RU2664926C1 - Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах - Google Patents
Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664926C1 RU2664926C1 RU2017143598A RU2017143598A RU2664926C1 RU 2664926 C1 RU2664926 C1 RU 2664926C1 RU 2017143598 A RU2017143598 A RU 2017143598A RU 2017143598 A RU2017143598 A RU 2017143598A RU 2664926 C1 RU2664926 C1 RU 2664926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- converter
- generator
- analog
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title abstract description 16
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/261—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields for discrete levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости как в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, так и для других технологических резервуаров, в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней. Система контроля уровня жидкости содержит преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер. В преобразователь введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами. Техническим результатом является увеличение надежности, помехозащищенности диапазона рабочих температур. 2 ил.
Description
Изобретение относится к системе контроля уровня жидкости в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива атомной электростанции, которая может использоваться как для бассейна выдержки отработавшего ядерного топлива, так и для других технологических резервуаров (баков-приямков, технологических помещений), в которых требуется осуществление контроля заполнения жидкостью дискретных уровней.
Известен дискретный уровнемер (см. патент РФ № 2204809 от 12.11.2001, Алтайского государственного аграрного университета, опубликован 20.05.2003), содержащий поплавок с постоянным магнитом, вертикально расположенную немагнитную трубу, геркон, показывающий прибор, управляющий микроконтроллер, реверсивный двигатель, дискретный датчик угла поворота, барабан с винтовой поверхностью, трос с немагнитным грузом, фотодатчики начала отсчета и срабатывания контактов геркона, опорную пластину, дополнительный постоянный магнит, немагнитный ограничитель, шторки.
При пустой емкости поплавок с постоянным магнитом находится на ограничителе хода поплавка под действием собственного веса. При этом трос намотан на барабан, шторка приподнята грузом так, что перекрывает световой поток фотодатчика и электрический сигнал с его выхода не поступает на вход микроконтроллера. В этом случае цифровой индикатор микроконтроллера показывает "0". При поступлении жидкости в емкость поплавок с магнитом перемещаются жидкостью вверх по трубе. Одновременно с этим, с пульта оператора (или по внутреннему таймеру) на микроконтроллер поступает сигнал, включается реверсивный двигатель и трос разматывается с барабана и грузом перемещается вниз вдоль трубы. В момент начала разматывания троса с барабана шторка опускается и фотодатчик дает разрешение на счет импульсов от дискретного датчика угла поворота. Счет импульсов микроконтроллера происходит до момента замыкания контактов геркона постоянным магнитом, который находится на поплавке. После этого происходит фиксация результатов отсчета. В момент замыкания контактов геркона включается фотодатчик-транслятор и электрический сигнал с его выхода поступает на вход микроконтроллера. Таким образом происходит измерение высоты от верхней части емкости до поверхности жидкости.
Недостатками данного дискретного уровнемера являются:
- низкая надежность, определяемая наличием движущихся элементов конструкции, которые могут заклинивать и проскальзывать;
- ограниченный диапазон рабочих температур, который определяется диапазоном рабочих температур фотодатчика и герконов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе контроля уровня жидкости в технологических резервуарах является «Система контроля уровня жидкости в бассейне выдержки отработавшего ядерного топлива» (см. патент РФ на полезную модель № 149389 ООО НПО «ИНКОР», опубликован 27.12.2014), содержащая индикатор уровня (ИУ), в котором размещены сборки детекторов (СД) с нагреваемыми термопарами (НТ) и ненагреваемыми референтными термопарами (РТ), секционированный электронагреватель, линии связи и электронную аппаратуру, при этом, корпус ИУ выполнен в виде трубы с двойными стенками. Для определения наличия жидкости в зоне чувствительных элементов СД используется разностный сигнал НТ и РТ, связанный с коэффициентом теплоотдачи от корпуса СД в зоне размещения НТ: его повышение означает осушение точки контроля и наоборот, снижение соответствует появлению жидкости. Изменение разностного сигнала контролируется с помощью пороговых уставок, а снижение при росте температуры жидкости компенсируется повышением мощности нагревателя.
Недостатками данной системы контроля уровня жидкости являются:
- необходимость контроля температуры контролируемой жидкости одной из РТ, т.е. потеря работоспособности при полном осушении ИУ;
- невозможность обеспечения транспортировки и монтажа ИУ в собранном виде в связи с ограниченными объемами технологических помещений, по причине метода позиционирования СД (задание величин контролируемых уровней осуществляется путем размещения их в корпусе, выполненном в виде жесткой трубы, имеющей большие линейные размеры);
- большое время определения наличия жидкости на контролируемом уровне вследствие большой инертности тепловых процессов;
- низкая помехозащищенность, которая обусловлена влиянием электромагнитных волн на низкоуровневый разностный сигнал постоянного напряжения НТ и РТ.
