RU40108U1 - CALIBRATION DEVICE FOR LEVEL SENSOR AND SENSOR - Google Patents

Abstract

Полезные модели относятся к автоматизации контрольно-измерительных операций, в частности, к датчикам системы контроля параметров бурения и устройствам для его калибровки. Устройство для калибровки датчика включает снабженную уровнями плату с подвижным горизонтально установленным валом, на одном конце которого неподвижно укреплен лимб со шкалой нониуса, снабженный маховиком, а на другом -платформа для размещения поверочного датчика. Плата установлена на подставке с регулировочными винтами. Датчик уровня, содержит преобразователь угла поворота вала в напряжение, на валу которого установлен рычаг, снабженный грузом. Предлагаемые датчик и устройства для его калибровки имеют компактную конструкцию. Использование заявляемых датчика и устройства для его калибровки обеспечит оперативность калибровки за счет машинной математической обработки данных и сведения к минимуму участия оператора, а также снижение погрешности при поверке за счет исключения субъективного фактора.Utility models relate to the automation of control and measuring operations, in particular, to sensors of the monitoring system of drilling parameters and devices for its calibration. The device for calibrating the sensor includes a level-equipped circuit board with a movable horizontally mounted shaft, on one end of which a limb with a vernier scale is fixedly mounted, equipped with a flywheel, and on the other a platform for accommodating the calibration sensor. The board is mounted on a stand with adjusting screws. The level sensor contains a converter of the angle of rotation of the shaft to voltage, on the shaft of which a lever is mounted, equipped with a load. The proposed sensor and devices for its calibration have a compact design. The use of the inventive sensor and device for its calibration will ensure the efficiency of calibration due to machine mathematical data processing and minimizing operator participation, as well as reducing the error during calibration by eliminating the subjective factor.

Description

Полезные модели относятся к автоматизации контрольно-измерительных операций, в частности, к датчикам системы контроля параметров бурения и устройствам для его калибровки.Utility models relate to the automation of control and measuring operations, in particular, to sensors of the monitoring system of drilling parameters and devices for its calibration.

Известна установка для калибровки датчика уровня, предназначенная для измерения перемещения поплавка с точностью до ± 2 мм, включающая измерительную емкость, мерную ленту и поплавковый уровнемер. Основную абсолютную погрешность датчика определяют как разность между действительным перемещением поплавка и выходным сигналом датчика. Отсчеты показаний датчиков производят в пяти точках диапазона измерений, равномерно распределенных по шкале. Если фактическая основная приведенная погрешность не превышает заданную в технической характеристике датчика, результат считают положительным [Демихов В.И. Метрологическое обеспечение процессов бурения скважин. - М.: Недра, 1984, стр. 136-137].A known installation for calibrating a level sensor designed to measure the movement of the float with an accuracy of ± 2 mm, including a measuring capacitance, a measuring tape and a float level gauge. The main absolute error of the sensor is defined as the difference between the actual movement of the float and the output signal of the sensor. The readings of the sensors are made at five points in the measuring range, uniformly distributed on a scale. If the actual basic reduced error does not exceed the one specified in the technical specification of the sensor, the result is considered positive [V. Demikhov Metrological support of well drilling processes. - M .: Nedra, 1984, pp. 136-137].

Недостатки данной установки - при штанге датчика длиной 2 м такая установка будет иметь большие габариты. Кроме того, установка дает большую погрешность, обусловленную субъективным фактором при измерении мерной лентой высоты изменения положения поплавка. Устройство не поддается автоматизации (компьютеризации).The disadvantages of this installation - with a sensor rod 2 m long, such an installation will have large dimensions. In addition, the installation gives a large error due to the subjective factor when measuring with a measuring tape the height of the change in the position of the float. The device is not amenable to automation (computerization).

Известен датчик уровня промывочной жидкости, содержащий корпус, в котором размещен преобразователь «угла поворота в напряжение», соединенный при помощи резиновой муфты с подвижным валом на шарикоподшипниках. Вал соединен со штангой длиной 2 м, на конце которой жестко закреплен поплавок. Преобразователь имеет измерительную обмотку и обмотку возбуждения, питание которой производится A known sensor for flushing fluid level, comprising a housing in which a "angle of rotation into voltage" converter is placed, connected by means of a rubber coupling to a movable shaft on ball bearings. The shaft is connected to a rod 2 m long, at the end of which a float is rigidly fixed. The converter has a measuring winding and an excitation winding, the power of which is produced

