RU2188400C1

RU2188400C1 - Device for measurement of level and density

Info

Publication number: RU2188400C1
Application number: RU2001128018/28A
Authority: RU
Inventors: А.И. Лакеев; Н.Я. Мустаев; Н.Д. Пискунов; В.Д. Ремизов
Original assignee: Зао "Нтф Новинтех"
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: measurement technology; measurement of level and density of petroleum products and other fluids, explosive fluids inclusive at delivery, reception and storage. SUBSTANCE: proposed device includes converter unit which has amplifier-shaper, oscillator, counter, storage register, register wit parallel input and series information shift. Converter unit includes two trigger pulse shapers, address decoder, ready signal shaper, suppressor pulse shaper, tow switches, exchange busbar, four multiplexers address decoder of sensor and "k" sensors indicating level and density. Each sensor is provided with acoustic line in form of string manufactured from magnetostrictive material, read-off coil and two floats wit magnets fitted on them; they are arranged in protective casing. Sensors are mounted in two rows and are shifted vertically relative to one another for overlapping working zones. Bell-shaped casings made from nonmagnetic material are mounted in upper parts of all sensors but for upper sensor; they are tightly closed in upper portion. Floats of sensors with magnets secured on them may get inside casings from lower side in the course of operation. EFFECT: extended range of measurement of level and density at different heights. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах измерения уровня и плотности нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении. The invention relates to the field of measuring equipment, automation and computer technology and can be used in systems for measuring the level and density of oil products and other liquids, including explosive ones, during their dispensing, reception and storage.

Известно множество устройств, позволяющих измерять уровень или плотность в отдельности. Так, например, устройство для измерения уровня топлива (см. патент США 5076100, G 01 F 23/00, 1991) содержит звукопровод из магнитострикционного материала с демпфером на одном из концов, катушку считывания, установленную перед демпфером, три постоянных магнита, один из которых зафиксирован в конце звукопровода со стороны катушки считывания, а два других расположены на поплавках, усилитель-формирователь, генератор импульсов и счетчик. Данное устройство позволяет проводить измерение двух уровней жидкостей с разной плотностью. Many devices are known for measuring the level or density individually. For example, a device for measuring fuel level (see US patent 5076100, G 01 F 23/00, 1991) contains a sound pipe of magnetostrictive material with a damper at one end, a read coil installed in front of the damper, three permanent magnets, one of which are fixed at the end of the sound pipe from the side of the read coil, and the other two are located on the floats, an amplifier-driver, a pulse generator and a counter. This device allows you to measure two levels of liquids with different densities.

Также существует много разновидностей поплавковых непрерывных плотномеров, отличающихся конструкцией и формой поплавка, типом (механические, электрические, пневматические, оптические) и принципом (индуктивные, потенциометрические) преобразователя перемещения поплавка. Например, в патенте США 3808893, плавающий поплавок с сердечником индуктивного датчика перемещений подвешен к пружине непосредственно. Ряд других разновидностей поплавков того же назначения рассмотрен в патенте США 3827306. There are also many varieties of continuous float densitometers that differ in the design and shape of the float, the type (mechanical, electrical, pneumatic, optical) and the principle (inductive, potentiometric) of the float displacement transducer. For example, in US Pat. No. 3,808,893, a floating core float with an inductive displacement encoder is suspended directly from the spring. A number of other varieties of floats for the same purpose are discussed in US patent 3827306.

Плавающий поплавок описан также в авт. свид. СССР 379813, 1973, где поплавок, выполненный в виде кольца, перемещается (с зазором) снаружи вертикальной трубы из немагнитного материала с размещенным в ней преобразователем перемещения, который представляет собой ферритно-полупроводниковый распределитель, подключенный на выход генератора тактовых импульсов. Floating float is also described in ed. testimonial. USSR 379813, 1973, where a float made in the form of a ring moves (with a gap) outside a vertical pipe of non-magnetic material with a displacement transducer located in it, which is a ferrite-semiconductor distributor connected to the output of a clock pulse generator.

Хорошим техническими параметрами обладает устройство для измерения уровня нефтепродуктов, описанное в патенте РФ 208787, G 01 F 23/28, 1996. Указанное устройство содержит звукопровод из магнитострикционного материала с демпфером на одном из концов, катушку считывания, установленную перед демпфером и подключенную к усилителю-формирователю, три постоянных магнита, один из которых зафиксирован в конце звукопровода со стороны катушки считывания, а два других расположены на поплавках разной плавучести, два ключа, соединенные с разными концами звукопровода и подключенные к общей шине, причем звукопровод в точке, расположенной между зафиксированным магнитом и катушкой считывания, соединен с источником питания, а через первый - с каналом измерения, включающим регистр с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, генератор счетных импульсов, счетчик, регистр памяти, два формирователя импульсов запуска, дешифратор адреса, формирователь сигнала готовности, формирователь импульсов блокировки и шину обмена. Это устройство позволяет производить измерение двух уровней жидкостей с разной плотностью при помощи двух поплавков разной плавучести. Однако данное устройство не позволяет производить измерение плотности. A device for measuring the level of oil products described in RF patent 208787, G 01 F 23/28, 1996 has good technical parameters. This device contains a sound duct made of magnetostrictive material with a damper at one end, a read coil installed in front of the damper and connected to the amplifier to the shaper, three permanent magnets, one of which is fixed at the end of the sound duct from the side of the read coil, and the other two are located on floats of different buoyancy, two keys connected to different ends of the sound wires and connected to a common bus, and the sound duct at the point located between the fixed magnet and the read coil is connected to the power source, and through the first - to the measurement channel, including a register with parallel input and sequential shift of information, counter pulse generator, counter, register memory, two start pulse shapers, address decoder, ready signal shaper, blocking pulse shaper and exchange bus. This device allows you to measure two levels of liquids with different densities using two floats of different buoyancy. However, this device does not allow density measurement.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству измерения уровня и плотности является устройство для измерения уровня и плотности, описанное в патенте РФ 2138028, G 01 F 23/68, G 01 N 9/10, 1998. The closest in technical essence to the proposed device for measuring the level and density is a device for measuring the level and density described in the patent of the Russian Federation 2138028, G 01 F 23/68, G 01 N 9/10, 1998.

