Приборы контроля ЯЭУ
11

7.3. Уровень воды в емкости измеряется гидростатическим способом. Максимальный уровень Hmax = 400 мм. Оцените относительную погрешность измерения максимального уровня, вызванную изменением уровня воды в минусовой импульсной трубке мембранного дифманометра. Внутренний диаметр импульсных трубок d= 10 мм. При изменении уровня от 0 до Нmax происходит изменение объема минусовой камеры дифманометра на Δ V = 4 см^3. При Н=0 уровни воды в обеих импульсных трубках равны. Температура окружающей среды и воды в емкости и трубках t=20 C.

Ответ : При изменении уровня от 0 до максимума изменяется перепад давления между плюсовой и минусовой камерами дифманометра. При этом часть воды, находящейся в минусовой камере, вытесняется в минусовую импульсную трубку. Кол-во вытесненной воды зависит от перепада давления и конструкции дифманометра. Вода, вытесненная в минусовую импульсную трубку, повышает в ней уровень, что вызывает занижение показаний уровнемера, при чем абсолютная погрешность измерения равна увеличению уровня жидкости в трубке.

Изменение уровня воды в минусовой трубке за счет вытеснения 4 см^3 воды из дифманометра  будет равно Δh = 4ΔV/πd^2 = 50.9 мм .

Для уровня Нmax = 400 мм относительная погрешность измерения δ H = -12.73 %.

7.5. Оценить погрешность, если на минусовой импульсной линии установлен уравнительный сосуд, диаметром dc =100 мм. Dп = 77 мм. Диаметр сменного сосуда Dс = 64.6 мм. Плотность ртути в дифманометре при t=20 C ρрт = 13 546 кг/м^3. Плотность воды ρв= 998, 2 кг/м^3

 

    Ответ: В этом случае перемещение объема жидкости в 20.8 см^3 приведет к увеличению уровня в уравнительном сосуде

h=4 V / π(dc)^2 = 0.265 см = 2.65 мм

Погрешность, вызванная таким изменением уровня минусовой импульсной трубке, будет достаточной малой ( около 0.7 %). В этом заключается смысл применения уравнительных сосудов при измерении уровня гидростатическим способом.