синусоидальным напряжением с частотой 400 Гц. При изменении уровня промывочной жидкости штанга с поплавком отклоняется на определенный угол, вырабатывая в преобразователе синусоидальный сигнал, пропорциональный углу поворота вала (Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЯЖ 1.000.033 ТО. Информационно- измерительная система сбора и представления информации о процессе бурения поисковых и разведочных скважин. Республика Башкортостан. Инженерно-производственный центр «Геокомплекс», стр.18-19).sinusoidal voltage with a frequency of 400 Hz. When the level of flushing fluid changes, the rod with the float deviates by a certain angle, generating a sinusoidal signal in the converter proportional to the angle of rotation of the shaft (Technical description and operating instructions for ALC 1.000.033 TO. Information-measuring system for collecting and presenting information on the search and exploration drilling process wells. Republic of Bashkortostan. Engineering and production center "Geocomplex", pp. 18-19).

Недостаток этого датчика заключается в том, что его калибровка требует больших габаритов поверочной установки из-за достаточно большой длины штанги датчика.The disadvantage of this sensor is that its calibration requires large dimensions of the calibration unit due to the sufficiently large length of the sensor rod.

Известна калибровочная установка датчиков системы контроля параметров бурения, содержащая измерительную емкость, рулетку, датчик уровня. Датчиком уровня воспроизводят последовательно в измерительной емкости эталонные значения уровня поплавка (длины, глубины) 0; 0,5; 1,0;A known calibration installation of sensors of a monitoring system for drilling parameters containing a measuring capacitance, tape measure, level sensor. The level sensor reproduces reference values of the float level (length, depth) 0 in sequence in the measuring tank; 0.5; 1.0;

1,5; 2,0; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5; 0 м, сначала плавно увеличивая глубину (прямой ход), а затем плавно уменьшая (обратный ход) ее и контролируя изменения в каждой точке по эталонной рулетке. Производят измерения каждого из этих значений уровня с помощью калибруемого датчика. Сопоставляют эталонные значения уровня в каждой точке контроля с результатами, полученными с помощью калибруемого датчика уровня. Если в каждой точке контроля основная абсолютная погрешность датчика в каждой точке меньше нормированного предела основной абсолютной погрешности, то датчик признается годным к применению [Методика калибровки АЯЖ 1.000.041 М. Станция для геолого-геохимических и технологических исследований скважин «ГЕОТЕСТ-5». ОАО «Научно-производственная фирма «Геофизика», п. 3.5 Калибровка датчика уровня ПЖ].1.5; 2.0; 2.0; 1.5; 1.0; 0.5; 0 m, first gradually increasing the depth (forward stroke), and then gradually decreasing (reverse) it and controlling the changes at each point on the reference roulette. Measure each of these level values using a calibrated sensor. The reference level values at each control point are compared with the results obtained using a calibrated level sensor. If at each monitoring point the basic absolute error of the sensor at each point is less than the normalized limit of the main absolute error, then the sensor is deemed usable [Calibration Technique AYAZh 1.000.041 M. Station for geological, geochemical and technological research of wells "GEOTEST-5". OJSC "Scientific and Production Firm" Geophysics ", p. 3.5 Calibration of the RV level sensor].

Недостатки такой калибровочной установки - большая погрешность из-за измерения рулеткой изменения уровня жидкости в емкости. Кроме The disadvantages of such a calibration installation are the large error due to the measurement of the liquid level in the tank by a tape measure. Besides

того, установка имеет большие габариты калибровочной установки из-за больших габаритов штанги.In addition, the installation has large dimensions of the calibration installation due to the large dimensions of the rod.

Наиболее близким к заявляемому датчику является уровнемер бака, содержащий поплавок, соединенный рычагом (штангой) с указателем, расположенным на внешней стороне. При заполнении бака жидкостью поплавок отслеживает уровень, передавая движение указателю, который отображает положение уровня жидкости [Авт. свид. СССР № 1615560, кл. G 01 F 23/30, опубл. 1990г.]Closest to the claimed sensor is a tank level gauge containing a float connected by a lever (rod) with a pointer located on the outside. When filling the tank with liquid, the float monitors the level, transmitting movement to the pointer, which displays the position of the liquid level [Aut. testimonial. USSR No. 1615560, class G 01 F 23/30, publ. 1990]

Недостаток этого датчика заключается в том, что его калибровка требует больших габаритов поверочной установки из-за больших габаритов бака и рычага датчикаThe disadvantage of this sensor is that its calibration requires large dimensions of the calibration unit due to the large dimensions of the tank and the sensor arm

Полезные модели направлены на уменьшение габаритов устройства для калибровки датчика и датчика уровня с одновременным снижением погрешности при калибровке датчика.Utility models are aimed at reducing the size of the device for calibrating the sensor and the level sensor while reducing the error in calibrating the sensor.

