167646. lajstromszámú szabadalom • Műszer folyadékok és zagyok szintjének és/vagy fajsúlyának mérésére
3 167646 4 megfelelő számértékkel fejezhető ki. A találmány szerinti műszer alkalmas változó fajsúlyú folyadékok szintjének és változó szintű folyadékok fajsúlyának - szükség esetén egyidejű - mérésére is. A mérés pontosságát nem befolyásolják a két mérőoszlopon képződő lerakódások, mivel a két egymás közelében elhelyezett, azonos körülmények között üzemelő mérőoszlopon gyakorlatilag azonos súlyú lerakódás képződik. A műszer viszonylag egyszerű és szükség esetén kellően robosztus kivitelű is lehet, a mérőérzékelők és a jelfeldolgozó egység alkalmas megválasztásával szinte tetszőleges pontosságúvá tehető. A találmány tárgyát a következőkben a csatolt rajzokon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábrán a műszer egy kiviteli alakja látható, amelynél a mérőérzékelők a mérőoszlopok felső végéhez vannak csatlakoztatva és a mérőoszlopok alsó végéhez egyegy rugalmas elem van kapcsolva, a 2. ábra az 1. ábra szerinti műszert, a rugalmas elemek nélkül mutatja, a 3. ábra a 2. ábra szerinti műszert mutatja, azzal az eltéréssel, hogy a mérőérzékelők a mérőoszlopok alsó végeihez vannak csatlakoztatva. Az 1. ábra szerinti műszer 1 és 2 mérőoszlopokból áll. Az 1 és 2 mérőoszlop egy-egy azonos keresztmetszetű hasáb, célszerűen négyzetes hasáb vagy henger. Az 1, 2 mérőoszlop felső végei egy-egy 4 mérő érzékelőn át, alsó végei pedig egy-egy 3 rugalmas elemen át egymáshoz és a referencia szinthez képest mozdulatlan, a szokásos módon jelölt fix pontokhoz vannak rögzítve, amelyek előnyösen egyetlen KOZUS «.erei vagy más alkalmas tartóelem pontjai. 4 mérőérzékelőként bármely erőmérő elem vagy mérőátalakító alkalmazható. Különösen alkalmasak erre a célra a nyúlásmérő bélyeggel ellátott különféle erőmérő eszközök, és alkalmazhatók más elektromechanikus, mechanikus, pneumatikus, elektropneumatikus stb. mérőeszközök is. A 4 mérőérzékelők 5 jelfeldolgozó egységre vannak csatlakoztatva (jelfeldolgozó egység alatt itt olyan berendezést értünk, amely a két 4 mérőérzékelő által szolgáltatott jelekkel matematikai műveleteket végez, a jeleket kivonja egymásból, állandóval szorozza stb.). Az 5 jelfeldolgozó egység a 4 mérőérzékelők típusától függően ugyancsak sokféle lehet, például mechanikus, villamos, pneumatikus. Az 5 jelfeldolgozó egység szélsőséges esetben, mint a faj_ súlymérésnél látni fogjuk a 4 mérőérzékelők kimeneteinek egyszerű szembekapcsolásával is megvalósítható (villamos kimenőjeifi 4 mérőérzékelők esetén a jelek egymásból való kivonása ilyen egyszerűen is megoldható). A 3 rugalmas elemként bármely alkalmas rugó, például laprugó, spirálrugó stb. megfelel. A 3 rugalmas elemek adott esetben el is hagyhatók, illetve magukkal a 4 mérőérzékelőkkel helyettesíthetők, amelyek általában maguk is rugalmas elemek vagy tartalmaznak ilyen elemet. Ebben az esetben az 1 és 2 mérőoszlopok csak egyik végükön vannak rögzítve. A 2. ábra szerinti kivitelnél az 1, 2 mérőoszlopok felső vége, a 3. ábra szerinti kivitelnél az 1, 2 mérőoszlopok alsó vége van rögzítve. A 2. és 3. ábra szerinti kivitelek egyébként azonosak az 1. ábra szerintivel. Az 1 és 2 mérőoszlopok mind