Численное моделирование потенциометрического измерителя уровня электропроводной среде и улучшение конструкции измерителя
Аннотация
В данной статье рассмотрен потенциометрический измеритель уровня электропроводной жидкости. Рассмотрен принцип действия, определены сильные и слабые стороны потенциометрического метода измерения уровня. Для анализа погрешности измерения измерителя разработана модель работы потенциометрического датчика в среде электропроводной жидкости с использованием численного моделирования методом конечных элементов (МКЭ) в декартовых координатах. Показано, что погрешность измерения уровня в потенциометрическом уровнемере имеет недопустимую величину и зависит от уровня жидкости и от расположения измерителя уровня.
Для устранения недостатков конструкции предложены конструктивные улучшения в виде дополнительных заземленных стержней, которые уменьшили зависимость от расстояния до вертикальной стенки и шунтирования зонда электропроводной жидкостью, и изоляционной пластины, которая уменьшила зависимость от расстояния от зонда до дна резервуара. Данные улучшения позволили избавиться от факторов, вносящих погрешность в результат измерения, и в результате повысили точность измерения уровня жидкости.
На основе разработанного метода моделирования электрического поля в электролите в декартовых координатах проведено сравнительное моделирование до улучшения и после улучшения конструкции. Сравнительное моделирование показало, что точность измерения значительно улучшилась. Результаты сравнительного моделирования приведены на графиках.
Автор
Смирнов Андрей Петрович
Риттер Екатерина Сергеевна
Савостин Алексей Александрович
Риттер Дмитрий Викторович
Молдахметов Саят Сайранович
DOI
https://doi.org/10.48081/YYOH8649
Ключевые слова
потенциометрический метод
измеритель уровня
уровнемер
численные методы моделирования
метод конечных элементов
погрешность измерения
Год
2023
Номер
Выпуск 4