Указанное устройство содержит первый поплавок, установленный с возможностью перемещения, блок преобразователя, установленные в защитном кожухе звукопровод в виде струны из магнитострикционного материала с демпфером на первом его конце, катушку считывания, установленную под демпфером, и первый постоянный магнит, расположенный под катушкой считывания, второй поплавок со вторым постоянным магнитом, установленным под первым постоянным магнитом, с возможностью перемещения вдоль звукопровода, причем первый поплавок содержит третий постоянный магнит и расположен между вторым поплавком и вторым концом звукопровода с возможностью перемещения вдоль звукопровода, нижняя часть первого поплавка выполнена в виде цилиндра, а верхняя содержит расположенные на торце цилиндра с одинаковым шагом по длине окружности n стержней, где n ≥ 2, второй поплавок установлен с возможностью свободного перемещения между стержнями первого поплавка, блок преобразователя включает усилитель-формирователь, входы которого соединены с выходами катушки считывания, генератор импульсов, счетчик, регистр памяти, регистр с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, два формирователя импульсов запуска, дешифратор адреса, формирователь сигнала готовности, формирователь блокировки, два ключа, вход первого из которых соединен с вторым концом звукопровода, а вход второго соединен с первым концом звукопровода, и шину обмена, выход усилителя-формирователя соединен с тактовым входом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, выход первого формирователя импульсов запуска соединен с входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, информационный выход счетчика через регистр памяти соединен с шиной обмена, которая соединена с входом дешифратора адреса, первый выход которого соединен с входом разрешения считывания регистра памяти, второй и третий выходы дешифратора адреса соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов запуска и вторым входом формирователя сигнала готовности, первый вход которого соединен с входом разрешения записи регистра памяти и выходом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, четвертый выход дешифратора адреса соединен с входом записи кода выбора регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, параллельные входы для ввода информации которого и выход формирователя сигнала готовности соединены с общей шиной, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульса запуска, а выходы - с общей шиной, входы второго формирователя импульсов запуска и формирователя импульсов блокировки соединены соответственно с пятым и вторым выходами дешифратора адреса, а выход формирователя импульсов блокировки соединен с входом блокировки регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, звукопровод в точке, расположенной между первым магнитом, закрепленном на фиксированном расстоянии от катушки считывания, и катушкой считывания, соединен с источником питания. The specified device contains a first float mounted for movement, a transducer block, a sound duct installed in a protective casing in the form of a string of magnetostrictive material with a damper at its first end, a read coil installed under the damper, and a first permanent magnet located under the read coil, the second a float with a second permanent magnet mounted under the first permanent magnet, with the ability to move along the sound duct, and the first float contains a third permanent This magnet is located between the second float and the second end of the sound duct with the possibility of moving along the sound duct, the lower part of the first float is made in the form of a cylinder, and the upper one contains n rods located at the end of the cylinder with the same pitch along the circumference, where n ≥ 2, the second float is installed with the possibility of free movement between the rods of the first float, the converter unit includes an amplifier-driver, the inputs of which are connected to the outputs of the read coil, a pulse generator, counter, regis p memory, a register with parallel input and sequential shift of information, two start pulse shapers, an address decoder, a ready signal shaper, a lock shaper, two keys, the input of the first of which is connected to the second end of the sound duct, and the input of the second is connected to the first end of the sound duct, and exchange bus, the output of the amplifier-driver is connected to the clock input of the register with parallel input and sequential shift of information, the output of the first driver pulse triggering is connected to the input reset sensor, the counting input of which is connected to the output of the counter pulse generator, the information output of the counter through the memory register is connected to the exchange bus, which is connected to the input of the address decoder, the first output of which is connected to the enable input of reading the memory register, the second and third outputs of the address decoder are connected respectively to the input of the first trigger pulse shaper and the second input of the ready signal shaper, the first input of which is connected to the memory register write enable input and register output with parallel input and sequential shift of information, the fourth output of the address decoder is connected to the input of the register selection code record with parallel input and serial shift of information, the parallel inputs for input of which information and the output of the ready signal generator are connected to the common bus, the control inputs of the first and second keys are connected respectively, with the outputs of the first and second triggering pulse shapers, and the outputs with a common bus, the inputs of the second trigger pulse shaper and shaper blocking pulses are connected respectively to the fifth and second outputs of the address decoder, and the output of the blocking pulse shaper is connected to the register blocking input with parallel input and sequential shift of information, the sound duct at a point located between the first magnet fixed at a fixed distance from the read coil and the read coil connected to a power source.

Указанное выше устройство обладает достаточно простой конструкцией, высокой точностью, имеет постоянную амплитуду тока подмагничивания звукопровода в зоне расположения катушки считывания, что позволяет делать длину датчика до 4 метров и обеспечивать надежность его работы. Дальнейшее увеличение длины датчика требует увеличения величины рабочего напряжения пропорционально длине датчика, что недопустимо из соображения обеспечения взрывобезопасности. Однако на практике имеют место случаи, когда требуются устройства для измерения уровня и плотности значительно большей длины, например большие резервуары на нефтебазах имеют высоту до 20 метров. Кроме этого в больших резервуарах наблюдается явление расслоения нефтепродуктов, что требует измерения плотности на разных слоях, а указанное устройство обеспечивает измерение плотности жидкости только на поверхности резервуара. The above device has a fairly simple design, high accuracy, has a constant amplitude of the bias current of the sound duct in the area of the read coil, which allows you to make the sensor length up to 4 meters and ensure its reliability. A further increase in the length of the sensor requires an increase in the operating voltage in proportion to the length of the sensor, which is unacceptable for reasons of explosion safety. However, in practice, there are cases when devices are required to measure the level and density of a much larger length, for example, large tanks at oil depots have a height of up to 20 meters. In addition, in large tanks, the phenomenon of separation of petroleum products is observed, which requires a density measurement on different layers, and this device provides a measurement of the density of the liquid only on the surface of the tank.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства для измерения уровня и плотности жидкости с расширенным диапазоном измерения уровня и измерения плотности на разной высоте. The problem to which the invention is directed, is to provide a device for measuring the level and density of a liquid with an extended range of level measurement and density measurement at different heights.

