Андрей Петрович Смирнов – докторант, кафедра «Энергетика и радиоэлектроника»
150000, Казахстан, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Andrey Smirnov – doctoral student, «Energetic and radioelectronics» chair
150000, Kazakhstan, Petropavlovsk, st. Pushkin, 86
Екатерина Сергеевна Риттер – PhD, доцент, кафедра «Энергетика и радиоэлектроника»
150000, Казахстан, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Ritter Ekaterina – PhD, associate professor, «Energetic and radioelectronics» chair
150000, Kazakhstan, Petropavlovsk, st. Pushkin, 86
Алексей Александрович Савостин – профессор, кафедра «Энергетика и радиоэлектроника», кандидат технических наук, асcоциированный профессор
150000, Казахстан, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Alexey Savostin – professor, «Energetic and radioelectronics» chair , candidate of technical sciences, associate professor
150000, Kazakhstan, Petropavlovsk, st. Pushkin, 86
Дмитрий Викторович Риттер – профессор, кафедра «Энергетика и радиоэлектроника», кандидат технических наук, асcоциированный профессор
150000, Казахстан, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Dmitry Ritter – professor, «Energetic and radioelectronics» chair , candidate of technical sciences, associate professor
150000, Kazakhstan, Petropavlovsk, st. Pushkin, 86
Саят Сайранович Молдахметов – PhD, доцент, кафедра «Энергетика и радиоэлектроника»
150000, Казахстан, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Sayat Moldakhmetov – PhD, associate professor, «Energetic and radioelectronics» chair
150000, Kazakhstan, Petropavlovsk, st. Pushkin, 86
В данной статье рассмотрен принцип работы потенциометрического уровнемера для измерения уровня электропроводной жидкости в резервуаре. Электропроводная жидкость измеряется уровнемером косвенным методом в заземленном резервуаре. Устройство состоит из сенсора с низким электрическим сопротивлением, генератора переменного тока, металлической стенки резервуара и усилителя слабого сигнала.Нелинейность передаточной функции не позволяет использовать измеренные значения сенсора без предварительной линеаризации. Поэтому необходимо разработать модель сенсора в электропроводной жидкости и выявить факторы, влияющие на точность измерения уровня.Для оценки точности измерений в статье представлена модель электрического поля внутри электролита, создаваемого сенсором потенциометрического уровнемера в резервуаре с цилиндрической стенкой. Использованы численные методы, основанные на методе конечных элементов, для расчета потенциалов и токов внутри электролита. Модель конечного элемента и конечно-элементная сетка позволили рассмотреть передачу потенциалов между конечными элементами.Показано, что погрешность измерения уровня в потенциометрическом уровнемере имеет недопустимую величину и зависит от уровня жидкости и от расположения измерителя уровня.На основе полученной модели были определены факторы, влияющие на измеренное значение уровня жидкости, и выполнено вычисление абсолютной и относительной погрешностей измерения. Так же определены дальнейшие шаги по улучшению точности измерения уровнемера.
This article discusses the principle of operation of a potentiometric level meter for measuring the level of an electrically conductive liquid in a vessel. An electrically conductive liquid is measured by an indirect method in a grounded tank. The device consists of a sensor with low electrical resistance, an alternator, a metal vessel wall and a small signal amplifier.The nonlinearity of the transfer function does not allow the measured values of the sensor to be used without preliminary linearization. Therefore, it is necessary to develop a sensor model in an electrically conductive liquid and determine factors affecting the accuracy of level measurement.To assess the accuracy of measurements, the article presents a model of the electric field inside the electrolyte created by a sensor of a potentiometric level meter in a vessel with a cylindrical wall. Numerical methods based on the finite element method are used to calculate potentials and currents inside the electrolyte. The finite element model and the finite element grid allows to consider the transfer of potentials between finite elements.It is shown that the level measurement error in a potentiometric level meter has an unacceptable value and depends on the liquid level and on the location of the level meter.Based on the obtained model, the factors influencing the measured value of the liquid level were determined and the absolute and relative measurement errors were calculated. Further steps have also been identified to improve the accuracy of measuring the level gauge.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.