Устройство для определения уровня электропроводной жидкости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее индуктивный датчик с 0-образным магнитопроводом,включенный ВСЕШЬ331Д SATEfJTH. , Ш%, в схему контроля с индикатором, электроды, размещенные в сосуде по высоте контролируемого уровня и соединенные перемычкой, проходящей внутри магнитопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня,оно снабжено полым упругим элементом, размещенным между электродами, .и электрически изолированньм от них и кинематически связанным с ними и трубой с закрытым верхним отверстием , расположенной вертикально в сосуде по его высоте, при этом, полость трубы в нижней ее части сообщается S с полостью сосуда, а в верхней - с полостью упругого элемента, а. электроды выполнены подвижными в одной вертикальной плоскости. Ор 00 Од ел а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОРИ Л

РЕСПУБЛИК

4(51) С 01 F 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРИТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 (21) 3589928/24,"10 (22) 11.05.83 (46) 07 .02.85. Бюл.9 5, (72) В.П,Гуменчук, В,И,Сажин, В.М.Федосеев и А.И,10рченко (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.А.А.Жданова (53) 681.128.66 (088.8) (56) 1,Патент ФРГ У 2925092, кл.С 01 F 23/26 °

2, Авторское свидетельство СССР

В 418738, кл. G Ol F 23/00 1974 (прототип) ° (54) (») УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее индуктивный датчик с

О-образным магнитопроводом,включенный,.SU„, 1138656 А в схему контроля с индикатором, электроды, размещенные в сосуде по высоте контролируемого уровня и соединенные перемычкой, проходящей внутри магнитопровода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения уровня,оно снабжено полым упругим элементом, размещенным между электродами, и электрически изолированным от них и кинематически связанным с ними и трубой с закрытым верхним отверстием,расположенной вертикально в сосуде по его высоте, при этом полость трубы в нижней ее части сообщается

O с полостью сосуда, а в верхней — с g полостью упругого элемента, а электроды выполнены подвижными в одной вертикальной плоскости, короткозамкнутого витка и увеличивается .доля участия сопротивления жидкостного промежутка между электродами.

Цель изобретения — повышение точности измерения уровня, Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения уровня злектропроводной жидкости,содержащее индуктивный датчик с О-образным магнитопроводом, включенный в схему контроля с индикатором, электроды, размещенные s сосуде по высоте контролируемого уровня и сое" диненные перемычкой, проходящей внутри магнитопровода, снабжено полым упругим элементом, размещенным между электродами, электрически изолированным от них и кинематически связанным с ними и трубой с закрыть1м . верхним отверстием, расположенной вертикально в сосуде по его высоте, при этом полость трубы в нижней ее части сообщается с полостью сосуда, а в верхней - с полостью упругого элемента, а электроды выполнены под вижными в одной вертикальной плоскости °

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства на фиг.2 — то же, электрическая схема.

Устройство состоит из индуктивного датчика в виде обмотки 1 на

О-образном магнитопроводе 2, включен ной в одно из плеч моста 3, электродов 4 и 5,размещенных в сосуде 6 с электропроводной жидкостью 7, концы которых, находящиеся вне жидкости 7, соединены между собой электрически проводником 8 и образуют вместе с электропроводной жидкостью 7 короткозамкнутый виток 9 для обмотки 1,полого упругого элемента в виде сильфонов 10 и 11,размещенных в сосуде 6 и кинематически связанных наружными торцами с,электродами 4 и 5,опущенного в сосуд 6 по высоте контролируемого уровня трубы с закрытым верхним отверстием (стаканам ) 12, внутренняя полость которого через отверстия 13.сообщена с полостями сильфонов 10 и 11, и индикатора 14,подключенного к выходной диагонали моста 3. Кинематическая связь сильфонов 10 и 11 с электродами 4 и 5 осуществляется посредством диэлектрических упоров 15 и 16,ук1 1!38656 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле уровня электропроводных сигналов и растворов с непостоянной температурой, Известно устройство для определе» ния уровня электропроводкой жидкости,содержащее параллельный электрический колебательный контур,элект- 10 рады, подключенные к этому контуру и размещенные в сосуде с контролируемой жидкостью, и индикатор (1 ). ,>

Недостатком этого устройства является невысокая точность работы.

Известно также устройство для определения уровня электропроводной жидкости, содержащее индуктивный датчик, включенный в схему контроля,, ° электроды, размещенные в сосуде по 20 длине контролируемого уровня, концы которых, находящиеся вне жидкости, электрически соединены и включены в короткозамкнутый виток обмотки индуктивного датчика, и индикатор, Индуктивный датчик выполнен на

О-образном магнитопроводе, à его обмотка включена в одно из плеч схемы моста. Для определения уровня электропроводной жидкости образуется 30 короткозамкнутый виток, длина и сопротивление которого изменяются с изменением уровня электропроводной жидкости, соответственно изменяется сигнал с выхода схемы моста 1.23.

