Индуктивный уровнемер



Индуктивный уровнемер
Индуктивный уровнемер

 


Владельцы патента RU 2477456:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") (RU)

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций. Сущность: диапазон измерения уровня в предложенном уровнемере разбит на зоны высокой и средней точности контроля. Зона высокой точности контроля представляет собой ряд катушек возбуждения, равномерно распределенных по высоте зоны, и ряд измерительных катушек, индуктивно связанных с катушками возбуждения. Зона средней точности состоит из двух симметричных участков, каждый из которых содержит равномерно распределенные по высоте участка обмотку возбуждения и индуктивно связанную с ней измерительную обмотку, выполненные в виде соленоидов или овальных рамок, высота которых равна высоте участка. Между участками расположена сигнальная пара катушек - катушка возбуждения и индуктивно связанная с ней измерительная катушка. Обмотки возбуждения участков соединены согласно, а измерительные обмотки - встречно. Все катушки возбуждения и обмотки возбуждения подключены к генератору переменного тока, а все измерительные катушки и измерительные обмотки - к логическому вычислительному устройству. Технический результат: надежный контроль уровня жидкометаллического теплоносителя при обеспечении заданных метрологических характеристик в широком диапазоне температур, а также непрерывность контроля и умеренная стоимость изготовления. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред и может быть использовано преимущественно для измерения уровня жидкометаллических теплоносителей в атомной энергетике.

Реакторные установки с жидкометаллическим теплоносителем содержат большое количество емкостей с жидким металлом, в которых необходимо контролировать его уровень в различных диапазонах. Например, в реакторной установке БН-600 Белоярской АЭС используются уровнемеры с диапазонами измерения от 0÷200 мм до 0÷5300 мм.

Эти уровнемеры типа «КВАНТ» по а.с. 295992 содержат индуктивные преобразователи в виде ряда индуктивных катушек, образующих систему параллельных мостов, питаемых от генератора звуковой частоты, и индикаторы напряжения в диагоналях мостов. Индуктивные катушки распределены по высоте изменения уровня и расположены внутри защитного герметичного металлического чехла, погруженного в контролируемую среду.

Недостатком указанных уровнемеров является небольшое изменение индуктивности катушки при ее «затоплении» контролируемой средой, составляющее 20÷30% от «сухого» состояния, это соизмеримо с изменением индуктивности «сухих» катушек за счет изменения электропроводности защитного чехла в рабочем диапазоне температур от 250 до 550°C, что снижает эксплуатационную надежность такого типа уровнемера. Кроме того, этот уровнемер имеет «мертвые» зоны, когда уровень измеряемой среды находится между соседними катушками и его изменение не влияет на индуктивность ближайшей катушки до момента приближения к торцу катушки.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому устройству являются индуктивные уровнемеры по патентам РФ N2252397 и N2328704. Уровнемер по патенту N2252397 содержит равномерно распределенные по высоте изменения уровня обмотку возбуждения и измерительную обмотку, закрепленные внутри защитного чехла на фиксированном расстоянии друг от друга. Обмотка возбуждения подключена к генератору переменного тока звуковой частоты, а измерительная обмотка - к измерителю напряжения. При нулевой величине уровня коэффициент взаимоиндукции обмоток, а значит и величина ЭДС измерительной обмотки максимальны. При увеличении уровня и «погружении» обмоток в жидкий металл коэффициент взаимоиндукции обмоток уменьшается за счет вихревых токов, наводимых в измеряемой контролируемой среде переменным электромагнитным полем обмотки возбуждения, соответственно уменьшается ЭДС измерительной обмотки.

Степень уменьшения ЭДС пропорциональна высоте «затопленной» части обмоток, т.е. величине уровня.

Для уменьшения температурной погрешности уровнемер содержит компенсационную обмотку, расположенную выше диапазона изменения уровня. В отличие от ранее рассмотренного, уровнемер по патенту N2252397 является аналоговым, его выходное напряжение линейно и непрерывно изменяется в соответствии с величиной уровня, но его точность ограничивается температурной погрешностью, которая хотя и уменьшается за счет компенсационной обмотки, но не может быть сведена к нулю в силу геометрической несимметрии измерительной и компенсационной обмоток и наличия градиента температур между жидким металлом и газовым объемом, в зоне которого находится компенсационная обмотка.