Поставленная задача решается за счет того, что в известное устройство для измерения уровня и плотности, содержащее датчик уровня и плотности, в состав которого входят первый поплавок, установленный с возможностью перемещения, блок преобразователя, установленные в защитном кожухе звукопровод в виде струны из магнитострикционного материала с демпфером на первом его конце, катушку считывания, установленную под демпфером, и первый постоянный магнит, расположенный под катушкой считывания, второй поплавок со вторым постоянным магнитом, установленным под первым постоянным магнитом, с возможностью перемещения вдоль звукопровода, причем первый поплавок содержит третий постоянный магнит и расположен между вторым поплавком и вторым концом звукопровода с возможностью перемещения вдоль звукопровода, нижняя часть первого поплавка выполнена в виде цилиндра, а верхняя содержит расположенные на торце цилиндра с одинаковым шагом по длине окружности n стержней, где n ≥ 2, второй поплавок установлен с возможностью свободного перемещения между стержнями первого поплавка, блок преобразователя, включающий усилитель-формирователь, генератор импульсов, счетчик, регистр памяти, регистр с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, два формирователя импульсов запуска, дешифратор адреса, формирователь сигнала готовности, формирователь импульсов блокировки, два ключа и шину обмена, выход усилителя-формирователя соединен с тактовым входом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, выход первого формирователя импульсов запуска соединен с входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, информационный выход счетчика через регистр памяти соединен с шиной обмена, которая соединена с входом дешифратора адреса, первый выход которого соединен с входом разрешения считывания регистра памяти, второй и третий выходы дешифратора адреса соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов запуска и вторым входом формирователя сигнала готовности, первый вход которого соединен с входом разрешения записи регистра памяти и выходом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, четвертый выход дешифратора адреса соединен с входом записи кода выбора регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, параллельные входы для ввода информации которого и выход формирователя сигнала готовности соединены с общей шиной, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульса запуска, а выходы - с общей шиной, входы второго формирователя импульсов запуска и формирователя импульсов блокировки соединены соответственно с пятым и вторым выходами дешифратора адреса, а выход формирователя импульсов блокировки соединен со входом блокировки регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, дополнительно введены установленные в два ряда k жестко соединенных, с возможностью разборки, датчиков уровня и плотности, прикрепленные к общей несущей, причем в первом ряду установлены датчики уровня и плотности с нечетными номерами, а во втором - с четными, смещенными по высоте относительно датчиков с нечетными номерами для обеспечения перекрытия рабочих зон датчиков, в верхней части всех датчиков, кроме верхнего, установлены жестко прикрепленные и герметично закрытые в верхней части кожухи из немагнитного материала в форме колокола с возможностью захода внутрь с нижней стороны в процессе работы поплавков датчиков с закрепленными на них магнитами, первый и второй мультиплексоры выбора звукопровода, первый и второй мультиплексоры выбора катушки считывания, дешифратор адреса датчика, причем отводы от звукопроводов всех датчиков, расположенные между первым магнитом, закрепленном на фиксированном расстоянии от катушки считывания, и катушкой считывания, соединены с источником питания, первые концы звукопроводов соединены с соответствующими входами первого мультиплексора выбора звукопровода, вторые концы звукопроводов через демпферы соединены с соответствующими входами второго мультиплексора выбора звукопровода, катушки считывания соединены с соответствующими входами первого и второго мультиплексоров выбора катушки считывания, вход дешифратора адреса датчика подключен к шине обмена, выходы дешифратора адреса датчика подключены к управляющим входам первого и второго мультиплексора выбора звукопровода и первого и второго мультиплексора выбора катушки считывания, выход первого мультиплексора выбора звукопровода соединен с входом первого ключа, выход второго мультиплексора выбора звукопровода подключен к входу второго ключа, выходы первого и второго мультиплексоров выбора катушки считывания соединены с первым и вторым входами соответственно усилителя-формирователя. The problem is solved due to the fact that in the known device for measuring the level and density, containing a level and density sensor, which includes the first float mounted with the ability to move, the transducer block, installed in the protective casing sound duct in the form of a string of magnetostrictive material with a damper at its first end, a read coil mounted under the damper, and a first permanent magnet located under the read coil, a second float with a second permanent magnet, set updated under the first permanent magnet, with the ability to move along the sound duct, the first float contains a third permanent magnet and is located between the second float and the second end of the sound duct with the ability to move along the sound duct, the lower part of the first float is made in the form of a cylinder, and the upper one contains located on the cylinder end with the same pitch along the circumference of n rods, where n ≥ 2, the second float is installed with the possibility of free movement between the rods of the first float, the conversion unit The driver includes an amplifier-driver, a pulse generator, a counter, a memory register, a register with parallel input and sequential shift of information, two start-up pulse shapers, an address decoder, a ready signal shaper, a blocking pulse shaper, two keys and an exchange bus, an amplifier-shaper output connected to the clock input of the register with parallel input and sequential shift of information, the output of the first trigger pulse generator is connected to the counter reset input, the counting input of which ohm connected to the output of the counter pulse generator, the information output of the counter through the memory register is connected to the exchange bus, which is connected to the input of the address decoder, the first output of which is connected to the enable input of reading the memory register, the second and third outputs of the address decoder are connected respectively to the input of the first pulse shaper start and the second input of the ready signal shaper, the first input of which is connected to the input enable recording register memory and the output of the register with parallel input and by sequential shift of information, the fourth output of the address decoder is connected to the input of the register selection code entry with parallel input and serial shift of information, the parallel inputs for which information and the output of the ready signal generator are connected to a common bus, the control inputs of the first and second keys are connected respectively to the outputs of the first and the second trigger pulse shaper, and the outputs with a common bus, the inputs of the second trigger pulse shaper and soybean blocking pulse shaper inens, respectively, with the fifth and second outputs of the address decoder, and the output of the blocking pulse generator is connected to the register blocking input with parallel input and sequential shift of information, additionally installed in two rows of k rigidly connected, with the possibility of disassembling, level and density sensors attached to the common carrier, and in the first row installed level and density sensors with odd numbers, and in the second - with even, offset in height relative to sensors with odd numbers for to ensure the overlapping of the working zones of the sensors, in the upper part of all sensors, except the upper one, there are installed rigidly attached and hermetically closed in the upper part shrouds of non-magnetic material in the form of a bell with the possibility of entering inside from the lower side during operation of the sensor floats with magnets fixed to them, the first and a second sound duct selection multiplexers, a first and second read coil selection multiplexers, a sensor address decoder, and taps from all sound sensor ducts located between the first m by an agnit, fixed at a fixed distance from the read coil, and a read coil, connected to a power source, the first ends of the sound ducts are connected to the corresponding inputs of the first multiplexer of the pickup, the second ends of the sound ducts through dampers are connected to the corresponding inputs of the second multiplexer of the pickup, the read coils are connected to the corresponding the inputs of the first and second multiplexers of the selection of the read coil, the input of the encoder address decoder is connected to the exchange bus, the outputs of the encoder address decoder are connected to the control inputs of the first and second sound picker multiplexer and the first and second pickup coil selector multiplexer, the output of the first sound picker multiplexer is connected to the input of the first key, the output of the second sound picker multiplexer is connected to the input of the second key, the outputs of the first and second multiplexers the selection of the read coil connected to the first and second inputs, respectively, of the amplifier-driver.

На фиг. 1 приведена функциональная схема, на фиг.2 и 3 - конструкция устройства для измерения уровня и плотности жидкости, а на фиг.4 поясняется работа плотномера. In FIG. 1 is a functional diagram, FIGS. 2 and 3 show a design of a device for measuring liquid level and density, and FIG. 4 illustrates the operation of a density meter.

