Датчик уровня жидкости

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в уровнемерных колодцах, скважинах, баках, цистернах и подобных объектах. Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции. Датчик уровня жидкости содержит поплавок 1 с постоянным магнитом 2, закрытую с одного (нижнего) конца немагнитную трубу 3 с расположенными внутри горизонтально по всей высоте герконами 4, снабженными магнитопроводами 5, протяженными на высоту шага дискретности и установленными с зазором 6, величина которого меньше зоны действия магнита 2 на геркон 4, и общим магнитопроводом 7, протяженным на высоту диапазона измерения , Магнитопроводы 5 и 7 закреплены на стенке трубы 3 в зоне перемещения полюсов магнита 2, причем первые выводы герконов 4 закреплены на магнитопроводах 5, а вторые - на общем магнитопроводе 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (49) 00 (51)5 G 01 F 23/62; 23/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730778/10 (22) 22.08.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Целлюлозный завод территориального и ро из водстве н ного объединен ия "УстьИлимский лесопромышленный комплекс" (72) А.П. Калашников и А.И, Свалов (53) 681 128.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 504934, кл. G 01 F 23/30, 1974. (54) ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в уровнемерных колодцах, скважинах, баках, цистернах и подобных объектах, Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции. Датчик уровня жидкости содержит поплавок 1 с постоянным магнитом 2, закрытую с одного (нижнего) конца немагнитную трубу 3 с расположенными внутри горизонтально по всей высоте герконами 4, снабженными магнитопроводами 5, протяженными на высоту шага дискретности и установленными с зазором 6, величина которого меньше зоны действия магнита 2 на геркон 4, и общим магнитопроводом 7, протяженным на высоту диапазона измерения, Магнитопроводы 5 и 7 закреплены на стенке трубы 3 в зоне перемещения полюсов магнита 2, причем первые выводы герконов 4 закреплены на магнитопроводах 5, а вторые — на общем магнитопроводе 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил, 1675686

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в уровнемерных колодцах, скважинах, баках, цистернах и в подобных обьектах.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 показан датчик, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1; на фиг. 3 — электрическая схема измерения.

Датчик уровня содержит поплавок 1 с укрепленным на нем постоянным магнитом

2, закрытую с одного (нижнего) конца немагнитную трубу 3 с расположенными внутри горизонтально по всей высоте герконами 4 ва геркона обозначены индексами 4а и 46), ерконы 4 снабжены магнитопроводами 5, протяженными на вь соту шага дискретности и установленными с зазором 6 (один из зазоров обозначен индексом 6а), и общим магнитопроводом 7. Внутри трубы 3 расположены резисторы 8, которым присвоены обозначения R1, R2, ВЗ, R4, ..., Pn. Каждый из резисторов 8 подключен к первому выводу соответствующего геркона 4, например резистор Р3 подключен к геркону 4б, а все резисторы 8 соединены последовательно в цепочку, которая через миллиэмперметр 9, шкала которого проградуированэ в единицах уровня, и источник 10 постоянного тока подключена к общему магнитопроводу 7. К этому же магнитопроваду гальванически подключены вторые выводы герконов 4. Сопротивления резисторов 8 выбраны одинаковыми,.

Магнитопроводы 5 и 7 закреплены на стенке трубы 3, причем первые (левые) выводы герконов 4 закреплены на магнитопроводах 5, а вторые (прэвые) — нэ общем магнитоправоде 7. Такое крепление геркоиов 4 обеспечивает непрерывность их магнитных цепей от мэгнитопроводов 5 до магнитопровода 7.

Намагничивающэя сила постоянного магнита 2 определена па условию срабатывания (замыкания лепестков) двух соседних герконов 4, например герконав 4а и 4б при условии расположения полюса S магнита 2 точно против зазора ба. Такая особенность конструкции датчика уровня обеспечивает непрерывность электрической цепи источника 10 така и, следовательно, непрерывность показаний миллиамперметра 9 при перемещении поплавка 1.

Между поплавком 1 и трубой 3 имеется свободное пространство для вазможности перемещения поплавка 1 без трения вдоль трубы 3. Это пространство обуславливает наличие двух зазоров 11 и 12 между полю.сами Я и N магнита 2 и магнитопроводами 5

4-) и 7. Датчик уровня жидкости установлен вертикально в емкости 13, предназначенной для хранения жидкости 14.

Датчик уровня жидкости работает следующим образом, В исходном положении поплавок 1 расположен на дне емкости 13. При этом полюс

S магнита 2 расположен от нижнего магнитапровода 5 на расстоянии одного шага дискретности. Поэтому сопротивление магнитной цепи полюс N магнита 2 — воздушный зазор 11 — стенка трубы 3 — магнитопровод 7 — правые вывод и лепесток нижнего геркона 4 — левые лепесток и вывод нижнего геркона 4 — нижний магнитопровод

5 — стенка трубы 3 — воздушный зазор 12— полюс $ магнита 2 велико и намагничивающая сила, действующая на нижний геркон 4, недостаточна для его срабатывания. В результате цепь источника 10 питания разомкнута и миллиамперметр 9 показывает нулевое значение уровня, что соответствует отсутствию жидкости 14 в емкости 13.

