PL229025B1 - Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)229025 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 407380 (51) Int.CI.

G01L 7/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 03.03.2014 (54) Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego (73) Uprawniony z patentu:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE,

Kraków, PL

14.09.2015 BUP 19/15 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

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

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

CM σ>

CM

CM (74) Pełnomocnik:

rzecz, pat. Małgorzata Geissler

Q_

PL 229 025 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego. Przeznaczony jest szczególnie do pomiaru małych wartości i małych zmian ciśnienia hydrostatycznego występujących w geotechnice.

W publikacji Krzysztof Broda, Wiktor Filipek; Pomiar małych wartości różnicy ciśnień hydrostatycznych zamieszczonej w AGH University of Science and Technology in Cracow, Poland, Faculty of Mining and Geoengineering, opisana jest zasada pomiaru, w której hydrostatyczne ciśnienie płynu jest równoważone ciśnieniem medium gazowego, którego wartość jest mierzona. Autorzy artykułu szczegółowo przedstawili obliczenia uzyskanej dokładności pomiaru. Przedstawiono też schematycznie skonstruowane stanowisko pomiarowe. Stanowisko zawierało zamknięte naczynie pomiarowe oraz miernik ciśnienia gazu. Na zamieszczonej fotografii pokazano miernik ciśnienia, wiązki przewodów i czytnik cyfrowy. W znanym przyrządzie do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego, naczynie pomiarowe ma kształt zamkniętego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy cieczy, której ciśnienie jest mierzone. Do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy ciśnienia odniesienia łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający.

Według wynalazku, przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego zawiera naczynie pomiarowe naczynie pomiarowe, które ma kształt zamkniętego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej naczynia doprowadzony jest pr zewód z cieczą, której ciśnienie jest mierzone. Do górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego doprowadzony jest przewód łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający. Ponadto w dolnej i w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczone są czujniki mierników temperatury.

Korzystne jest umieszczenie w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego czujnika miernika wilgotności medium gazowego.

Korzystne jest także umieszczenie w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego czujnika określającego położenie zwierciadła swobodnego cieczy.

Po napełnieniu naczynia pomiarowego, za pomocą zaworu łączącego wnętrze naczynia z zewnętrznym medium gazowym, ustala się ciśnienie odniesienia wskazywanie przez miernik ciśnienia gazu. Zawór zostaje zamknięty. Przy zmianie ciśnienia cieczy zmienia się poziom cieczy w naczyniu pomiarowym, a zatem ciśnienie gazu nad cieczą, w górnej przestrzeni wewnętrznej. Miara zmiany tego ciśnienia jest miarą różnicy ciśnienia hydrostatycznego. Zamontowane czujniki temperatury cieczy i medium gazowego pozwalają na kontrolowanie procesu pomiarowego. Wpływ wilgotności na dokładność pomiaru ma znaczenie wtedy, gdy ilość wykroplonej lub wyparowanej cieczy znacząco zmieni objętość górnej przestrzeni naczynia pomiarowego, przetwarzającego.

Wszystkie mierniki, których czujniki umieszczone są w naczyniu pomiarowym są urządzeniami znanymi, a odczyty są przekazywane do mikrokomputera lub innego urządzenia przeliczającego poprawki. Mogą też posiadać wyświetlacze bezpośrednio przy przyrządzie.

Dzięki przedstawionemu rozwiązaniu można mierzyć wartości ciśnienia hydrostatycznego z rozdzielczością 0,1 Pa lub mniejszą w zależności od zastosowanego manometru różnicowego. Przykładowo przy zastosowaniu przetwornika ciśnienia MS-321 firmy MAGNESENSE można mierzyć wartość ciśnienia hydrostatycznego z zakresu od 0 do 25 Pa z dokładnością 0.1 Pa.

Wynalazek przedstawiono na przykładzie rozwiązania, które schematycznie pokazano na rysunku.

Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego ma naczynie pomiarowe 1 w kształcie zamkniętego płaskiego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości. Do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy 3 cieczy, której ciśnienie jest mierzone, a do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód 4 łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu 5 i równocześnie poprzez zawór odcinający 6. Ponadto w dolnej i górnej przestrzeni naczynia pomiarowego umieszczone są czujniki mierników temperatury gazu 7 cieczy 8.

W górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczony jest czujnik miernika wilgotności gazu 9. Ponadto w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego umieszczony jest

PL 229 025 Β1 czujnik odległości 10 do określenia w przybliżeniu położenia zwierciadła swobodnego cieczy w momencie napełniania naczynia do około połowy wysokości. Zainstalowanie jego umożliwia wykonanie naczynia pomiarowego z materiałów nie przeźroczystych i zautomatyzowanie procesu pomiarowego.

Wszystkie mierniki, których czujniki umieszczone są w naczyniu pomiarowym są urządzeniami znanymi, a odczyty są przekazywane do mikrokomputera lub innego urządzenia przeliczającego poprawki. Mogą też posiadać wyświetlacze bezpośrednio przy przyrządzie.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przyrząd do pomiaru małych wartości ciśnienia hydrostatycznego zawierający naczynie pomiarowe, mające kształt zamkniętego płaskiego pojemnika, napełnionego cieczą do około połowy wysokości, do której do dolnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy cieczy, której ciśnienie jest mierzone, a do górnej przestrzeni wewnętrznej doprowadzony jest przewód przyłączeniowy ciśnienia odniesienia łączący naczynie z zewnętrznym medium gazowym poprzez miernik różnicy ciśnień gazu i równocześnie poprzez zawór odcinający, znamienny tym, że w dolnej i górnej przestrzeni naczynia pomiarowego (1) umieszczone są czujniki mierników temperatury gazu (7) i cieczy (8).
2. 2. Przyrząd według zastrz.1, znamienny tym, że w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego (1) umieszczony jest czujnik miernika wilgotności (9) gazu.
3. 3. Przyrząd według zastrz.1, znamienny tym, że w górnej przestrzeni wewnętrznej naczynia pomiarowego (1) umieszczony jest czujnik określający położenie (10) zwierciadła swobodnego cieczy (2).