На чертеже представлены предлагаемые устройство для калибровки датчика и датчик в рабочем положении.The drawing shows the proposed device for calibrating the sensor and the sensor in the working position.

Устройство для калибровки датчика включает подставку 1 с регулировочными винтами 2, на которой установлена снабженная уровнями 3 плата 4 с подвижным горизонтально установленным валом 5. На одном конце вала неподвижно укреплен лимб 6 со шкалой нониуса 7, снабженный маховиком 8, а на другом - платформа 9.The device for calibrating the sensor includes a stand 1 with adjusting screws 2, on which a level 4 board 4 with a movable horizontally mounted shaft 5 is installed. A limb 6 with a vernier scale 7, equipped with a flywheel 8, and a platform 9 are fixed on one end of the shaft .

Датчик уровня жидкости содержит корпус 10, в котором размещен преобразователь «угла поворота в напряжение», соединенный при помощи подвижного валика 11 (оси) с рычагом 12. Для того, чтобы рычаг всегда сохранял вертикальное положение, он снабжен грузом 13.The liquid level sensor comprises a housing 10 in which a “angle of rotation to voltage” converter is placed, connected by means of a movable roller 11 (axis) to the lever 12. In order to always maintain the vertical position, the lever is equipped with a load 13.

Работу устройства для калибровки датчика и датчика осуществляют следующим образом.The operation of the device for calibrating the sensor and the sensor is as follows.

На платформе 8 укрепляют датчик 9. Устанавливают шкалу нониуса 7 на нулевое положение и при помощи регулировочных винтов 2 и уровней 4 придают плате 3 и платформе 8 горизонтальное положение. Маховиком 6 On the platform 8, the sensor 9 is strengthened. The vernier 7 scale is set to the zero position and, with the help of the adjusting screws 2 and levels 4, they give the board 3 and platform 8 a horizontal position. Flywheel 6

поворачивают лимб 7 со шкалой нониуса на заданный угол, при этом одновременно поворачивается датчик 9, создавая напряжение, пропорциональное углу поворота, а груз 13 обеспечивает рычагу датчика 9 вертикальное положение. Измеряют полученное выходное напряжение. Изменяя угол поворота лимба при помощи маховика, определяют графическую зависимость выходного напряжения от угла поворота, по которой можно судить о работоспособности датчика.turn the dial 7 with the vernier scale by a predetermined angle, while the sensor 9 rotates at the same time, creating a voltage proportional to the angle of rotation, and the load 13 provides the lever of the sensor 9 to a vertical position. The resulting output voltage is measured. By changing the angle of rotation of the limb using the flywheel, determine the graphic dependence of the output voltage on the angle of rotation, by which it is possible to judge the operability of the sensor.

Конструкция предлагаемого датчика и устройства для его калибровки более компактна по сравнению с датчиком и калибровочной установкой по прототипу. Использование заявляемых датчика и устройства для его калибровки обеспечит оперативность калибровки за счет машинной математической обработки данных и сведения к минимуму участия оператора, а также снижение погрешности при поверке за счет исключения субъективного фактора.The design of the proposed sensor and device for its calibration is more compact in comparison with the sensor and the calibration installation of the prototype. The use of the inventive sensor and device for its calibration will ensure the efficiency of calibration due to machine mathematical data processing and minimizing operator participation, as well as reducing the error during calibration by eliminating the subjective factor.

Claims (3)

1. Устройство для калибровки датчика уровня, включающее снабженную уровнями плату с подвижным горизонтально установленным валом, на одном конце которого неподвижно укреплен лимб, снабженный маховиком, а на другом - платформа для размещения поверочного датчика, при этом плата установлена на подставке с регулировочными винтами.1. A device for calibrating a level sensor, including a level-equipped circuit board with a movable horizontally mounted shaft, at one end of which a limb equipped with a flywheel is fixedly mounted, and a platform for placing the calibration sensor at the other end, while the board is mounted on a stand with adjusting screws. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лимб снабжен шкалой нониуса.2. The device according to claim 1, characterized in that the limb is equipped with a vernier scale. 3. Датчик уровня, содержащий преобразователь угла поворота вала в напряжение, на валу которого установлен рычаг, отличающийся тем, что рычаг снабжен грузом.3. A level sensor containing a transducer of the angle of rotation of the shaft to voltage, on the shaft of which a lever is installed, characterized in that the lever is provided with a load.