Пристрій для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі

Реферат: Пристрій для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі містить чутливий елемент, виконаний наприклад із двох ізольованих між собою провідників, приєднаний до електронного блока поліметричної системи, а саме до виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача. Додатково має ємкість для заповнення її рідиною, блок керування процесом визначення метрологічних характеристик, що може бути запрограмований та виконувати керування регулятором температури для змінювання температури електронного блока поліметричної системи, зразкову систему вимірювання рівня, призначену для отримання максимально точних даних про поточний рівень рідини в ємкості. UA 87953 U (12) UA 87953 U UA 87953 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вимірювальної техніки і може бути використаною для калібрування, метрологічної атестації, повірки або градуювання електромагнітних та інших рівнемірів (у тому числі й вимірювальних каналів рівня в поліметричних інформаційновимірювальних систем з мірою довжини). Відомою є поліметрична система вимірювання рівня [патент України на винахід №6455, MПK6 G01F23/24, пріоритет від 08.07.1991], яка містить чутливий елемент, виконаний із двох ізольованих між собою провідників, приєднаних до виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача, вихід якого через аналого-цифровий перетворювач (АЦП) приєднаний до входу обчислювального блока, що виходом приєднаний до входу індикатора. Ця система є удосконаленим пристроєм останнього покоління поліметричних систем вимірювання рівня. Однак і в ньому вимірювальний канал калібрують за допомогою вимірювальної лінійки візуально, тобто засоби для калібрування вимірювального каналу на ступінь нижчі за засоби вимірювання рівня. Така різниця у засобах вимірювання та засобах калібрування вимірювальної системи призводить до невідповідності щодо вимог та реалізації вимірювань. Така невідповідність викликає похибки вимірювань, які можуть досягати (2-4)%. Відомий прийнятий за прототип пристрій для реалізації способу калібрування вимірювального каналу рівня в поліметричній системі [Патент України на винахід № 79746, МПК G01F23/28 опубл. 25.07.2007, пріоритет від. 12.2003], який містить чутливий елемент, виконаний із двох ізольованих між собою провідників, приєднаних до виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача, до якого послідовно приєднані аналого-цифровий перетворювач, обчислювальний блок та індикатор, який відрізняється тим, що додатково введено компаратор відповідності показань вимірювального каналу рівня і міри довжини. Однак, даний пристрій не призначений для калібрування в широкому діапазоні температур електронного блока. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для реалізації способу калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі, що містить чутливий елемент, виконаний наприклад із двох ізольованих між собою провідників, приєднаний до електронного блока поліметричної системи (виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача), шляхом того, що додатково введено ємкість для заповнення її рідиною, блок керування процесом визначення метрологічних характеристик, що може бути запрограмований, та виконує керування регулятором температури, що змінює температуру електронного блоку поліметричної системи, зразкову систему вимірювання рівня (відстані до меж поділу середовищ) що отримує максимально точні дані про поточний рівень рідини в ємкості, що змінюється під час калібрування/градуювання. Застосування додаткових приладів і пристосувань дозволяє змінювати та вимірювати температуру електронного блоку, автоматизувати процес вимірювання часової затримки між зондувальним та відбитим від межі поділу середовищ імпульсами, а за рахунок цього зменшити похибку визначення рівня в широкому діапазоні температур електронного блоку та підвищити швидкість та точність калібрування/градуювання/визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня поліметричної системи. Застосування пристрою керування процесом калібрування/градуювання або визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня поліметричної системи вирішує задачу автоматизаціїпроцесу і значно скорочує час робіт по визначенню необхідних характеристик вимірювального каналу поліметричної системи. Пристрій для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі містить чутливий елемент, виконаний, наприклад, із двох ізольованих між собою провідників, приєднаних до виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача (електронного блока поліметричної системи), блок керування процесом визначення метрологічних характеристик, ємкість для заповнення її рідиною, зразкову систему для вимірювання рівня (відстані до межі поділу середовищ), терморегулятор для зміни температури електронного