Решаемой технической задачей является увеличение надежности, помехозащищенности, диапазона рабочих температур системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, работоспособной при полном осушении объекта контроля, и обеспечение транспортировки и монтажа системы в собранном виде.
Достигаемым техническим результатом является использование метода контроля проводимости среды между электродами чувствительных элементов, расположенных на гибкой направляющей.
Для достижения технического результата в системе контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержащей преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер, новым является то, что в электронный преобразователь дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель, и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений.
Обеспечение контроля уровня жидкости при полном осушении технологического резервуара и высокой скорости определения наличия жидкости на контролируемом уровне, достигается использованием метода контроля проводимости среды между электродами чувствительных элементов, изменение электрических параметров которых при их погружении в жидкость (осушении) происходит безинерционно по мере шунтирования жидкостью межэлектродного промежутка.
Повышение надежности системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается отсутствием подвижных частей конструкции системы.
Увеличение диапазона рабочих температур системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается отсутствием в схеме преобразователя уровня электрорадиоизделий, за исключением высокотемпературных резисторов.
Обеспечение высокой помехозащищенности системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах достигается использованием в качестве тестового сигнала узкополосного сигнала переменного тока, формируемого генератором электронного преобразователя.
Обеспечение транспортировки и монтажа системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах в собранном виде достигается использованием гибкой направляющей в конструкции преобразователя уровня.
На фиг. 1 представлена блок-схема системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах.
На фиг. 2 представлена конструкция преобразователя уровня.
Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержит преобразователь уровня 1 (фиг. 1) с чувствительными элементами 3 и электронный преобразователь 10, включающий в себя микроконтроллер 8, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 5, многоканальный переключатель 4, и последовательно соединенные выпрямитель 6 и аналого-цифровой преобразователь 7, выход которого соединен с входом микроконтроллера 8, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя 9, второй выход соединен с входом генератора 5, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя 4, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора 5 и входом выпрямителя 6, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений 2 соответственно с входами чувствительных элементов 3 преобразователя уровня 1, включающий в себя блок соединений 2, направляющую 11, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами 3, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений 2.
Конструкция преобразователя уровня 1 определяет количество и значения контролируемых дискретных уровней жидкости посредством количества чувствительных элементов 3 и их расположения на направляющей 11, которая является элементом жесткости преобразователя уровня 1, обеспечивающим заданное позиционирование чувствительных элементов 3, а так же транспортировку и монтаж преобразователя уровня 1 на объект контроля в собранном виде.
Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах работает следующим образом.
В процессе монтажа системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах направляющая 11 преобразователя уровня 1 под действием силы тяжести занимает устойчивое вертикальное положение, которое обеспечивает необходимую жесткость для позиционирования чувствительных элементов 3. Генератор 5 формирует узкополосный сигнал переменного тока, который посредством многоканального переключателя 4, управляемого микроконтроллером 8, поочередно подключается к чувствительным элементам 3 преобразователя уровня 1 посредством линий электрической связи 12, при этом обеспечивается измерение напряжения, преобразованного выпрямителем 6 и аналогово-цифровым преобразователем 7 на каждом чувствительном элементе 3. Микроконтроллер 8 реализует алгоритм сравнения измеренных напряжений со значениями предустановленных уставок, соответствующих пороговым уровням сопротивления, погруженных в жидкость чувствительных элементов, и выдачу результата контроля затопления преобразователя уровня 1 на цифроаналоговый преобразователь 9.
В целях подтверждения осуществимости заявленного объекта и достижения технического результата разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец системы контроля уровня жидкости в технологических резервуарах. Проведенные предварительные и приемочные испытания опытного образца показали осуществимость и практическую ценность заявляемой системы.
