PL229025B1 - Device for measuring small values of hydrostatic pressure - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

POLSKAPOLAND

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)229025 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 407380 (51) Int.CI.(12) PATENT DESCRIPTION ₍ i ₉₎ PL ₍ n) 229025 (13) B1 (21) Application number: 407380 (51) Int.CI.

G01L 7/00 (2006.01)G01L 7/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 03.03.2014 (54) Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego (73) Uprawniony z patentu:Patent Office of the Republic of Poland (22) Date of application: 03/03/2014 (54) Instrument for measuring small values of hydrostatic pressure (73) The holder of the patent:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:(43) Application was announced:

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZAACADEMY OF MINING AND STEELING

IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE,THEM. STANISŁAW STASZICA IN KRAKOW,

Kraków, PLKrakow, PL

14.09.2015 BUP 19/15 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:14/09/2015 BUP 19/15 (45) The following was announced about the grant of the patent:

30.05.2018 WUP 05/18 (72) Twórca(y) wynalazku:30.05.2018 WUP 05/18 (72) Inventor (s):

MARIAN BRANNY, Kraków, PL KRZYSZTOF BRODA, Kraków, PL WIKTOR FILIPEK, Giebułtów, PL mMARIAN BRANNY, Krakow, PL KRZYSZTOF BRODA, Krakow, PL WIKTOR FILIPEK, Giebułtów, PL m

CM σ>CM σ>

CMCM

CM (74) Pełnomocnik:CM (74) Representative:

rzecz, pat. Małgorzata Geisslerthing, pat. Małgorzata Geissler

Q_Q_

PL 229 025 B1PL 229 025 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego. Przeznaczony jest szczególnie do pomiaru małych wartości i małych zmian ciśnienia hydrostatycznego występujących w geotechnice.The subject of the invention is an instrument for measuring small values of hydrostatic pressure. It is especially designed to measure small values and small changes of hydrostatic pressure occurring in geotechnics.

W publikacji Krzysztof Broda, Wiktor Filipek; Pomiar małych wartości różnicy ciśnień hydrostatycznych zamieszczonej w AGH University of Science and Technology in Cracow, Poland, Faculty of Mining and Geoengineering, opisana jest zasada pomiaru, w której hydrostatyczne ciśnienie płynu jest równoważone ciśnieniem medium gazowego, którego wartość jest mierzona. Autorzy artykułu szczegółowo przedstawili obliczenia uzyskanej dokładności pomiaru. Przedstawiono też schematycznie skonstruowane stanowisko pomiarowe. Stanowisko zawierało zamknięte naczynie pomiarowe oraz miernik ciśnienia gazu. Na zamieszczonej fotografii pokazano miernik ciśnienia, wiązki przewodów i czytnik cyfrowy. W znanym przyrządzie do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego, naczynie pomiarowe ma kształt zamkniętego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy cieczy, której ciśnienie jest mierzone. Do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy ciśnienia odniesienia łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający.In the publication Krzysztof Broda, Wiktor Filipek; Measurement of small values of the hydrostatic pressure difference, published in the AGH University of Science and Technology in Cracow, Poland, Faculty of Mining and Geoengineering, describes the principle of measurement in which the hydrostatic pressure of a fluid is balanced by the pressure of the gaseous medium whose value is measured. The authors of the article presented in detail the calculations of the obtained measurement accuracy. The constructed measuring stand is also presented schematically. The stand contained a closed measuring vessel and a gas pressure gauge. The photo shows a pressure gauge, wiring harness and a digital reader. In the known device for measuring small values of hydrostatic pressure, the measuring vessel has the shape of a closed container, filled with liquid to about half its height. A connection line for the fluid whose pressure is measured is led into the lower inner space. A reference pressure connection line is connected to the upper interior space and connects the vessel to the external gas medium via a gas differential pressure gauge and simultaneously via a shut-off valve.

Według wynalazku, przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego zawiera naczynie pomiarowe naczynie pomiarowe, które ma kształt zamkniętego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej naczynia doprowadzony jest pr zewód z cieczą, której ciśnienie jest mierzone. Do górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego doprowadzony jest przewód łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający. Ponadto w dolnej i w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczone są czujniki mierników temperatury.According to the invention, the device for measuring small values of hydrostatic pressure comprises a measuring vessel, a measuring vessel which is shaped like a closed container, filled with liquid to about half its height. A line with the liquid whose pressure is being measured is led into the lower inner space of the vessel. A line connecting the vessel with the external gas medium is led to the upper inner space of the measuring vessel via a gas differential pressure gauge and simultaneously via a shut-off valve. Moreover, the sensors of the temperature gauges are located in the lower and upper inner space of the measuring vessel.

Korzystne jest umieszczenie w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego czujnika miernika wilgotności medium gazowego.It is advantageous to arrange the sensor of the moisture meter of the gaseous medium in the upper inner space of the measuring vessel.

Korzystne jest także umieszczenie w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego czujnika określającego położenie zwierciadła swobodnego cieczy.It is also advantageous to place a sensor in the upper inner space of the measurement vessel that determines the position of the free liquid mirror.