Устройство содержит установленные в два ряда k жестко соединенных с помощью соединительных муфт 28 с возможностью разборки датчиков уровня и плотности, прикрепленные к общей несущей 29 (в качестве примера количество датчиков k=4), причем в первом ряду установлены датчики уровня и плотности с нечетными номерами, а во втором - с четными, смещенными по высоте относительно датчиков с нечетными номерами с помощью подставки 31, для обеспечения перекрытия рабочих зон датчиков уровня и плотности, каждый из которых содержит установленный в защитный кожух 25 звукопровод 1 из магнитострикционного материала в виде струны с демпфером 3 на конце, постоянные магниты 4, 5, и 6, один из которых 6 имеет фиксированное расстояние В до катушки 7 считывания, а два других расположены на поплавках разной погружаемости (поплавки уровня 26 и плотности 27), в верхней части всех датчиков уровня и плотности, кроме верхнего, установлены жестко прикрепленные и герметично закрытые в верхней части кожухи из немагнитного материала в форме колокола 30, с возможностью захода внутрь с нижней стороны в процессе работы поплавков 26 и 27 с закрепленными на них магнитами 4 и 5, первый 20 и второй 23 мультиплексоры выбора звукопровода, первый 21 и второй 22 мультиплексоры выбора катушки считывания 7, два ключа 2 и 9, усилитель-формирователь 8, первый 14 и второй 15 формирователи импульсов запуска, регистр 10 с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, генератор счетных импульсов 11, счетчик 12, регистр памяти 13, дешифратор адреса 16, формирователь сигнала готовности 17, шину обмена 18, формирователь импульсов блокировки 19 и дешифратор адреса датчика 24. Причем отводы от звукопроводов 1 всех датчиков, расположенные между магнитом 6, закрепленном на фиксированном расстоянии от катушки считывания 7, и катушкой считывания 7, соединены с источником питания, первые концы звукопроводов соединены с соответствующими входами первого мультиплексора выбора звукопровода 20, вторые концы звукопроводов 1 через демпферы 3 соединены с соответствующими входами второго мультиплексора выбора звукопровода 23, катушки считывания 7 соединены с соответствующими входами первого 21 и второго 22 мультиплексоров выбора катушки считывания, вход дешифратора адреса датчика 24 подключен к шине обмена, выходы дешифратора адреса датчика 24 подключены к управляющим входам первого 20 и второго 23 мультиплексоров выбора звукопровода и первого 21 и второго 22 мультиплексоров выбора катушки считывания, выход первого мультиплексора выбора звукопровода 20 соединен с входом первого ключа 2, выход второго мультиплексора выбора звукопровода 23 подключен к входу второго ключа 9, выходы ключей 2 и 9 соединены с общей шиной, вход управления ключа 2 соединен с входом сброса счетчика 12 и выходом первого формирователя импульсов запуска 14, вход которого соединен со вторым выходом дешифратора адреса 16 и входом формирователя импульсов блокировки 19, выход которого соединен с блокировочным входом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации 10, вход параллельного ввода информации которого соединен с шиной обмена 18, а вход записи кода выбора - с четвертым выходом дешифратора адреса 16, выход регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации 10 соединен с входом разрешения записи регистра памяти 13 и первым входом формирователя сигнала готовности 17, выход генератора счетных импульсов 11 соединен со счетным входом счетчика 12, а информационный выход счетчика 12 через регистр памяти 13 соединен с шиной обмена 18, первый выход дешифратора адреса 16 соединен с входом разрешения записи регистра памяти 13, третий выход - со вторым входом формирователя сигнала готовности 17, вход дешифратора адреса 16 и выход формирователя сигнала готовности 17 соединены с шиной обмена 18, пятый выход дешифратора адреса 16 соединен с входом второго формирователя импульсов запуска 15, выход которого соединен с управляющим входом ключа 9, выходы первого 21 и второго 22 мультиплексоров выбора катушки считывания соединены с первым и вторым входами соответственно усилителя-формирователя 8, выход которого соединен с тактовым входом регистра с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации 10. The device comprises k rows installed in two rows rigidly connected by means of couplings 28 with the possibility of disassembling level and density sensors, attached to a common carrier 29 (as an example, the number of sensors is k = 4), and level and density sensors with odd numbers are installed in the first row and in the second - with even, offset in height relative to sensors with odd numbers using stand 31, to ensure overlapping of the working areas of the level and density sensors, each of which contains installed in a protective xx 25 sound duct 1 made of magnetostrictive material in the form of a string with a damper 3 at the end, permanent magnets 4, 5, and 6, one of which 6 has a fixed distance B to the read coil 7, and the other two are located on floats of different immersion (level 26 floats and density 27), in the upper part of all level and density sensors, except for the upper one, there are mounted rigidly attached and hermetically closed in the upper part of the casing of non-magnetic material in the form of a bell 30, with the possibility of entering inside from the bottom side during operation Kov 26 and 27 with magnets 4 and 5 fixed to them, the first 20 and second 23 sound duct selection multiplexers, the first 21 and second 22 pickup coil selection multiplexers 7, two keys 2 and 9, the amplifier-shaper 8, the first 14 and second 15 shapers start pulses, register 10 with parallel input and sequential shift of information, counter pulse generator 11, counter 12, memory register 13, address decoder 16, ready signal shaper 17, exchange bus 18, blocking pulse shaper 19 and sensor address decoder 24. Moreover, tapsfrom the sound ducts 1 of all sensors located between the magnet 6, fixed at a fixed distance from the read coil 7, and the read coil 7, are connected to a power source, the first ends of the sound ducts are connected to the corresponding inputs of the first multiplexer for selecting the sound duct 20, the second ends of the sound ducts 1 through dampers 3 connected to the corresponding inputs of the second sound guide selection multiplexer 23, the read coils 7 are connected to the corresponding inputs of the first 21 and second 22 of the mute coil selection multiplexer washing, the decoder address of the sensor 24 is connected to the bus, the outputs of the decoder of the sensor 24 are connected to the control inputs of the first 20 and second 23 sound picking multiplexers and the first 21 and second 22 pickup coil selection multiplexers, the output of the first sound picking multiplexer 20 is connected to the input of the first key 2, the output of the second sound duct selection multiplexer 23 is connected to the input of the second key 9, the outputs of the keys 2 and 9 are connected to a common bus, the control input of the key 2 is connected to the reset input of the counter 12 and the output ohm of the first trigger pulse generator 14, the input of which is connected to the second output of the address decoder 16 and the input of the blocking pulse generator 19, the output of which is connected to the blocking input of the register with parallel input and serial shift of information 10, the input of which parallel input of information is connected to the exchange bus 18, and the input of the recording of the selection code with the fourth output of the address decoder 16, the output of the register with parallel input and sequential shift of information 10 is connected to the input of the register write permission pa 13 and the first input of the readiness signal generator 17, the output of the counter pulse generator 11 is connected to the counter input of the counter 12, and the information output of the counter 12 through the memory register 13 is connected to the exchange bus 18, the first output of the address decoder 16 is connected to the write permission of the memory register 13 , the third output is with the second input of the ready signal shaper 17, the input of the address decoder 16 and the output of the ready signal shaper 17 are connected to the exchange bus 18, the fifth output of the address decoder 16 is connected to the input of the second shaper I start pulses 15, the output of which is connected to the control input of the key 9, the outputs of the first 21 and second 22 pickup coil multiplexers are connected to the first and second inputs of the amplifier-driver 8, the output of which is connected to the clock input of the register with parallel input and serial shift of information 10.

