Спосіб визначення об’єму досліджуваних ємностей та пристрій для здійснення способу

1. Спосіб визначення об'єму досліджуваних ємностей за допомогою еталонної ємності, що включає перепускання стиснутого газу з еталонної ємності в досліджувану ємність, який відрізняється тим, що проводять тарування еталонної ємності і посудини відомого внутрішнього об'єму, для чого еталонну ємність повільно наддувають стиснутим повітрям при постійній температурі навколишнього середовища до тиску 0,1 кгс/см2, з'єднують еталонну ємність із посудиною відомого внутрішнього об'єму і перепускають в неї стиснуте повітря з еталонної ємності, після чого вимірюють перепад тиску в еталонній ємності, скидають тиск повітря з еталонної ємності і посудини відомого внутрішнього об'єму до атмосферного тиску, C2 2 81431 1 3 Однак відомий спосіб не забезпечує необхідної точності визначення об'ємів, тому що визначення об'ємів виконується розрахунковим шляхом. В основу групи винаходів "Спосіб визначення об'єму досліджуваних ємностей і пристрій для здійснення способу" поставлено завдання підвищення точності виміру внутрішніх об'ємів ємностей. Для рішення поставленого завдання пропонується спосіб, при якому проводять тарування еталонної ємності і судини відомого внутрішнього об'єму, для чого еталонну ємність повільно наддувають стиснутим повітрям при постійній температурі навколишнього середовища до тиску 0,1кгс/см2, з'єднують еталонну ємність із судиною відомого внутрішнього об'єму і перепускають в неї стиснуте повітря з еталонної ємності, вимірюють перепад тиску між ними, скидають тиск повітря з еталонної ємності і судини відомого внутрішнього об'єму до атмосферного тиску, потім зменшують послідовно об'єм судини відомого внутрішнього об'єму шляхом долівання в неї відомих об'ємів води, з'єднують по черзі еталонну ємність, наддуту до тиску 0,1кгс/см2, із судиною відомого внутрішнього об'єму, вимірюють отримані перепади тиску між еталонною ємністю і судиною відомого внутрішнього об'єму, будують графік залежності V=f(Dh), де V - внутрішній об'єм судини, відомого внутрішнього об'єму, дм , Dh перепад тиску між еталонною ємністю і судиною, відомого внутрішнього об'єму, мм водяного стовпа, наддувають еталонну ємність до тиску 0,1кгс/см2, з'єднують її з досліджуваною ємністю, вимірюють перепад тиску Dh і визначають значення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності за графіком залежності V=f(Dh). Відмітними істотними ознаками запропонованого способу визначення об'єму ємностей є наступні технологічні операції: - повільний наддув еталонної ємності стиснутим повітрям при постійній температурі навколишнього середовища до тиску 0,1кгс/см2; - з'єднання еталонної ємності із судиною відомого внутрішнього об'єму і перепускання в неї стиснутого повітря з еталонної ємності; - вимір перепаду тиску між еталонною ємністю і судиною відомого внутрішнього об'єму; - скидання тиску повітря з еталонної ємності і судини відомого внутрішнього об'єму до атмосферного тиску; - зменшення послідовне об'єму судини відомого внутрішнього об'єму шляхом долівання в неї відомих об'ємів води; - сполучення по черзі еталонної ємності, наддутої до тиску 0,1кгс/см2, із судиною відомого внутрішнього об'єму; - вимір отриманих перепадів тиску між еталонною ємністю і судиною відомого внутрішнього об'єму; - побудова графіка залежності V=f(Dh), де V внутрішній об'єм судини відомого внутрішнього об'єму, дм3, Dh - перепад тиску між еталонною ємністю і судиною відомого внутрішнього об'єму, мм водяного стовпа; 81431 4 - наддування еталонної ємності до тиску 0,1кгс/см2; - з'єднання її з досліджуваною ємністю; - вимір перепаду тиску Dh і визначення значення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності за графіком залежності V=f(Dh). Застосування в запропонованому способі визначення об'єму досліджуваних ємностей операції тарування еталонної ємності і судини відомого внутрішнього об'єму і вимір тільки одного параметра - перепаду тиску між ними за допомогою рідинного дифманометра