Наибольшей точностью контроля уровня обладает дискретно-аналоговый уровнемер по патенту N2328704.

В этом уровнемере чувствительный элемент выполнен в виде ряда катушек возбуждения и ряда расположенных между ними измерительных катушек. По мере «затопления» катушек при увеличении уровня ЭДС измерительных катушек уменьшается за счет уменьшения индуктивной связи с соседними катушками возбуждения, а подключенное к измерительным катушкам логическое устройство определяет количество полностью «затопленных» катушек и степень затопления катушки, ближайшей к поверхности уровня.

В этом уровнемере в отличие от уровнемера по а.с. 295992 ЭДС «сухой» катушки больше ЭДС затопленной катушки на 400÷600%, т.е. в 5÷7 раз, что во много раз превышает температурное изменение сигнала, соответственно, обеспечивается абсолютная надежность фиксации «затопления» очередной катушки. Кроме того, благодаря особенностям взаимного расположения катушек возбуждения и измерительных катушек ЭДС последних монотонно уменьшается при изменении уровня от нижерасположенной до вышерасположенной катушек возбуждения, т.е. кроме дискретного сигнала с измерительной катушки поступает аналоговый сигнал, причем к моменту полного «затопления» измерительной катушки и уменьшения ее ЭДС до минимального значения уровень достигает зоны чувствительности следующей по высоте измерительной катушки и, следовательно, уровнемер не имеет «мертвых» зон. Этот уровнемер соответствует всем метрологическим требованиям, предъявляемым к уровнемерам реакторных установок, и будет использоваться на АЭС в емкостях при малых и средних диапазонах изменения уровня, однако его реализация на большие пределы измерения встречает серьезные конструктивные трудности. Например, при контроле уровня в диапазоне от 0 до 5300 мм внутри защитного чехла необходимо будет разместить до 40 пар катушек, т.е. 160 выводов концов катушек. При использовании для намотки катушек высокотемпературных кабелей в стальной оболочке такое количество выводов невозможно разместить внутри защитного чехла, так как большая часть его внутреннего сечения занята собственно катушками.

С другой стороны, для таких уровнемеров по условиям эксплуатации требуемая точность измерения уровня по высоте неодинакова - есть зона высокой точности и зона средней точности. Зона высокой точности - это диапазон изменения уровня в режиме нормальных условий эксплуатации, например, для бака реактора БН-600 эта зона составляет около 30% от полного диапазона изменения уровня. При первоначальном заполнении емкости жидким металлом и в аварийных режимах уровень может изменяться вне пределов рабочей зоны, для этого диапазона допустима средняя точность контроля уровня.

Целью предлагаемого изобретения является достижение требуемых метрологических характеристик уровнемера, обеспечение непрерывности контроля уровня во всем диапазоне его изменения и уменьшение стоимости изготовления уровнемера.

Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент уровнемера содержит зону повышенной точности контроля уровня, необходимой при рабочих режимах эксплуатации реакторной установки, и зону средней точности контроля уровня, в пределах которой уровень может оказаться при аварийных режимах, а также при заполнении емкости жидким металлом и его дренировании в случае ремонтных работ. Зона высокой точности выполнена в виде ряда катушек возбуждения, распределенных по высоте соответствующего диапазона изменения уровня, и ряда измерительных катушек, индуктивно связанных с катушками возбуждения. Зона средней точности выполнена в виде двух симметричных участков, каждый из которых содержит равномерно распределенные по высоте участка обмотку возбуждения и индуктивно связанную с ней измерительную обмотку. Между участками расположена сигнальная пара катушек - катушка возбуждения и индуктивно связанная с ней измерительная катушка. Обмотки возбуждения участков соединены согласно (рис.2), измерительные обмотки включены встречно. Все катушки возбуждения, в том числе сигнальная, а также обе обмотки возбуждения подключены к генератору переменного тока, а обе измерительные обмотки и все измерительные катушки, в том числе сигнальная, подключены ко входам логического вычислительного устройства.

