Сигнализатор предельного уровня жидкости

 

Сигнализатор предельного уровня жидкости относится к области приборостроения. Цель изобретения - обеспечение взрывобезопасности сигнализатора предельного уровня жидкости. Сигнализатор содержит направляющую с поплавком из твердого магнитного материала, корпус 4, в котором расположен датчик, выполненный в виде параллельно расположенных токосъемных пластин 7, между которыми находится пьезоэлемент 6, элементы датчика отделены от внутренней полости емкости с жидкостью мембраной 8. Между токосъемными пластинами 7 расположены герметичные прокладки 10, разделенные слоем нематического жидкого кристалла 11. В верхней части корпуса 4 установлена призма Дове 13. Оптические вход 16 и выход 17 на боковых сторонах призмы оптически связаны между собой через слой жидкого кристалла 11 и зеркальное покрытие 12 магнитной токосъемной пластины 5. С изменением уровня жидкости в сосуде перемещаегси поплавок по направляющей . При приближении поплавка к токосъемной пластине 5 он будет стремиться притянуться (или оттолкнуться) к токосъемной пластине 5. Под действием силы растяжения (или сжатия) на пьезоэлементе 6 появляется ЭДС, создающая между токосъемными пластинами 5 и 7 электрическое поле, вызывающее уменьшение оптической плотности жидкого кристалла 11. В результате этого световой поток проходит путь призма - жидкий кристалл - зеркальное покрытие - жидкий кристалл - призма и попадает на оптический выход 17, неся таким образом информацию об уровне жидкости. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 23 22, 23/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫХ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4669677/1О (22) 30.03.89 (46) 07.03.91. Бюл. № 9 (7l ) Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (72) Т. М. Алиев, P. М. Алиев, 3. К. Тагиев, Н. Т. Таги-заде (53) 681.128.3;681.! 28.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 723379, кл. G 01 F 23/22, 23/62, 1978. (54) СИ ГНАЛ ИЗАТОР П РЕДЕЛ b НОГО

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Сигнализатор предельного уровня жидкости относится к области приборостроения.

Цель изобретения — обеспечение взрывобезопасности сигнализатора предельного уровня жидкости. Сигнализатор содержит направляющую с поплавком из твердого магнитного материала, корпус 4, в котором расположен датчик, выполненный в виде параллельно расположенных токосъемных пластин 7, между которыми находится пьезоэлемент 6, элементы датчика отделены от внутренней полости емкости с жидкостью мембраной 8. Между токосъемными пласти„„SU„„1633290 А 1

2 нами 7 расположены герметичные прокладки 10, разделенные слоем нематического жидкого кристалла 11. В верхней части корпуса 4 установлена призма Дове 13. Оптические вход 16 и выход 17 на боковых сторонах призмы оптически связаны между собой через слой жидкого кристалла 11 и зеркальное покрытие 12 магнитной токосъемной пластины 5. С изменением уровня жидкости в сосуде перемещае си поплавок по направляющей. При приближении поплавка к токосъемной пластине 5 он будет стремиться притянуться (или оттолкнуться) к токосъемной пластине 5. Под действием силы растяжения (или сжатия) на пьезоэлементе 6 появляется ЭДС, создающая между токосъемными пластинами 5 и 7 электрическое поле, вызывающее уменьшение оптической плотности жидкого кристалла 11. В результате этого световой поток проходит путь призма — жидкий кристалл — зеркальное покрытие — жидкий кристалл — призма и попадает на оптический выход 17, неся таким образом информацию об уровне жидкости.

2 ил.

1633290

Формула изобретения

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться для измерения предельного уровня жидкости в нефтяной, химической, пищевой промышленности и в других областях техники.

Целью изобретения является обеспечение взрывобезопасности сигнализатора предельного уровня жидкости.

На фиг. 1 показан сигнализатор предельного уровня жидкости; на фиг. 2 — датчик.

Сигнализатор содержит направляющую 1, установленную в емкость 2 с жидкостью. На направляющей расположен поплавок 3 из магнитного материала. На крышке емкости 2 установлен корпус 4, в котором расположен датчик, выполненный в виде параллельно расположенных токосъемных пластины 5 из магнитного материала, пьезоэлемента 6 и токосъемной пластины 7 из прозрачного электропроводящего материала например двуокиси олова, сусального золота соединенной со смежной с ней стенкой корпуса 4 специальным клеем (БФ-2). Элементы датчика отделены от внугренней полости емкости 2 с жидкостью мембраной 8.