Устройство для измерения уровня и плотности работает следующим образом. Рассмотрим работу по мере заполнения резервуара, начиная с нижнего датчика. Все действия устройства инициируются через шину обмена 18 по командам микроЭВМ. Выделяются два режима работы: режим определения положения магнитов подвижных поплавков 4 и 5, который запускается через второй выход дешифратора адреса 16 первым формирователем импульсов запуска 14 и ключом 2, и второй режим - подмагничивание катушки считывания 7, который запускается через пятый выход дешифратора адреса 16 вторым формирователем импульсов запуска 15 и ключом 9. Как видно из схемы, ток подмагничивания во втором режиме протекает по цепи: питание +12 В, конец звукопровода 1 со стороны демпфера 3, вход ключа 9, общая шина. Эта цепь имеет минимальную и постоянную длину звукопровода, что позволяет иметь максимально возможный ток подмагничивания. В первом режиме ток возбуждения ультразвуковой волны протекает по цепи: питание +12 В, противоположный от демпфера 3 конец звукопровода 1, вход ключа 2, общая шина. В этом случае длина звукопровода 1 является величиной переменной и зависит от размеров резервуаров. A device for measuring level and density works as follows. Consider the work as the tank fills, starting with the lower sensor. All actions of the device are initiated through the exchange bus 18 on the instructions of the microcomputer. Two operating modes are distinguished: the mode for determining the position of the magnets of the movable floats 4 and 5, which is triggered through the second output of the address decoder 16 by the first trigger pulse shaper 14 and key 2, and the second mode is the magnetization of the read coil 7, which is triggered through the fifth output of the address decoder 16 by the second driver 15 start pulses and key 9. As can be seen from the diagram, the bias current in the second mode flows through the circuit: power +12 V, the end of the sound pipe 1 from the damper 3, the key input 9, the common bus. This circuit has a minimum and constant length of the sound duct, which allows you to have the maximum possible bias current. In the first mode, the excitation current of the ultrasonic wave flows through the circuit: +12 V power supply, the end of the sound pipe 1 opposite from the damper 3, key 2 input, common bus. In this case, the length of the sound pipe 1 is a variable and depends on the size of the tanks.

Рассмотрим работу устройства в первом режиме подробнее. По команде от микроЭВМ сигналом с четвертого выхода дешифратора адреса 16 в регистр 10 записывается код выбора шины обмена 18, который определяет замеряемый интервал, пропорциональный одному из отрезков X1, Х2, (2А-В). А - расстояние от катушки считывания до второго конца звукопровода 1. От магнита 6, зафиксированного рядом с катушкой считывания 7 на расстоянии В от нее, принимается отраженный от второго конца звукопровода ультразвуковой сигнал, прошедший расстояние (2А-В). А от магнитов 4 и 5, расположенных на поплавках разной плавучести, принимаются прямые ультразвуковые сигналы, прошедшие расстояния Х2 и X1 соответственно. По другой команде от микроЭВМ сигналом со второго выхода дешифратора адреса 16 производится запуск первого режима работы устройства. Первый формирователь импульсов запуска 14 сбрасывает счетчик 12 в нулевое состояние и открывает ключ 2, таким образом создавая импульс тока в звукопроводе 1, в результате чего вокруг него образуется круговое магнитное поле, которое взаимодействует с продольными полями постоянных магнитов 4, 5 и 6. В результате взаимодействия этих магнитных полей, вследствие прямого магнитострикционного эффекта в звукопроводе 1 в трех точках расположения постоянных магнитов возникают ультразвуковые волны, которые распространяются в обе стороны. Ультразвуковые волны, направленные к противоположному от демпфера 3 концу звукопровода 1, отражаются от него и двигаются к другому концу. Волны, проходя катушку считывания 7, вследствие обратного магнитострикционного эффекта преобразуются в электрические импульсы, разнесенные во времени. Таким образом, на катушке считывания 7 возникают 6 импульсов от трех магнитов: 3 прямых и 3 отраженных от первого конца звукопровода 1. Далее все ультразвуковые волны поглощаются демпфером 3. Первый прямой импульс от магнита попадает в блокировочную зону и не используется, а остальные 5 импульсов могут быть приняты в регистр 10. Блокировочная зона образуется формирователем 19 подачей импульса на тактовый вход регистра 10 для исключения его ложного срабатывания от помехи, создаваемой импульсом тока возбуждения в звукопроводе 1. Импульс запуска возбуждения по длительности короче импульса блокировки. Пять электрических импульсов из усилителя-формирователя 8 последовательно поступают на тактовый вход регистра 10, от того, какой код выбора был записан в регистре 10, на его выходе сигнал появится после прихода первого, второго или пятого тактового импульса. Рассмотрим эти импульсы, соответствующие прямым ультразвуковым волнам от 5 и 4 магнитов поплавков, а также импульс, отраженный от конца звукопровода 1, ультразвуковой волны магнита 6. Consider the operation of the device in the first mode in more detail. On command from the microcomputer, the signal from the fourth output of the address decoder 16 to the register 10 records the code for selecting the exchange bus 18, which determines the measured interval proportional to one of the segments X1, X2, (2A-B). A is the distance from the read coil to the second end of the sound pipe 1. From the magnet 6 fixed next to the read coil 7 at a distance B from it, an ultrasonic signal reflected from the second end of the sound pipe has passed, the distance (2A-B). And from magnets 4 and 5 located on floats of different buoyancy, direct ultrasonic signals that have passed the distances X2 and X1, respectively, are received. According to another command from the microcomputer, the signal from the second output of the address decoder 16 starts the first operation mode of the device. The first trigger pulse generator 14 resets the counter 12 to zero and opens the key 2, thus creating a current pulse in the sound duct 1, as a result of which a circular magnetic field is formed around it, which interacts with the longitudinal fields of the permanent magnets 4, 5 and 6. As a result the interaction of these magnetic fields, due to the direct magnetostrictive effect in the sound duct 1 at three points where the permanent magnets are located, ultrasonic waves arise that propagate in both directions. Ultrasonic waves directed to the opposite end of the sound pipe 1 from the damper 3 are reflected from it and move to the other end. The waves passing through the read coil 7, due to the inverse magnetostrictive effect, are converted into electric pulses spaced in time. Thus, on the read coil 7, 6 pulses from three magnets arise: 3 direct and 3 reflected from the first end of the sound duct 1. Further, all ultrasonic waves are absorbed by the damper 3. The first direct pulse from the magnet enters the blocking zone and is not used, and the remaining 5 pulses can be taken into register 10. The blocking zone is formed by the shaper 19 by applying a pulse to the clock input of register 10 to exclude its false operation from interference caused by the excitation current pulse in the sound duct 1. The start pulse in zbuzhdeniya duration shorter lock pulse. Five electrical pulses from the amplifier-shaper 8 are sequentially fed to the clock input of register 10, from which selection code was recorded in register 10, the signal will appear at its output after the arrival of the first, second, or fifth clock pulse. Consider these pulses corresponding to direct ultrasonic waves from 5 and 4 magnets of the floats, as well as the pulse reflected from the end of the sound pipe 1, the ultrasonic wave of magnet 6.