Работа предложенного устройства поясняется его конструкцией, приведенной на рис.1, и электрической схемой на рис.2.

В защитном чехле 2, погруженном в контролируемую среду 1 размещен чувствительный элемент уровнемера, в котором на несущей трубе 3 закреплены ряд катушек возбуждения 4 и ряд измерительных катушек 5, образующих в совокупности зону высокой точности измерения уровня среды 1. Катушки возбуждения 4 подсоединены к генератору переменного тока 10, соответственно вокруг этих катушек создается переменное электромагнитное поле, которое охватывает пространство снаружи защитного чехла 2 и ближайшие измерительные катушки 5. Под действием электромагнитного поля в катушках 5 генерируется ЭДС, величина которой зависит от коэффициента взаимоиндукции этих катушек с ближайшими катушками возбуждения 4. Если уровень среды 1 ниже катушек 4 и 5, коэффициент их взаимоиндукции достаточно высокий и в катушках 5 наводится ЭДС большой величины. Когда уровень среды 1 достигает зоны расположения катушек 4 и 5, под действием электромагнитного поля катушек 4 и в среде 1 наводятся вихревые токи, которые создают собственное электромагнитное поле, ослабляющее поле катушек 4. Результирующее электромагнитное поле в объеме вокруг измерительных катушек 5 уменьшается пропорционально величине уровня среды 1 снаружи защитного чехла 2 в зоне расположения соответствующих пар катушек 4 и 5 и при полном «затоплении» пары результирующее поле минимально, соответственно, минимальна и величина ЭДС «затопленной» измерительной катушки 5. Зависимость ЭДС Ek измерительных катушек 5 от изменения уровня среды 1 приведена на графике рис.1 (зона IV). Уменьшение величины Ek катушки 5 начинается при достижении уровнем Н среды 1 высоты расположения ближайшей нижерасположенной катушки возбуждения 4 и заканчивается при полном «погружении» катушки 5. При этом уровень Н приближается к ближайшей вышерасположенной катушке возбуждения 4 и начинается уменьшение ЭДС Ek следующей по высоте измерительной катушки 5. Таким образом, при любом изменении уровня Н среды 1 в зоне высокой точности, образованной катушками 4 и 5, происходит изменение ЭДС Ek одной из катушек 5, т.е. отсутствуют мертвые зоны контроля изменений уровня. Для исключения мертвых зон расстояния между центрами катушек 4 и 5 не должны превышать 2х÷3х диаметров катушек 4.

Зону средней точности измерения уровня на чувствительном элементе образуют два симметричных участка, каждый из которых образован парами обмоток 6 и 7, равномерно намотанных по высоте участков в виде соленоидов или овальных рамок, высота которых равна высоте участка.

Обмотки 6 подключены к генератору переменного тока 10 и являются обмотками возбуждения, создающими в зоне своего расположения равномерное по высоте переменное электромагнитное поле, охватывающее прилегающие объемы измеряемой среды 1 и измерительные обмотки 7, витки которых расположены между витками обмотки возбуждения 6. Выводы катушек 4, 5, 8, 9 и обмоток 6 и 7 заведены внутрь трубы 3 и по этой трубе выведены в верхнюю часть уровнемера для подключения к генератору переменного тока 10 и логическому вычислительномуу устройству 11. Величина ЭДС Е0, наводимой в обмотках 7 результирующим электромагнитным полем, будет уменьшаться пропорционально высоте уровня Н среды 1, в которую «погружены» обмотки 6 и 7, т.к. пропорционально величине уровня будет уменьшаться коэффициент взаимоиндукции обмоток 6 и 7.