Подача жидкости 14 в емкость 13 вызывает перемещение поплавка 1 с магнитом 2 вверх за счет подьемной силы. В тот момент, когда полюс 5 магнита 2 достигает отметки нижнего конца нижнего магнитопровода 5, сопротивление указанной магнитной цепи резко падает за счет падения магнитного сопротивления участка магнитопровод 5— стенка трубы 3 — воздушный зазор 12. Поэтому намагничивающая сила, действующая на нижний геркон 4, резко возрастает и вызываетсрабатывание нижнего геркона 4, которий замыкает электрическую цепь положительный полюс источника 10 — миллиамперметр 9, цепь из последовательно соединенных резисторов R1, R2, R3, R4, ..., Pn — замкнутые контакты нижнего геркона

4 — магнитопровод 7 — отрицательный полюс источника 10. Следовательно, в указанной электрической цепи возникает ток, сила которого

U U

Я1 +В2+КЗ+й4 „„, Rn u R где U — напряжение источника питания 10;

R1=R2=-.Я3=К4„,=Rn=R;

n — количество герконов, установленных в трубе 3, В результате миллиамперметр 9 показывает значение уровня, равное шагу дискретности .

Н

h=— и где Н вЂ” максимально возможная высота уровня жидкости 14 в емкости 13.

Дальнейшее повышение уровня жидкости 14 в емкости 13 вызывает дальнейшее

1675686 диЭ 4

9 7

12 перемещение поплавка 1 с магнитом 2 вверх.

При этом происходит срабатывание соответствующих герконов 4, которые шунтируют расположенные ниже поплавка 1 5 резисторы 8 и вызывают изменение сопротивления электрической цепи источника 10 питания, а следовательно, силы тока в ней, значение которой определяется формулой и 10 п7м н где М вЂ” количество разомкнутых герконов, расположенных ниже полюсов магнита 2.

В результате миллиамперметр 9 показывает текущее значение уровня, равное 15

Н(Т)=Ь М (1)

Понижение уровня жидкости 14 в емкости 13 вызывает перемещение поплавка 1 с магнитом 2. Это вызывает увеличение сопротивления электрической цепи источника 20

10 и падение показаний миллиамперметра 9, который показывает снижение уровня, значение которого определено формулой (1).

Таким образом, любому изменению 25 уровня жидкости 14 в емкости 13 соответст.вует изменение показания миллиамперметра 9, что обеспечивает измерение текущего уровня жидкости 14. В процессе измерения уровня поплавок 1 достигает таких отметок 30 по высоте диапазона измерения, при которых полюс S магнита 2 расположен точно против зазоров между магнитопроводами 5.

Например, при перемещении поплавка 1 вверх полюс S магнита 2 достигает положе- 35 ния точно против зазора 6а. При этом срабатывает геркон 4а (геркон 46 уже замкнут) и шунтирует резистор 4а (резисторы R3, R4,;„,Rn шунтированы замкнуты герконом

46). При этом ток в цепи источника 10 воз- 40 растает, что обеспечивает возрастание показания миллиамперметра 9 на величину шага дискретности, Состояние датчика уровня, при котором замкнуты одновременно два геркона 4а и 46, таким образом не дает погрешности измерения. Такое состояние датчика уровня непродолжительно, так как малейшее смещение датчика уровня непродолжительно, смещение полюса S вверх или вниз вызывает резкое перераспределение магнитного floToKB в отношении геркона

4а или геркона 46. При этом смещение полюса S вверх не изменяет показания миллиамперметра 9, а смещение полюса S вниз уменьшает показание миллиамперметра 9 на величину шага дискретности.

Формула изобретения

1. Датчик уровня жидкости, содержащий поплавок с постоянным магнитом, охватывающим закрытую с одного конца немагнитную трубу, внутри которой дискретно по всей высоте расположены горизонтально герконы, параллельно соединенные и снабженные плоскими магнитопроводами, протяженными на высоту шага дискретности и установленными с зазором, величина которого меньше эоны действия магнита на геркон, и общим магнитопроводом, протяженным на высоту диапазона измерения, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитопроводы с зазором и общий магнитопровод расположены на двух противоположных внутренних стенках трубы напротив зон перемещения полюсов магнита, при этом каждый иэ выводов герконов подсоединен соответственно к магнитопроводам с зазором и к общему магнитопроводу.

2. Датчик по и. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в качестве проводника для соединения герконов использован общий магнитопровод.

1675686 яг 84 8

Составитель Н. Марэховская

Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Редактор А. Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2994 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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