Между токосъемными пластинами расположены герметичные прокладки 9 и 10, разделенные слоем нематического жидкого кристалла 11 с отрицательной анизотропией диэлектрической постоянной. Между прокладками 9 и 10 на поверхности токосъемной пластины 5 нанесено гальванически с ней связанное зеркальное покрытие 12, например металлическая пленка.

Трапецеидальная призма 13, например, из стекла с боковыми сторонами 14 и 15 призма Дове (внутренние углы боковых сторон 14 и 15 выступа с плоскостями токосъемными пластин составляют 45"). На слой жидкого кристалла 11 поступает световой поток S„, через оптический вход 16, расположенный на боковой стороне 14. Выходной световой поток SÄ,„возникает на оптическом выходе 17, расположенном на боковой стороне 15. Оптические вход 16 и выход 17 оптически связаны между собой через слой жидкого кристалла 11 и зеркальное покрытие 12.

В нематических жидких кристаллах с Ноложительной анизотропией диэлектрической постоянной, обладаюгцих планарной структурой молекул, под действием электрического напряжения ио..никает электрооптический эффект — ин,ь аированная ориентация, в результате чего вектор преимущественной ориентации молекул диполей («директор») в исходном состоянии, т. е. при величине действующего напряжения меньше порогового, перпеHäèêóëÿðåí вектору действующего электрического поля, что приводит к максимальной величине оптической плотности жидкого кристалла. При увеличении напряжения оптическая плотность жидкого кристалла уменьшается, достигая некоторой минимальной величины.

Сигнализатор работает следуюшим образом.

В исходном состоянии, когда жидкость в емкости 2 не достигает своего предельного уровня, магнитный поплавок не воздействует на токосъемную пластину 5, и пьезоэлемент 6 находится в покое. В результате на токос.ьемных пластинах 5 и 7 ЭДС не возникает и слой жидкого кристалла 11 имеет максимальную оптическую плотность, вследствие этого световой поток, падающий под углом

45 на слой жидкого кристалла 11, рассеивается в последнем. Однако происходит частичное отражение светового потока от границ разделов подложка 13 — токосъемная пластина 7 (5 ) и токосъемная пластина 7— слой жидкого кристалла 1! (S"). Отраженные световые потоки S и S" однако не попадают на оптический выход 17 (фиг. 2).

С изменением уровня жидкости в емкости 2 изменяется положение поплавка 3 относительно направляющей l. При приближении поплавка 3 к токосъемной пластине 5 на расстояние, при котором намагничивающая сила становится достаточной для взаимодействия магнитной пластины 5 и поплавка 3, последний стремится притянуться (или оттолкнуться) к токосъемной пластине 5.

В результате под действием силы растяжения (или сжатия) на пьезоэлементе 6 за счет прямого пьезоэффекта появляется сигнальная ЭДС о контролируемом уровне жидкости. Эта сигнальная ЭДС создает между токосъемными пластинами 5 и 7 электрическое поле, и оптическая плотность жидкого кристалла 11, заключенного между пластинами 5 и 7, уменьшается до минимальной величины. В результате световой поток пересекает слой жидкого кристалла ll и попадает на зеркальное покрытие 12. Отразившись от последнего, световой поток снова пересекает слой жидкого кристалла 1I и попадает на оптический выход 17. Таким образом, при достижении жидкостью в емкости 2 предельного уровня на оптическом выходе 17 формируется световой поток S,.„, который поступает по волоконно-оптическому кабелю на схему регистрации, удаленному на значительное расстояние от объекта наблюдения.

Сигнализатор предельного уровня жидкости, содержащий поплавок из магнитного материала, установленный на вертикальной направляющей, и преобразователь перемещения поплавка, установленный в корпусе и выполненный в виде пьезоэлемента, расположенного между токосъемными пластинами, одна из которых обращенная к поплавку, выполнена из магнитного материала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения взрывобезопасности, в датчик введены приз1633290 иг. 7

Составитель Н Мараковская

Техред А. Кравчук Корректор М, Шароши

Тираж 4!3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откргятпям прп ГЕНТ СССР

1 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д 4i5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, хл. Гагарина, 101 ма Дове, установленная в верхней части корпуса на токосъемной немагнитной пластине, жидкий кристалл с двумя герметичными прокладками, отделяющими его соответственно от корпуса и пьезоэлемента, расположенный между токосъемными пластинами, при этом на верхнюю поверхность магнитной токосъемной пластины в месте контакта ее с жидким кристаллом нанесено зеркальное покрытие, корпус над боковыми сторонами призмы выполнен с отверстиями, связанными оптически между собой через жидкий кристалл и зеркальное покрытие токосъемной пластины.