Нижний и верхний участки зоны средней точности конструктивно симметричны и при отсутствии измеряемой среды 1 за чехлом 2, т.е. нулевой величине уровня Н ЭДС обмоток 7 этих участков будут равны, соответственно, при последовательном встречном их соединении суммарная ЭДС Е0 пары измерительных обмоток будет равна нулю. По мере «затопления» нижнего участка ЭДС его обмотки 7 будет уменьшаться, при этом ЭДС обмотки 7 верхнего участка будет оставаться максимальной и суммарная ЭДС Е0 соединенных обмоток 7 начнет увеличиваться пропорционально величине уровня Н (зона I на рис.1), достигая максимального значения при полностью «затопленном» нижнем участке и полностью «сухом» верхнем участке. При дальнейшем подъеме уровня Н и начале «затопления» верхнего участка (зона III на рис.1) ЭДС его измерительной катушки начнет уменьшаться и суммарная ЭДС Е0 также начет уменьшаться. При полном затоплении верхнего участка суммарная ЭДС Е0 обмоток 7 снова станет равной нулю. Таким образом, по ЭДС Е0 нельзя однозначно определить величину уровня Н, каждому значению Е0 соответствует два значения уровня. Для исключения этой неопределенности между участками расположена пара сигнальных катушек - катушка возбуждения 8 и измерительная катушка 9, электромагнитное взаимодействие которых аналогично взаимодействию катушек 4 и 5 зоны высокой точности измерения уровня. По мере перемещения уровня между нижним и верхним участками (зона III на рис.1) ЭДС Ес сигнальной измерительной катушки 9 уменьшается и при достижении уровнем Н среды 1 верхнего участка становится минимальной, оставаясь такой при дальнейшем увеличении уровня. Наличие сигнальной пары катушек 8 и 9 в совокупности с обмотками 6 и 7 позволяет точно определить уровень Н среды 1 при его изменении в зоне средней точности. Вычисление уровня производится логическим вычислительным устройством 11, ко входам которого подключены измерительные катушки 5, пара последовательно соединенных обмоток 7 и измерительная сигнальная катушка 9.

При возрастании уровня от нулевого значения в диапазоне нижнего участка (зона I на рис.1) вычисление уровня устройством 11 производится по формуле:

где k1 - постоянный коэффициент, определяемый конструкцией участков при фиксированной температуре участка;

Е0 - ЭДС соединенных обмоток 7.

При этом величина ЭДС Ес сигнальной обмотки максимальна.

При достижении уровнем переходной зоны между нижними участками (зона II) вычисление уровня производится по формуле:

где k2 - постоянный коэффициент, определяемый конструкцией сигнальной пары катушек 8 и 9;

Emax и Emin - максимальная и минимальная ЭДС измерительной катушки 9, - постоянные величины, определяемые конструкцией сигнальной пары катушек 8 и 9 и током питания катушки 8 - его величина также стабилизирована;

Ec - ЭДС сигнальной измерительной катушки 9.

Логическое условие вычисления по формуле 2): Emax>Ec>Emin

При изменении уровня в пределах верхнего участка (зона III) вычисление уровня производится по формуле:

где HI и HII - высоты зон I и II - постоянные величины, определяемые конструкцией уровнемера;

- максимальное значение ЭДС;

Е0 - постоянная величина, определяемая конструкцией участков и током питания обмотки возбуждения 6.

Логическое условие вычисления уровня по этой формуле - минимальное значение ЭДС сигнальной измерительной обмотки 9.

При изменении уровня в пределах зоны IV, т.е. зоны высокой точности измерения, вычисление производится по формуле:

Где HIII=HI - высоты нижнего и верхнего участков зоны средней точности;

n - количество измерительных катушек 5, у которых ЭДС Ek=Emin;

h - расстояние между соседними катушками 5.

Предполагается, что пары катушек 4 и 5 конструктивно аналогичны парам катушек 8 и 9 и расстояния между катушками в этих парах также равны.

Ek - ЭДС измерительной катушки, у которой Emax>Ek>Emin.

Логическое условие вычисления уровня по этой формуле - ЭДС Ek нижней измерительной катушки высокой точности Ek<Emax.