забезпечують підвищення точності виміру внутрішнього об'єму досліджуваної ємності. Таким чином, сукупність відомих ознак: - застосування еталонної ємності; - перепускання стиснутого газу з еталонної ємності в досліджувану ємність і нові відмітні ознаки забезпечують підвищення точності виміру внутрішнього об'єму досліджуваної ємності. Спосіб здійснюється таким чином: еталонну ємність повільно наддувають стиснутим повітрям при постійній температурі навколишнього середовища до тиску 0,1кгс/см2; з'єднують еталонну ємність із судиною відомого внутрішнього об'єму і перепускають в неї стиснуте повітря з еталонної ємності. Вимірюють перепад тиску між ними, скидають тиск повітря з еталонної ємності і судини відомого внутрішнього об'єму до атмосферного тиску, послідовно зменшують об'єм судини відомого внутрішнього об'єму шляхом долівання в неї відомих об'ємів води. З'єднують по черзі еталонну ємність, наддуту до тиску 0,1кгс/см2, із судиною відомого внутрішнього об'єму, вимірюють отримані перепади тиску між ними і будують графік залежності V=f(Dh). Потім наддувають еталонну ємність до тиску 0,1кгс/см2, з'єднують її з досліджуваною ємністю, вимірюють перепад тиску Dh і визначають значення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності за графіком залежності V=f(Dh). Запропонований спосіб забезпечує підвищення точності визначення об'ємів досліджуваних ємностей тому, що він припускає вимір тільки одного параметра, а саме, перепаду тиску між еталонною ємністю і досліджуваною ємністю. При цьому вимір перепаду тиску здійснюється з використанням рідинного дифманометра. Похібка відліку показань складає ±2мм водяного стовпа. При перепаді тиску, рівному 0,1кгс/см2, що складає 1000мм водяного стовпа, похібка виміру перепаду тиску складає ±0,2%. Відомий пристрій для визначення об'єму досліджуваних ємностей різної конфігурації, що містить еталонну ємність, досліджувану ємність, трубопровід сполучення ємностей, реєстратори тиску і запірну арматуру [авт. св. СРСР №152078, МПК G01f42e, 1962р.]. Недоліком пристрою є те, що він не забезпечує заданої точності визначення об'єму досліджуваних ємностей через значну зміну температури при сполученні еталонної ємності з досліджуваною ємністю через відсутність жиклера в трубопроводі сполучення ємностей. 5 Найбільш близьким по технічній сутності до запропонованого пристрою є пристрій для визначення об'ємів досліджуваних ємностей, що містить еталонну ємність, досліджувану ємність, трубопровід сполучення ємностей, прилади для виміру тиску і клапан [авт. св. СРСР №714156, МПК G01F17/00, 1980р. – прототип]. Недоліком пристрою є те, що він не забезпечує заданої точності визначення об'єму досліджуваних ємностей через значну зміну температури при сполученні еталонної ємності з досліджуваною ємністю через відсутність жиклера в трубопроводі сполучення ємностей. Поставлене завдання вирішується тим, що запропонований пристрій оснащено жиклером, встановленим у трубопроводі, що сполучає еталонну ємність з досліджуваною ємністю, і рідинним дифманометром, що вимірює перепад тиску між цими ємностями. Відмітними істотними ознаками запропонованого пристрою є: - жиклер, встановлений у трубопроводі, що сполучає еталонну ємність з досліджуваною ємністю; - рідинний дифманометр, що вимірює перепад тиску між еталонною і досліджуваною ємностями. Наявність у пристрої жиклера, встановленого в трубопроводі сполучення еталонної ємності з досліджуваною ємністю, зменшує зміну температури стиснутого повітря при перепуску його з еталонної ємності у досліджувану ємність за рахунок зміни внутрішньої енергії стиснутого повітря, що підвищує точність визначення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності. Рідинний дифманометр, що вимірює перепад тиску між еталонною ємністю і досліджуваною ємністю, дозволяє вимірювати перепад тиску між ними з похибкою ± 2мм водяного стовпа, що значно підвищує точність визначення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності. Таким чином, сукупність відомих ознак: - еталонна ємність; - досліджувана ємність; - трубопровід сполучення ємностей; - реєстратор тиску; - запірна арматура і нових істотних ознак забезпечує значне підвищення точності виміру внутрішніх об'ємів досліджуваних ємностей. Для пояснення роботи пристрою прикладено креслення, на якому зображено пристрій для здійснення способу визначення об'ємів досліждуваних ємностей, де: 1 - еталонна ємність; 2 - судина відомого внутрішнього об'єму (досліджувана ємність); 3 - вентиль заправний; 4 вентиль дренажний; 5 - трубопровід; 6 - жиклер; 7 вентиль; 8 - рідинний дифманометр; 9 - шкала. Робота пристрою здійснюється таким чином: з'єднують еталонну ємність 1 із судиною відомого внутрішнього об'єму 2 за допомогою трубопроводу 5 із встановленими в ньому жиклером 6 і вентилем 7; закривають вентиль дренажний 4 і вентиль 7, відкривають вентиль заправний 3 і повільно наддувають еталонну ємність 1 стиснутим повітрям до тиску 0,1кгс/см2. Контроль тиску в 81431 6 еталонній ємності 1 здійснюють за допомогою рідинного дифманометра 8, який заправлене водою. Показання рідинного дифманометра 8 відраховують по шкалі 9. При наддуванні еталонної ємності 1 до тиску 0,1кгс/см2 перепад тиску на рідинному дифманометрі 8 буде дорівнювати 1000 мм водяного стовпа; стовп води в правому коліні дифманометра 8 буде знаходиться на оцінці 500 мм вище нульового показання шкали 9. Після того як тиск в еталонній ємності 1 досягне значення 0,1кгс/см2, закривають вентиль заправний 3, відкривають вентиль 6 і стиснуте повітря з еталонної ємності 1 по трубопроводу 5 через жиклер 6 перетікає в судину відомого внутрішнього об'єму 2; вимірюють за допомогою рідинного дифманометра 8 значення перепаду тиску в еталонній ємності 1 після з’єднання з судиною відомого внутрішнього об'єму 2, відкривають вентиль дренажний 4 і скидають надлишковий тиск з еталонної ємності 1 і судини відомого внутрішнього об'єму 2 до атмосферного тиску. Потім закривають вентиль дренажний 4 і вентиль 7, послідовно зменшують об'єм судини відомого внутрішнього об'єму 2 шляхом доливання в неї відомих об'ємів води, з'єднують її з еталонною ємністю 1, наддутої до тиску 0,1кгс/см2, вимірюють за допомогою рідинного дифманометра 8 отримані значення перепаду тиску в еталонній ємності 1, будують графік залежності V=f(Dh), де V - внутрішній об'єм судини відомого внутрішнього об'єму 2, Dh - перепад тиску в еталонній ємності 1 після з’єднання з судиною відомого внутрішнього об'єму 2. Після цього замість судини відомого внутрішнього об'єму 2 приєднують до трубопроводу 5 досліджувану ємність 2, об'єм якої необхідно вимірити, наддувають еталонну ємність 1 стиснутим повітрям до тиску 0,1кгс/см2 і перепускають з неї стиснуте повітря у досліджувану ємність 2; вимірюють за допомогою рідинного дифманометра 8 отримане значення перепаду тиску між еталонною ємністю 1 і досліджуваною ємністю 2 і визначають значення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності 2 за графіком залежності D=f(Dh). Жиклер 6, встановлений у трубопроводі 5, забезпечує повільне перетікання стиснутого повітря з еталонної ємності 1 у досліджувану ємність 2, що зводить до мінімуму зміну температури стиснутого повітря і тим самим зменшує похибку визначення внутрішнього об'єму досліджуваної ємності 2. Застосування в пристрої рідинного дифманометра 8, заправленого водою, підвищує точність виміру перепаду тиску, тому що похибка відліку рівня стовпа води складає ±2мм, що при перепаді тиску 1000мм водяного стовпа (надлишковий тиск 0,1кгс/см2) складає ±0,2%. При застосуванні більш високого значення тиску наддування еталонної ємності, наприклад, 0,2кгс/см2, перепад тиску на рідинному дифманометрі 8 складе 2000мм водяного стовпа, а похибка виміру буде дорівнювати ±0,1% і т.д. В даний час на підприємстві розроблені технологічна і конструкторська документація і 7 виготовлено пристрій. Проведені випробування показали, що запропоновані спосіб і пристрій забезпечують вимір внутрішніх об'ємів досліджуваних ємностей з похибкою ±0,5%. 81431 8