Po napełnieniu naczynia pomiarowego, za pomocą zaworu łączącego wnętrze naczynia z zewnętrznym medium gazowym, ustala się ciśnienie odniesienia wskazywanie przez miernik ciśnienia gazu. Zawór zostaje zamknięty. Przy zmianie ciśnienia cieczy zmienia się poziom cieczy w naczyniu pomiarowym, a zatem ciśnienie gazu nad cieczą, w górnej przestrzeni wewnętrznej. Miara zmiany tego ciśnienia jest miarą różnicy ciśnienia hydrostatycznego. Zamontowane czujniki temperatury cieczy i medium gazowego pozwalają na kontrolowanie procesu pomiarowego. Wpływ wilgotności na dokładność pomiaru ma znaczenie wtedy, gdy ilość wykroplonej lub wyparowanej cieczy znacząco zmieni objętość górnej przestrzeni naczynia pomiarowego, przetwarzającego.After filling the measuring vessel, the reference pressure is established by means of the valve connecting the inside of the vessel with the external gaseous medium, which is indicated by the gas pressure gauge. The valve closes. As the pressure of the liquid changes, the level of the liquid in the measuring vessel changes, and thus the gas pressure above the liquid, in the upper interior space. A measure of the change in this pressure is a measure of the difference in hydrostatic pressure. The installed temperature sensors of the liquid and gaseous medium make it possible to control the measurement process. The influence of humidity on the measurement accuracy is significant when the amount of condensed or evaporated liquid significantly changes the volume of the upper space of the measuring and processing vessel.

Wszystkie mierniki, których czujniki umieszczone są w naczyniu pomiarowym są urządzeniami znanymi, a odczyty są przekazywane do mikrokomputera lub innego urządzenia przeliczającego poprawki. Mogą też posiadać wyświetlacze bezpośrednio przy przyrządzie.All meters, the sensors of which are placed in the measuring vessel, are known devices, and the readings are transferred to a microcomputer or other device converting corrections. They can also have displays directly at the instrument.

Dzięki przedstawionemu rozwiązaniu można mierzyć wartości ciśnienia hydrostatycznego z rozdzielczością 0,1 Pa lub mniejszą w zależności od zastosowanego manometru różnicowego. Przykładowo przy zastosowaniu przetwornika ciśnienia MS-321 firmy MAGNESENSE można mierzyć wartość ciśnienia hydrostatycznego z zakresu od 0 do 25 Pa z dokładnością 0.1 Pa.Thanks to the presented solution, it is possible to measure the values of hydrostatic pressure with a resolution of 0.1 Pa or lower, depending on the differential pressure gauge used. For example, when using the pressure transmitter MS-321 by MAGNESENSE, you can measure the value of hydrostatic pressure in the range from 0 to 25 Pa with an accuracy of 0.1 Pa.

Wynalazek przedstawiono na przykładzie rozwiązania, które schematycznie pokazano na rysunku.The invention is exemplified by the solution shown schematically in the drawing.

Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego ma naczynie pomiarowe 1 w kształcie zamkniętego płaskiego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy 3 cieczy, której ciśnienie jest mierzone, a do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód 4 łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu 5 i równocześnie poprzez zawór odcinający 6. Ponadto w dolnej i górnej przestrzeni naczynia pomiarowego umieszczone są czujniki mierników temperatury gazu 7 cieczy 8.The device for measuring small values of hydrostatic pressure has a measuring vessel 1 in the shape of a closed flat container, filled with liquid to about half its height. A connection line 3 for the measured liquid is led to the lower interior space, and a line 4 connecting the vessel to the external gaseous medium via the gas differential pressure gauge 5 and simultaneously through the shut-off valve 6 is provided to the upper interior space. in the measuring vessel there are sensors for gas temperature gauges 7 for liquids 8.

W górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczony jest czujnik miernika wilgotności gazu 9. Ponadto w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczony jestIn the upper inner space of the measuring vessel, a gas moisture meter sensor 9 is placed. Moreover, in the upper inner space of the measuring vessel

PL 229 025 Β1 czujnik odległości 10 do określenia w przybliżeniu położenia zwierciadła swobodnego cieczy w momencie napełniania naczynia do około połowy wysokości. Zainstalowanie jego umożliwia wykonanie naczynia pomiarowego z materiałów nie przeźroczystych i zautomatyzowanie procesu pomiarowego.PL 229 025 Β1 distance sensor 10 for determining the approximate position of the free liquid mirror when filling the vessel to about half its height. Installing it allows you to make a measuring vessel from non-transparent materials and automate the measuring process.

Wszystkie mierniki, których czujniki umieszczone są w naczyniu pomiarowym są urządzeniami znanymi, a odczyty są przekazywane do mikrokomputera lub innego urządzenia przeliczającego poprawki. Mogą też posiadać wyświetlacze bezpośrednio przy przyrządzie.All meters, the sensors of which are placed in the measuring vessel, are known devices, and the readings are transferred to a microcomputer or other device converting corrections. They can also have displays directly at the instrument.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego zawierający naczynie pomiarowe, mające kształt zamkniętego płaskiego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości, do której do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy cieczy, której ciśnienie jest mierzone, a do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy ciśnienia odniesienia łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający, znamienny tym, że w dolnej i górnej przestrzeni naczynia pomiarowego (1) umieszczone są czujniki mierników temperatury gazu (7) i cieczy (8).1.A low hydrostatic pressure measuring instrument comprising a measuring vessel, shaped like a closed flat container, filled with liquid to about half its height, to which a connection line for the liquid whose pressure is measured is connected to the lower inner space, and to the upper inner space reference pressure connection conduit connecting the vessel with the external gaseous medium through a gas differential pressure gauge and simultaneously through a shut-off valve, characterized in that sensors for gas (7) and liquid (8) temperature gauges are located in the lower and upper space of the measuring vessel (1). 2. Przyrząd według zastrz.1, znamienny tym, że w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego (1) umieszczony jest czujnik miernika wilgotności (9) gazu.Device according to claim 1, characterized in that the sensor of the gas moisture meter (9) is arranged in the upper inner space of the measuring vessel (1). 3. Przyrząd według zastrz.1, znamienny tym, że w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego (1) umieszczony jest czujnik określający położenie (10) zwierciadła swobodnego cieczy (2).The device according to claim 1, characterized in that a sensor determining the position (10) of the free liquid mirror (2) is arranged in the upper inner space of the measuring vessel (1).