Для того чтобы на выходе регистра 10 появился сигнал после первого тактового импульса, надо в регистр 10 ввести код выбора 011111, после второго такта - 001111 и после пятого - 000001. В результате появления сигнала на выходе регистра 10 происходит запись в регистр памяти цифрового кода 13 из счетчика 12, соответствующего расстоянию
K_x1=FX1/v; K_x2=FX2/v, К_(2A-B)=F•(2A-B)/v,
где v - скорость распространения ультразвуковой волны;
F - частота генератора счетных импульсов 11;
Х1, Х2, (2А-В) - расстояния до катушки считывания, проходимые ультразвуковыми волнами от магнитов 5, 4, 6.In order for the signal after the first clock pulse to appear at the output of register 10, you need to enter the selection code 011111 in register 10, after 001111 and after the fifth beat - 000001. As a result of the appearance of the signal at the output of register 10, a digital code 13 is written in the memory register from counter 12 corresponding to the distance
K _x1 = FX1 / v; K _x2 = FX2 / v, K _(2A-B) = F • (2A-B) / v,
where v is the velocity of propagation of the ultrasonic wave;
F is the frequency of the counter pulse generator 11;
X1, X2, (2A-B) - the distance to the read coil traveled by ultrasonic waves from magnets 5, 4, 6.

По сигналу с третьего выхода дешифратора 16 и наличия сигнала на выходе регистра 10 формирователь 17 выдает в шину 18 обмена сигнал готовности данных устройства. По команде микроЭВМ сигналом с первого выхода дешифратора адреса 16 разрешается считывание данных с регистра памяти 13. Таким образом, за один цикл работы происходит измерение одного из расстояний X1, Х2 или (2А-В), и частота опроса их определяется алгоритмом микроЭВМ. According to the signal from the third output of the decoder 16 and the presence of a signal at the output of the register 10, the shaper 17 issues a readiness signal for the device data to the exchange bus 18. At the command of the microcomputer, the signal from the first output of the address decoder 16 allows data to be read from the memory register 13. Thus, in one operation cycle, one of the distances X1, X2 or (2A-B) is measured, and their polling frequency is determined by the microcomputer algorithm.

Калибровочное значение кода реперной точки К(2А-В) пропорционально расстоянию (2А-В) и во времени изменяется незначительно. Частота опроса этой точки может быть достаточно низкой, а частота опроса других двух точек будет зависеть от выбранного алгоритма статистического метода обработки значений кодов. The calibration value of the code of the reference point K (2A-B) is proportional to the distance (2A-B) and changes slightly over time. The polling frequency of this point can be quite low, and the polling frequency of the other two points will depend on the selected algorithm of the statistical method for processing code values.

После получения кодов K_x1, К_х2 и К_(2A-B) микроЭВМ вычисляет значения X1 и Х2 по формулам:
Х1=(2А-В)К_х1/К_(2А-B) и
Х2=(2А-В)К_x2/К_(2А-В),
где (2А-В) - масштабный коэффициент.After receiving the codes K _x1 , K _x2 and K _{(2A-B), the} microcomputer calculates the values of X1 and X2 according to the formulas:
X1 = (2A-B) K _x1 / K _(2A-B) and
X2 = (2A-B) K _x2 / K _(2A-B) ,
where (2A-B) is the scale factor.

Присутствие в формуле калибровочного значения К_(2A-B) позволяет вести автоматическую компенсацию влияния дестабилизирующих факторов (температуры, старения, технологического разброса). Разность (X1-Х2) должна быть постоянной величиной при неизменной плотности жидкости. При изменении плотности жидкости расстояние X1 (поплавка уровня 26) меняется в небольших пределах и этим изменением можно пренебречь, а расстояние Х2 (поплавка плотности 27) изменяется пропорционально плотности. Таким образом, измерив с помощью ареометра плотность эталонной жидкости ρ_эт и с помощью устройства для измерения уровня и плотности расстояние между двумя поплавками:
h_эт=X_1эт-Х_2эт,
где X_1эт и Х_2эт - расстояния до поплавков в эталонной жидкости, можно будет определить плотность другой жидкости по формуле:
ρ_изм = m/(V-SΔh),
где m - масса поплавка плотности, определяется взвешиванием;
V - объем вытесненной эталонной жидкости, вычисляется при измерении ρ_эт ареометром, V = m/ρ_эт,
S - площадь сечения верхней (погруженной) части поплавка плотности, определяется обмером поплавка;
Δh, -h_эт, -h_изм - изменение расстояния между двумя поплавками в жидкостях с эталонной и измеряемой плотностью
Δh=h_эт-h_изм.The presence of the calibration value K _(2A-B) in the formula allows automatic compensation of the influence of destabilizing factors (temperature, aging, technological spread). The difference (X1-X2) should be constant with a constant fluid density. With a change in the density of the liquid, the distance X1 (level 26 float) changes within small limits and this change can be neglected, and the distance X2 (density float 27) changes in proportion to the density. Thus, by measuring with a hydrometer the density of the reference liquid ρ _et and using a device for measuring the level and density, the distance between the two floats:
h _et = X _1et -X _2et,
where X _1et and X _2et are the distances to the floats in the reference fluid, it will be possible to determine the density of another fluid by the formula:
ρ _meas = m / (V-SΔh),
where m is the mass of the density float, determined by weighing;
V is the volume of the displaced reference fluid, is calculated by measuring ρ _fl hydrometer, V = m / ρ _fl
S - sectional area of the upper (immersed) part of the density float, determined by measuring the float;
Δh, -h _floor , -h _ISM - change in the distance between two floats in liquids with a reference and measured density
Δh = h _et -h _meas .

Расстояние между двумя поплавками вычисляется по формуле:
h_изм=Х_1изм-Х_2изм.The distance between the two floats is calculated by the formula:
h = _MOD X _1izm -X _2izm.

Произведение S•Δh может быть положительным или отрицательным в зависимости от увеличения или уменьшения измеряемой плотности по сравнению с эталонной. The product S • Δh can be positive or negative depending on the increase or decrease in the measured density compared to the reference.