Claims (1)
- Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах, содержащая преобразователь уровня с чувствительными элементами и электронный преобразователь, включающий в себя микроконтроллер, отличающаяся тем, что в электронный преобразователь дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь, генератор, многоканальный переключатель, и последовательно соединенные выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход соединен с входом генератора, а третий выход соединен с первым входом многоканального переключателя, первый вход/выход которого соединен с выходом генератора и входом выпрямителя, при этом его другие входы/выходы соединены через блок соединений соответственно с входами чувствительных элементов преобразователя уровня, включающий в себя блок соединений, направляющую, выполненную в виде цепи с установленными на ней чувствительными элементами, причем один конец цепи является свободным для погружения в технологический резервуар, а другой конец цепи закреплен в блоке соединений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143598A RU2664926C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143598A RU2664926C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2664926C1 true RU2664926C1 (ru) | 2018-08-23 |
Family
ID=63286780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143598A RU2664926C1 (ru) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2664926C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193826U1 (ru) * | 2019-05-28 | 2019-11-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СЕНСОР" (ООО НПП "СЕНСОР") | Помехоустойчивый магнитострикционный уровнемер с малым энергопотреблением |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125474A1 (ru) * | 1982-11-11 | 1984-11-23 | Морской гидрофизический институт АН УССР | Дискретный уровнемер |
| UA41877C2 (ru) * | 1990-11-29 | 2001-10-15 | Брітіш Газ Плс | Измерительный пробник и система для определения наличия электропроводного материала в гранулах или в жидкой форме |
| RU2239164C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2004-10-27 | Годнев Александр Геннадьевич | Емкостный уровнемер со штангой |
| US7921695B2 (en) * | 2007-07-19 | 2011-04-12 | Siemens Milltronics Process Instruments, Inc. | Method and apparatus for measuring medium layers and interfaces between them using a multi-sensor probe |
| RU105437U1 (ru) * | 2010-11-15 | 2011-06-10 | Альберт Шамилевич Губейдулов | Емкостной уровнемер с дискретным измерением уровня светлых нефтепродуктов и подтоварной воды |
| CN106092260A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 哈尔滨研拓科技发展有限公司 | 一种高精度离散型电容式液位传感器 |
-
2017
- 2017-12-13 RU RU2017143598A patent/RU2664926C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125474A1 (ru) * | 1982-11-11 | 1984-11-23 | Морской гидрофизический институт АН УССР | Дискретный уровнемер |
| UA41877C2 (ru) * | 1990-11-29 | 2001-10-15 | Брітіш Газ Плс | Измерительный пробник и система для определения наличия электропроводного материала в гранулах или в жидкой форме |
| RU2239164C2 (ru) * | 2002-11-18 | 2004-10-27 | Годнев Александр Геннадьевич | Емкостный уровнемер со штангой |
| US7921695B2 (en) * | 2007-07-19 | 2011-04-12 | Siemens Milltronics Process Instruments, Inc. | Method and apparatus for measuring medium layers and interfaces between them using a multi-sensor probe |
| RU105437U1 (ru) * | 2010-11-15 | 2011-06-10 | Альберт Шамилевич Губейдулов | Емкостной уровнемер с дискретным измерением уровня светлых нефтепродуктов и подтоварной воды |
| CN106092260A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 哈尔滨研拓科技发展有限公司 | 一种高精度离散型电容式液位传感器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193826U1 (ru) * | 2019-05-28 | 2019-11-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СЕНСОР" (ООО НПП "СЕНСОР") | Помехоустойчивый магнитострикционный уровнемер с малым энергопотреблением |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101892084B1 (ko) | 지능형 펌프 제어장치 | |
| BR112012016353B1 (pt) | sistema para monitoração de nível de óleo e detecção de vazamentos em transformadores de potência, reatores, transformadores de corrente e potencial, buchas de alta tensão e congêneres | |
| KR101448435B1 (ko) | 수위측정장치 및 그 측정방법 | |
| RU2664926C1 (ru) | Система контроля уровня жидкости в технологических резервуарах | |
| US4819483A (en) | Level indicator control system for use with capacitance probes in tanks containing substances | |
| RU2683139C1 (ru) | Поплавковый измеритель уровня жидкости | |
| WO2018040636A1 (zh) | 一种容器内分层界面测量装置及方法 | |
| CN109443647A (zh) | 用于动力电池包海水浸泡试验的***及方法 | |
| US4056887A (en) | Device for the measurement of liquid level | |
| US8684700B2 (en) | Method and apparatus for waste water level indication | |
| WO2000043735A2 (en) | Method and apparatus for measuring fluid levels in vessels | |
| US20170254691A1 (en) | Functional Diagnosis of an Electromechanical Fill State Measuring Device | |
| RU2695588C1 (ru) | Способ измерения уровня жидкости и устройство для его осуществления (варианты) | |
| RU2636254C1 (ru) | Способ обнаружения утечек технологических жидкостей | |
| CN103674781A (zh) | 油品粘度检测装置 | |
| CN209858023U (zh) | 一种水利水位检测器 | |
| US20200088560A1 (en) | Level sensing for dispenser canisters | |
| CN202823951U (zh) | 带电水冲洗车载水箱监测装置、带电水冲洗*** | |
| CN109186713B (zh) | 电容传感器和液位高度检测*** | |
| CN207197630U (zh) | 三电极式钻孔水位智能监测仪 | |
| CN202188884U (zh) | 一种硝酸储罐液位检测装置 | |
| RU2610047C1 (ru) | Способ измерения границы уровня жидкостей с разными плотностями или осадка, находящегося в жидкости, и комплекс измерительный | |
| KR200414759Y1 (ko) | 줄열 실험장치 | |
| CN205209580U (zh) | 一种互感式伺服液态金属液位测量装置 | |
| RU2557680C2 (ru) | Способ определения параметров жидкости в резервуаре и устройство для его осуществления |