Однако для известного устройства характерна недостаточная точность работы, на которую влияет нелинейность выхода сигнала, так как по мере повышения уровня жидкости увели- 40 чивается толщина или сечение промежутка электропроводкой жидкости меж-. ду электродами и уменьшается сопротивление этого участка, что ведет к увеличению скорости изменения, выход- 45 ного сигнала. При этом цена деления шкалы индикатора и разрешающая способность устройства, а соответственно и точность контроля по всей высоте изменения уровня не постоянны. 50

Кроме того, в значительной степени точность работы устройства зависит от изменения температуры контролируемой жидкости, так как при этом изменяется ее омическое сопротив- 55 ление. И чем выше уровень жидкости, тем больше влияние изменения температуры, так как уменьшается длина

1138656 репленных на наружных их торцах, Это обеспечивает электрическую развязку электродов 4 и 5 от сильфо".нов 10 и 11 и стакана 12. Другими

1 торцами сильфона 10 и 11 герме- 5 тично и жестко прикреплены к перевернутому стакану 12 в его верхней части. Упругий элемент может быть выполнен также, например, в виде двух мембранных коробок, которые отнесены от стакана 12,но все равно одни их торцы должны быть укреплены неподвижно, а другие кинематически связаны с электродами 4 и 5. В нижней части стакана 12 на его боковой стенке выполнено отверстие 17 (фиг.l). Электроды 4 и 5 выполнены . подвижными в одной плоскости с помощью пружин 18 и 19, В соседнее с плечом моста 3, куда включена 20 обмотка 1 включена идентичная обмотка 20, размещенная на таком же О-образном магнитопроводе. Переменная индуктивность необходима для балансировки моста 3. Последняя может 2$ быть осуществлена с помощью переменного резистора, подключенного к дополнительной обмотке (не показаны), намотанной концентрично с обмоткой 20, Индуктивный датчик может быть выполнен и без магнитопровода. В качестве одного иэ электродов можетбыть использован корпус сосуда б.

Если он выполнен из токопроводящего материала, тогда необходим только один сильфон, один из его тор-.

35 цов можно скрепить с корпусом, а другой .кинематически связать с элект» родом. Форма стакана 12 может быть как цилиндрической, так и квадратной или прямоугольной.

Устройство работает следующим образом.

При начальном уровне жидкости 7 в сосуде 6 мост 3 настроечной индук тивностью 21 балансируется на минимальный или нулевой выходной сигнал. При увеличении уровня жид- 50 кости 7 уменьшается длина короткоэамкнутого витка 9, образуемого проводником 8, пружинами 18 и 19,электродами 4 и 5 и жидкостью 7. При этом изменяются вносимые в обмотку 1 у индуктивное и активное сопротивления, что приводит к изменению полного ее сопротивления, Изменение полного сопротивления обмотки 1 выводит мост 3 иэ равновесия, на его выходе появляется изменяющееся ! синхронное сопротивление с изменением уровня напряжения, регистрируемое индикатором 14. Но по мере увеличения уровня контролируемой жидкости 7 последняя будет все на бальшую высоту заходить и во внутреннюю полость трубы, увеличивая давление воздуха aего полости над жидкостью 7. Это приводит к деформации в осевом направлении сильфонов 10 и 11, увеличению расстояния между злектродами 4 н 5 и некоторому увеличению сопротивления жидкостного промежутка между ними, поэтому по мере увеличения уровня жидкости 7 роста скорости изменения выходного сигнала не наблюдается, характер изменения выходного сигнала приближен к линейному. Точно также при увеличении температуры контролируемой жидкости 7 увеличивается давление воздуха в полостях стака- . ,на 12 и сильфонов 10 и 11, что также раздвигает электроды 4 и 5 между собой, выдв.=гает их из жидкости в осевом направлении и уменьшает погрешность из-за уменьшения жидкостного сопротивления между ними при увеличении температуры. Чем вьппе уровень контролируемой жидкости и ее температура, тем выше давление в полостях стакана 12 и сильфонов 10 и ll, тем на большее расстояние раздвинуты электроды 4 и 5 между собой и выдвинуты из жидкости 7, чем обеспечиваются сохранение показаний, неизменными и повышение точности работы устройства на всей длине изменения уровня.

Изобретение позволяет линеариэировать выходной сигнал устройства, уменьшить погрешность определения уровня электропроводной жидкости при колебаниях температуры контролируемой жидкости и работать со стандартными приборами, имеющими равномерную шкалу или одинаковую цену, делення шкалы прибора. Таким образом, расширяется температурный диапазон использования предлагаемого устройства.

i l38656 ааеа ъФкииал ППП "Патент й. Уагород,уи.Проектная, 4