Рассмотрим работу устройства по мере заполнения резервуара. В определенный момент времени верхний уровень жидкости в резервуаре окажется в рабочей зоне двух датчиков, то есть показания уровня снимаются с двух датчиков, переключение которых осуществляется по команде микроЭВМ через шину обмена 18. Назовем этот момент в работе устройства для измерения уровня и плотности гистерезисом уровня. В процессе гистерезиса уровня предпочтение показаний уровня жидкости в резервуаре отдается нижнему датчику, но при этом одновременно с помощью микроЭВМ происходит процесс идентификации показаний уровня датчика, который расположен выше по отношению к показаниям уровня нижнего датчика. Это позволяет по мере заполнения резервуара и переключения датчиков с нижнего на верхний после выхода из зоны гистерезиса уровня непрерывность измерения уровня жидкости в резервуаре. Consider the operation of the device as the tank is full. At a certain point in time, the upper liquid level in the tank will be in the working area of two sensors, that is, level readings are taken from two sensors, the switching of which is carried out by the command of the microcomputer via the exchange bus 18. We will call this moment in the operation of the device for measuring the level and density the level hysteresis. In the process of level hysteresis, the preference is given to the liquid level in the tank being given to the lower sensor, but at the same time, the process of identifying the sensor level readings, which is located higher in relation to the lower level sensor readings, is performed using the microcomputer. This allows continuous filling of the liquid level in the tank as the reservoir fills and the sensors switch from lower to upper after exiting the level hysteresis zone.

Следует отметить, что нижний датчик не выключается из работы, а работает как плотномер за счет того, что в колоколе 30 создается воздушная подушка, которая обеспечивает различное погружение поплавков уровня 26 и плотности 27 аналогично их работе на поверхности жидкости. При этом уровень расположения этой пары поплавков остается фиксированным на определенной глубине, что позволит отследить явление расслоения нефтепродукта по мере заполнения резервуара. It should be noted that the lower sensor does not turn off from work, but works as a densitometer due to the fact that an air cushion is created in the bell 30, which provides different immersion of floats of level 26 and density 27 similar to their work on the liquid surface. At the same time, the location level of this pair of floats remains fixed at a certain depth, which will allow us to track the phenomenon of stratification of the oil product as the tank is filled.

По мере заполнения резервуара процесс перехода на следующий датчик с гистерезисом уровня повторяется, чем обеспечивается непрерывность показаний устройства для измерения уровня и плотности при переходе с одного датчика на другой. При этом следующий датчик, который вышел из рабочей зоны уровня, переключается на режим измерения плотности, но уже на другой глубине резервуара. На фиг.2 условно показана зона гистерезиса уровня для двух верхних датчиков, верхним положением которой является верхнее положение поплавка уровня 26 второго сверху датчика, а нижним - нижнее положение поплавка уровня 26 верхнего датчика. As the tank fills, the process of moving to the next sensor with level hysteresis is repeated, which ensures the continuity of the readings of the device for measuring the level and density when switching from one sensor to another. In this case, the next sensor, which has left the working area of the level, switches to the density measurement mode, but at a different depth of the tank. Figure 2 conditionally shows the level hysteresis zone for the two upper sensors, the upper position of which is the upper position of the level 26 float of the second from the top of the sensor, and the lower position is the lower position of the level 26 float of the upper sensor.

Верхний датчик не имеет колокола и показания его работы, и как уровнемера, и как плотномера, используются только тогда, когда уровень жидкости в резервуаре находится в рабочей зоне датчика. The upper sensor does not have a bell and the indications of its operation, both as a level meter and as a densitometer, are used only when the liquid level in the tank is in the working area of the sensor.

При начале работы устройства для измерения уровня и плотности от нижнего датчика, то есть заполнение пустого резервуара, который рассмотрен выше, происходит автоматическая юстировка устройства с самого начала работы, что позволяет автоматически устранить ошибки, связанные со сборкой устройства на месте эксплуатации. When the device for measuring the level and density from the lower sensor starts, that is, filling the empty tank, which is discussed above, the device is automatically aligned from the very beginning, which allows you to automatically eliminate errors associated with the assembly of the device at the place of operation.

При установке устройства для измерения уровня и плотности в полный или частично наполненный резервуар на первом этапе работы происходит определение рабочего датчика. Рабочим датчиком считается тот, локальный уровень которого не более установленного максимума и не менее установленного наименьшего значения. При попадании в зону гистерезиса уровня предпочтение отдается нижнему из двух рабочих датчиков. При этом все ниже расположенные датчики работают как плотномеры на разных фиксированных уровнях. При таком варианте начала работы для измерения уровня и плотности изначально используется юстировка, проведенная на предприятии-изготовителе. По мере опорожнения резервуара и при переходе уровня жидкости в резервуаре в рабочую зону нижнего датчика по команде микроЭВМ произойдет автоматическая юстировка устройства для измерения уровня и плотности. When installing a device for measuring the level and density in a full or partially filled tank at the first stage of operation, a working sensor is determined. A working sensor is one whose local level is not more than the set maximum and not less than the set minimum value. If the level falls into the hysteresis zone, the lower of the two working sensors is preferred. At the same time, all downstream sensors work as densitometers at different fixed levels. With this option, the start of work for measuring the level and density is initially used alignment carried out at the manufacturer. As the tank is emptied and when the liquid level in the tank moves to the working area of the lower sensor, an automatic adjustment of the device for measuring the level and density will occur on the command of the microcomputer.

Важнейшим моментом является конструктивное исполнение поплавка плотности, обеспечивающего не только работоспособность, но и необходимую точность. Необходимым требованием к поплавку плотности является сохранение неизменной массы и объема в течение всего времени эксплуатации. Для сохранения неизменной массы поплавка плотности необходимо применение для их изготовления материалов с минимальным процентом насасывания жидкости, минимальным температурным изменением объема и набуханием. The most important point is the design of the density float, which provides not only operability, but also the necessary accuracy. A necessary requirement for a density float is to maintain a constant mass and volume throughout the entire operating time. To maintain the constant mass of the density float, it is necessary to use materials for their manufacture with a minimum percentage of liquid suction, a minimum temperature change in volume and swelling.

На конструкцию поплавка плотности оказывают влияние как конструкция устройства измерения уровня (диаметр трубы, в которой натянут звукопровод, диаметр поплавка уровня), так и необходимый рабочий ход поплавка плотности. На фиг. 2 представлены поплавки плотности 27 и уровня 26, а на фиг.3 - конструктивное размещение элементов устройства. Поплавок плотности 27 как бы состоит из двух частей: нижней, определяющей основной объем и вес поплавка, и верхней, состоящей, например, из 4-х стержней и определяющей приращение объема ΔV относительно эталонного объема погружения поплавка. Рабочее состояние поплавка - полностью погруженная нижняя часть и частично погруженные стержни в зависимости от плотности продукта (по принципу ареометра). На фиг.4 условно показано положение поплавков для разной плотности жидкости. Чем больше погружены стержни, тем меньше плотность и, наоборот, чем меньше погружены - тем больше плотность. Внутреннее расстояние между стержнями должно быть таким, чтобы поплавок уровня 26 мог свободно, не касаясь стержней и стенок колокола, перемещаться вдоль них и трубы вместе с уровнем, образуя расстояние между двумя поплавками h_эт и h_изм. Поплавки выполнены с осевыми отверстиями, в которых установлен звукопровод в защитном кожухе.The design of the density float is influenced by both the design of the level measuring device (the diameter of the pipe in which the sound duct is pulled, the diameter of the level float) and the required working stroke of the density float. In FIG. 2 presents floats of density 27 and level 26, and FIG. 3 - structural arrangement of the elements of the device. The density float 27, as it were, consists of two parts: the lower one, which determines the main volume and weight of the float, and the upper one, consisting, for example, of 4 rods and which determines the increment of the volume ΔV relative to the reference volume of the float immersion. The operating state of the float is a completely submerged lower part and partially submerged rods depending on the density of the product (according to the principle of a hydrometer). Figure 4 conditionally shows the position of the floats for different fluid densities. The more rods are immersed, the lower the density and, conversely, the less immersed - the higher the density. The internal distance between the rods should be such that the level 26 float can freely, without touching the rods and bell walls, move along them and the pipe along with the level, forming the distance between the two floats h _et and h _ISM . The floats are made with axial holes in which the sound duct is installed in the protective casing.