блока поліметричної системи. На кресленні представлена функціональна схема пристрою для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі. Пристрій для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі, хвилевід первинного перетворювача якого може бути виконаний у вигляді двопровідної лінії передачі 1, містить електронний блок 1 UA 87953 U 5 10 15 20 25 30 35 40 поліметричної системи 2, що керується блоком керування 3, у ролі якого може виступати будьяка ЕОМ. Температура електронного блоку 2 поліметричної системи регулюється за допомогою регулятора температури 4, сигнали керування до якого надходять з блоку 3. Блок керування процесом калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі 3 отримує точні дані про поточний рівень рідини в ємності 5, що змінюється в ході операції калібрування/градуювання в діапазоні не менше ніж діапазон вимірювання каналу поліметричної системи. Лінії передачі 1 можна використати такі ж, як у пристрої за патентом України на винахід № 95914. Як регулятор температури електронного блока поліметричної системи може бути використано будь-який пристрій з можливістю регулювання температури у заданому діапазоні, наприклад TermoPro 601 ТХК. Як зразкова система вимірювання рівня 6 може бути використано систему поліметричну мобільну - робочий еталон з абсолютною похибкою визначення рівня не більше 1 мм, або будь-яку систему з малим значенням абсолютної похибки визначення рівня рідини в ємності (відстані до межі поділу середовищ). Здійснюють калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі так. В ємкості 5, де знаходиться частково занурений у рідину чутливий елемент поліметричної системи 1, (наприклад, двопровідна лінія передачі), послідовно змінюють рівень рідини так, щоб у ході операцій калібрування/градуювання отримати набір даних про діапазон вимірювання контрольованого вимірювального каналу від Lmin до Lmax (де Lmin, Lmax - відповідно мінімальне та максимальне значення рівня рідини в ємності). Після чергової зміни рівня рідини в ємності до значення Li (LminLiLmax, i=1,2…NL; NL - кількість точок калібрування/градуювання за рівнем), що контролюється зразковою системою вимірювання рівня 6, блок керування (ЕОМ) 3 виробляє сигнали керування електронним блоком поліметричної системи 2, який випромінює зондувальний імпульс у хвилевід 1. Відбитий від межі поділу середовищ повітря-рідина імпульс надходить до приймача електронного блока поліметричної системи 2. Паралельно завдяки внутрішньому датчику температури електронного блока 2 вимірюється поточне значення температури електронного блока поліметричної системи. За часом затримки відбитого імпульсу визначають відстань до межі поділу середовищ повітря-рідина (рівень рідини в ємкості). Температура електронного блока змінюється та фіксується за допомогою регулятора температури та може регулюватися згідно з програмою, що міститься у блоці керування 3. Таким чином в результаті операції калібрування/градуювання отримують відповідність часу затримки відбитого імпульсу сукупності параметрів: поточній відстані до межі поділу середовищ та поточній температурі електронного блоку, що може бути збережена у блоці 3 для подальшого використання. Використання заявленого пристрою забезпечує простоту виготовлення обладнання з високою точністю, мобільність (можливість експлуатації стенду як у виробника, так і у користувача систем вимірювання), можливість завдяки секційній конструкції досліджувати вимірювальні канали рівня з діапазоном вимірювання що визначається тільки висотоювикористаної ємкості та характеристиками зразкової системи вимірювання рівня, високу точність передачі одиниці довжини, простоту монтажу обладнання (тривалість близько 1 години), економію витрат часу та людських ресурсів під час виконання метрологічної атестації (повірки, градуювання) вимірювальних каналів електромагнітних рівнемірів з первинним перетворювачем у вигляді ліній передачі. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Пристрій для калібрування/градуювання та визначення метрологічних характеристик вимірювального каналу рівня в поліметричній системі, що містить чутливий елемент, виконаний наприклад із двох ізольованих між собою провідників, приєднаний до електронного блока поліметричної системи, а саме до виходу генератора зондувальних імпульсів і входу імпульсного приймача, який відрізняється тим, що додатково має ємкість для заповнення її рідиною, блок керування процесом визначення метрологічних характеристик, що може бути запрограмований та виконувати керування регулятором температури для змінювання температури електронного блока поліметричної системи, зразкову систему вимірювання рівня (відстані до меж поділу середовищ), призначену для отримання максимально точних даних про поточний рівень рідини в ємкості. 2 UA 87953 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3