений возможно только путем увеличения количества замеров и для базовых точек ввода-приема ультразвука где - сечение оболочки в точке вводаприема ультразвука. С другой стороны, известно, что с изменением температуры и давления в жидкости меняется ее сжимаемость, что вызывает изменение скорости ультразвука. Если при постоянном давлении изменение температуры в жидкости в пределах от до обеспечивает изменение скорости ультразвука от до тогда скорость ультразвука при температуре будет определяться соотношением где линейная интерполяция (изобарный коэффициент приращения скорости ультразвука в жидкости). Тогда окончательно вычисление уровня жидкости должно производиться по формуле Если жидкая среда помимо нагрева находится под давлением, сжимаемость ее также меняет свое значение. При изменении давления в пределах от до и скорости ультразвука от до скорость при давлении будет определяться соотношением где - линейная интерполяция (изотермический коэффициент приращения скорости ультразвука в жидкости). Тогда в общем случае Способ осуществляется следующим образом. Преобразователь 2, подключенный к уровнемеру 1 последовательно устанавливается вдоль вектора силы тяжести в точках резервуара 3 с сечением В каждой точке преобразователем излучаются ультразвуковые колебания и принимаются импульсы, отраженные от границы 4 - газ. Уровнемером выделяется принятых импульсов, между которыми измеряется длительность временных интервалов При постоянном давлении в жидкости задается интервал максимально возможного изменения температуры жидкости для граничных значений определяются скорости ультразвука в жидкости определяется изобарный коэффициент приращения скорости ультразвука после чего измеряется температура жидкости и по формуле (1) вычисляется ее уровень. Если в резервуаре имеет место изменение давления, то дополнительно задается интервал максимально возможного изменения давления в жидкости для граничного значения определяется скорость ультразвука в жидкости определяется изотермический коэффициент приращения скорости ультразвука, после чего измеряется давление в жидкости и по формуле (2) вычисляется ее уровень. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет проводить безэталонное измерение уровня жидких сред с высокой степенью точности при любой конфигурации стенки оболочки при меняющихся температуре и давлении.