Уровнемер для электропроводных жидкостей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик н1>1000?69

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 02.10. 81 (21) 3344615/18-10

Р М К з

G 01 F 23/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК681.128.62 (088.8) Опубликовано 28.02.83.Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 83, ° гт

У.Г. Стецюк и Г.И. Косенков 1,. Я

Ф " м а

Смоленский филиал Всесоюзного научноисследовательского института электрификации сельского хозяйства (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УРОВНЕИЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ

ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к приборо" строению, а именно к устройствам для контроля уровня, и может найти применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства для измерения уровня электропроводных жидкостей.

Известны измерители .уровня жидких электропроводных сред, содержащие чувствительный элемент, выполненный в виде расположенных по всему диапазону измерения электродов схему преобразователя сигнала, регистрирующее устройство и источник питания 1 .

Недостатком таких измерителей является низкая точность и надежность работы вследствие несовершентсва схемы преобразователей и нестабильности выходного сигнала при .изменениях удельной электропроводности контролируемой среды и колебаниях напряжения питания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уровнемер для электропроводных жидкостей, содержащий установленные по высоте электроды, источник воз буждения,измерительный трансформаторный преобразователь с секционированными первич ными и .вторичными обмотками, в цепи которых введены колебательные контуры, через которые выводы секций соединены с электродами, и индикатор (2 ). Недостатком известного уровнемера является низкая точность измерения, обусловленная расстоянием между элен. тродами и нестабильностью свойств среды.

Цель изобретения - повышение точности, Указанная цель достигается тем, что в уровнемере для электропроводных жидкостей, содержащем электроды, установленные в металлическом корпусе равномерно по высоте, источник возбуждения, измерительный преобразователь и индикатор, источник возбуждения выполнен многофазным, измерительный преобразователь выполнен в виде многофаэного трансформа- тора, первичные обмотки которого

25 подключены к источнику возбуждения, вторичные обмотки имеют, среднюю точку, подключены концами к электродам, средние точки всех обмоток соединены между собой, образуя нулевую

ЗО точку, а между нулевой точкой и кор1000769 пусом включен индикатор, выполненный в виде фазометра.

На фиг. 1 приведена принципиаль ная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — векторные диаграммы, поясняющие его работу, на фиг. 3 — зависимость выходного сигнала от уровня контролируемой среды.

Уровнемер содержит трехфазный источник возбуждения, измерительный 10 трансформаторный преобразователь 1, преобразующий трехфазнуЮ систему напряжения в шестифазную, первичные обмотки которого подключены к .источнику возбуждения, а вторичные 5 имеют средние точки, соединенные между собой, образуя двойную звезду.

Концы вторичных обмоток подключены к электродам 2, установленным в технологической емкости 3 равномерно 20 по высоте. Между нулевой точкой и корпусом технологической емкости 3, выполненным из металла, включен токовый вход фазометра 4, второй вход которого подключен к одной из вторичных обмоток. Выводы вторичных обмоток преобразователя подключены к электродам таким образом, что-. .бы обеспечивалось вращение вектора суммарного тока от электродов к корпусу при увеличении уровня.

В исходном состоянии, т.е. при положении поверхности контролируемой среды ниже электродов, ток в цепи между корпусом технологической емкости и электродами, а следова-35 тельно, и ток между корпусом и нулевой точкой звезды вторичных обмоток отсутствует.

При подъеме уровня контролируемой среды в технологической емкости до Щ нижнего электрода между электродом .и корпусом протекает ток, замыкающийся через фазометр на нулевую точку преобразователя. По мере повышения уровня в зоне нижнего электрода происходит увеличение площади соприкосновения контролируемой среды с электродом и величина тока возрастает (фиг. 2CI),-но по фазе ток совпадает с вектором напряжения Ие При 50 дальнейшем подъеме уровня контролируемой среды она входит в соприкосновение с вторым снизу электродом, и по токовой обмотке фазометра будет протекать ток, равный геометрической сумме токов, создаваемых в контролируемой среде обмотками фаз а1 и с, причем с увеличением тока фазы

Ф с вектор результирующего тока будет поворачиваться по отношению к вектору Ис,А на угол 0...60О и, со- 60 ответственно, будут изменяться показания измерителя фаз (фиг. 2,E).

Аналогично, повышение уровня контролируемой среды до третьего, четвертого и т.д. электродов приве- 65 дет к повороту вектора тока на больший угол (фиг. 2,8 — 2,e) а при подьеме до седьмого электрода вектор завершит полный оборот (фиг. 2,к) °

По контролируемой среде будут протекать также токи между электродами, погруженными в контролируемую среду, но так как они не замыкаются на корпус технологической емкости, то и не будут влиять на фазу тока к нулевой точке преобразователя и, следовательно, на показания фазометра.

Таким образом, подъем уровня контролируемой среды от первого до седьмого электрода чувствительного элемента приводит к изменению угла сдвига фаз от 0 до 360О и, проградуировав шкалу измерителя фаз в единицах измерения уровня, можно осуществить измерение уровня (фиг. 3).

В случае, если измерение уровня производится в технологической емности из непроводящего материала, чувствительный элемент целесообразно устанавливать в металлической трубе, соединенной гальванически с фазометрои.

Для приближения зависимости угла сдвига фаз от уровня контролируемой среды к линейной расстояние межцу электродами должно относиться к их высоте не более, чем 1:5.

Изменения удельной электропроводности контролируемой среды и колебания напряжения питания оказывают влияние только на амплитуды токов и практически не сказываются на фазовых углах и, следовательно, точности измерений уровня.

Формула изобретения

Уровнемер для электропроводных жидкостей, содержащий электроды, установленные в металлическом корпусе равномерно по высоте, источник возбуждения, измерительный преобразователь и индикатор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, источник возбуждения выполнен многофазным, измерительный преобразователь выполнен в виде многофазного трансформатора, первичные обмотки которого подключены к источнику возбуждения, вторичные обмотки имеют среднюю точку, подключены концами к электродам, средние точки всех обмоток соединены между собой, образуя нулевую точку, а между нулевой точкой и корпусом включен индикатор, выполненный в виде фазометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 522118, кл. G 01 F 23/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 328340, кл. G 01 F 23/26, 1970 (прототип ) °

1000769 иг.

?от

Таю

Ia)

1000769 ф)ему

Составитель В, Аксенов

Редактор М. Янович Техред М.Тепер .Корректор И. Шулла:

Заказ 1355/39 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4