Расстояние между минимальным и максимальным расположением двух поплавков образует рабочий ход поплавка плотности. Рабочий ход выбирается из условия диапазона измерения. Так, если необходимо измерять плотность нефтепродукта в диапазоне 0,7-0,8 г/см³ (т. е. Δρ_изм = 0,1 г/см³), то при весе поплавка плотности 600 г изменение объема ΔV=100 см³. Или, другими словами, при изменении плотности продукта на 0,001 г/см³ объем изменится на 1 см³ с соответствующим знаком. Если принять площадь сечения четырех стержней, равной 1000 мм² (каждый стержень с D=17,84 мм), то h_изм=1 мм. Отсюда получается, что при диапазоне измерения 0,7-0,8 г/см³ рабочий ход поплавка плотности составит 100 мм. Диапазон измерения плотности для соответствующих нефтепродуктов можно выбирать путем изменения массы поплавка с помощью сменных грузов, которые устанавливаются в его нижней части.The distance between the minimum and maximum locations of the two floats forms the working stroke of the density float. The stroke is selected from the condition of the measuring range. So, if it is necessary to measure the density of the oil product in the range of 0.7-0.8 g / cm ³ (i.e., Δρ _ism = 0.1 g / cm ³ ), then with a weight of the float of density 600 g, the change in volume is ΔV = 100 cm ³ . Or, in other words, when the density of the product changes by 0.001 g / cm ^{3 the} volume will change by 1 cm ³ with the corresponding sign. If we take the cross-sectional area of four rods equal to 1000 mm ² (each rod with D = 17.84 mm), then h _meas = 1 mm. It turns out that with a measuring range of 0.7-0.8 g / cm ^{3 the} working stroke of the density float will be 100 mm. The density measurement range for the respective petroleum products can be selected by changing the mass of the float using interchangeable weights, which are installed in its lower part.

С введением грузов улучшается также и устойчивость поплавков плотности. Одновременно, варьируя диаметром стержней и их числом, можно менять чувствительность поплавка или, другими словами, цену деления рабочего хода. С учетом практически достигнутой точности измерения разности h_изм±1 мм можно получить для описанного выше варианта исполнения поплавка точность измерения плотности ±0,001 г/см³.With the introduction of weights, the stability of density floats also improves. At the same time, varying the diameter of the rods and their number, you can change the sensitivity of the float or, in other words, the price of the division of the stroke. Taking into account the practically achieved accuracy of measuring the difference h _meas ± 1 mm, it is possible to obtain a density measurement accuracy of ± 0.001 g / cm ^{3 for the} float embodiment described above.

Claims

A device for measuring the level and density of a liquid, comprising a level and density sensor, which includes a first float installed with the ability to move, a transducer block, a sound pipe in the protective casing in the form of a string of magnetostrictive material with a damper at its first end, a read coil, installed under the damper, and the first permanent magnet located under the read coil, the second float with a second permanent magnet mounted under the first permanent magnet, with the possibility of by moving along the sound duct, the first float containing a third permanent magnet and located between the second float and the second end of the sound duct with the ability to move along the sound duct, the lower part of the first float is made in the form of a cylinder, and the upper one located on the end of the cylinder with the same pitch along the circumference n rods, where n ≥ 2, the second float is installed with the possibility of free movement between the rods of the first float, the converter unit, including the amplifier-former, the gene pulse generator, counter, memory register, register with parallel input and sequential shift of information, two start pulse shapers, address decoder, ready signal shaper, blocking pulse shaper, two keys and an exchange bus, the output of the shaper amplifier is connected to the register register input with parallel by input and sequential shift of information, the output of the first trigger pulse generator is connected to the counter reset input, the counting input of which is connected to the output of the counter pulse generator ow, the information output of the counter through the memory register is connected to the exchange bus, which is connected to the input of the address decoder, the first output of which is connected to the enable input of reading the memory register, the second and third outputs of the address decoder are connected respectively to the input of the first trigger pulse generator and the second input of the signal shaper readiness, the first input of which is connected to the enable input of the memory register and the output of the register with parallel input and sequential shift of information, the fourth the output of the address decoder is connected to the input of the register selection code entry with parallel input and serial shift of information, the parallel inputs for input of which information and the output of the ready signal shaper are connected to the common bus, the control inputs of the first and second keys are connected respectively to the outputs of the first and second triggering pulses and the outputs are with a common bus, the inputs of the second trigger pulse generator and the blocking pulse generator are connected to the fifth and second outputs, respectively of the address encoder, and the output of the blocking pulse generator is connected to the register blocking input with parallel input and sequential shift of information, characterized in that it contains installed in two rows k rigidly connected, with the possibility of disassembly, level and density sensors attached to a common carrier, and in the first row is equipped with level and density sensors with odd numbers, and in the second - with even, shifted in height relative to sensors with odd numbers to ensure overlapping sensor working areas c, in the upper part of all sensors, except the upper one, there are installed rigidly attached and hermetically closed in the upper part shrouds of non-magnetic material in the form of a bell, with the possibility of entering inside from the lower side during operation of the sensor floats with magnets fixed to them, the first and second multiplexers the choice of the sound duct, the first and second multiplexers of the pickup coil pickup, the encoder address decoder, and the taps from the sound ducts of all sensors located between the first magnet mounted on a fixed p the distance from the read coil and the read coil are connected to a power source, the first ends of the sound ducts are connected to the corresponding inputs of the first sound duct selection multiplexer, the second ends of the sound ducts through dampers are connected to the corresponding inputs of the second sound duct selection multiplexer, the read coils are connected to the corresponding inputs of the first and second selection multiplexers read coils, the input of the encoder address decoder is connected to the exchange bus, the outputs of the encoder address decoder are connected to the control inputs of the first and second sound guide selection multiplexer and the first and second read coil selection multiplexer, the output of the first sound guide selection multiplexer is connected to the input of the first key, the output of the second sound guide selection multiplexer is connected to the second key input, the outputs of the first and second read coil selection multiplexer are connected with the first and second inputs, respectively, of the amplifier-driver.