fajsúlymérésnél, mind szintváltozásmérésnél eltérő mértékben merülnek bele a vizsgált folyadékba. Ez célszerűen úgy valósul meg, hogy a két 1, 2 mérőoszlop eltérő hoszszúságú és felső végük egyvonalban van. Az 1, 2 5 mérőoszlopok célszerűen függőlegesen vannak felfüggesztve. A fajsúlymérés a következőképpen történik. Az 1, 2 mérőoszlopokat a szokásos módon jelölt folyadék-10 ba merítjük. A bemerítés mértéke tetszőleges, a feltétel csak annyi, hogy mindkét 1, 2 mérőoszlop alsó vége a folyadékszint alatt legyen, és a bemerülések közötti különbség állandó és ismert érték legyen. Ez mindhárom ábra esetében közelítőleg az 11 , f. —12 értékkel egyenlő. Azért közelítőleg, mert a folya-1 ö dékba merülő térfogatok eltérő volta miatt az 1 mérőoszlopra nagyobb felhajtóerő hat, mint a 2 mérőoszlopra, vagyis az 1 mérőoszlop felső vége, amely a folyadékba való bemerítés előtt egy szintben volt 2Q a 2 mérőoszlop felső végével, most valamivel feljebb kerül. Ez a mérés szempontjából hibát eredményez, a hiba azonban szinte tetszőlegesen kicsivé tehető, ha olyan 4 érzékelőket választunk, melyeknek deformációja az li — 12 értékhez képest elhanyagolható. 25 Ismeretes, hogy a korszerű nyúlásmérő bélyeges érzékelők, induktív, kapacitív, piezoelektromos stb. mérőátalakítók 10—3 mm, sőt ennél kisebb deformációk pontos mérésére is alkalmasak. Mivel a lt — 1 2 érték a gyakorlatban dm, de legalábbis cm 30 nagyságrendű, az említett hiba elhanyagolható. A fenti feltételnek megfelelő kialakítás esetén a két 4 mérőérzékelő által leadott jel különbsége a vizsgált folyadék fajsúlyával arányos, tehát az 5 jelfeldolgozó egységben a két jelet kivonjuk egymás-35 ból (vagy egyszerűen szembekapcsoljuk), a kapott különbségi jel arányos a vizsgált folyadék fajsúlyával. Ezt a jelet kijelző műszerre vihetjük vagy regisztrálhatjuk és ismert fajsúlyú folyadék mérésével hitelesíthetjük. 4Q A műszerállandó meghatározása nem nehéz feladat. Különösen egyszerű abban az esetben, ha az 1, 2 mérőoszlopok azonos súlyúak, a 3 rugalmas elemek és a 4 mérőérzékelők egymás között teljesen azonosak és rugóállandó szempontjából mindegyik azonos, « ugyanakkor az 1 és 2 mérőoszlop folyadékba merülő térfogatai közötti eltérés 10 egész számú hatványainak megfelelő számértékkel fejezhető ki, például 1 liter. A fajsúlymérés a leírt módon szintfüggetlenül tör-50 ténik, vagyis a szint a mérés közben változhat, csak az a lényeg, hogy a rövidebb 2 mérőoszlop alsó vége is a folyadék szintje alatt maradjon. A leírt módon végzett fajsúlymérés nagy eőnye, hogy kiküszöböli azt a hibát, amelyet a folyadékból 55 a bemerített mérőelemre rakódó szennyeződések okozhatnak, mivel a két 1, 2 mérőoszlop azonos mértékben szennyeződik (a szennyeződés a mérőoszlopoknak, időlegesen a folyadékszint fölé kerülő részein rakódik le), tehát a felhajtóerők, illetve súlyerők meg-60 változása kompenzálódik (a különbségképzésnél eltűnik). A szintmérésnél két esetet kell megkülönböztetni. Az első esetben a vizsgált folyadék fajsúlya állandó. Ekkor a szintmérés nem okoz különösebb problémát, 65 akár az 1, akár a 2 mérőoszlop 4 mérőérzékelőjének jelét vesszük, mindkettő arányos a folyadék szintje és az adott mérőoszlop akó vége közötti távolsággal. Re-