Уровень Н среды 1, вычисленный по формулам 1), 2), 3) или 4), логическим вычислительным устройством 11 преобразуется в аналоговые унифицированные сигналы и цифровые коды для индикации на служебном дисплее и передачи на внешние измерительные и регистрирующие устройства.

Конструкция зоны средней точности выполнена в виде двух участков и сигнальной пары катушек по той причине, что коэффициент k1 в формулах 1), 2), 3) зависит от температуры, т.к. с температурой изменяются электропроводность конструкционных материалов - чехла 2, стальных оболочек кабелей, из которых изготовлены обмотки 6 и 7, несущей трубы 3, а также электропроводность контролируемой электропроводной среды 1.

В предложенном устройстве в силу симметрии участков температурная погрешность в начале и в конце зоны средней точности приближается к нулю, т.к. при соответствующих величинах уровня Н среды 1 равно или близко к нулю напряжение Е0 измерительной обмотки. Кроме того, конструктивно проще намотать жесткий кабель в стальной герметичной оболочке диаметром 4÷5 мм на участке длиной около половины высоты зоны средней точности, чем на длине, равной полной высоте этой зоны.

Предлагаемое изобретение позволяет реализовать комплекс требований, предъявляемых к уровнемерам реакторных установок атомных электростанций с жидкометаллическими теплоносителями: обеспечить заданную точность контроля уровня, отслеживать изменение уровня по всей высоте контролируемого диапазона без мертвых зон, минимизировать температурную погрешность уровнемера, уменьшить стоимость уровнемера за счет использования в зоне средней точности для измерительных обмоток и обмоток возбуждения сравнительно коротких отрезков дорогостоящего кабеля по сравнению с длиной кабеля, необходимого для намотки катушек возбуждения и измерительных катушек зоны высокой точности. Потребность в кабеле для катушек составляет ориентировочно 1000 м на метр высоты зоны высокой точности при диметре кабеля 1÷1,5 мм, а для зоны средней точности потребность в кабеле для обмоток примерно 10 м на метр высоты зоны при диаметре кабеля 4÷5 мм.

Температурный диапазон условий работы уровнемеров на АЭС с жидкометаллическими теплоносителями составляет от 200 до 600°C, кроме того, уровнемеры в баке реактора находятся в условиях нейтронного и гамма-излучений очень высокой интенсивности. Приемлемый ресурс работы уровнемера в этих условиях могут обеспечить только чувствительные элементы, катушки и обмотки которых изготовлены из кабелей со стальной нержавеющей оболочкой и минеральной изоляцией между токоведущими жилами и оболочкой. Такие кабели имеют высокую стоимость, соответственно они вносят основной вклад в себестоимость изготовления уровнемеров.

Индуктивный уровнемер для контроля уровня электропроводных сред, содержащий чувствительный элемент, заключенный в защитный чехол, погруженный в контролируемую среду, отличающийся тем, что чувствительный элемент содержит зоны высокой и средней точности измерения уровня, причем зона высокой точности выполнена в виде ряда катушек возбуждения, распределенных по высоте контролируемого диапазона, и ряда измерительных катушек, индуктивно связанных с катушками возбуждения; зона средней точности выполнена в виде двух симметричных участков, каждый из которых содержит равномерно распределенные по высоте участка обмотку возбуждения и индуктивно связанную с ней измерительную обмотку, а между участками размещена сигнальная катушка возбуждения и индуктивно связанная с ней измерительная сигнальная катушка, при этом обмотки возбуждения участков соединены согласно, измерительные обмотки включены встречно, катушки и обмотки возбуждения соединены с генератором переменного тока, а катушки и обмотки измерительные подключены ко входам логического вычислительного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов.

Изобретение относится к области топливоизмерительных систем, в частности, для применения в авиации. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электронным устройствам для измерения уровня топлива. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к мостовым методам измерения на переменном токе параметров датчиков, и может быть использовано для измерения уровня диэлектрического вещества.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения положения границы раздела фаз водонефтяных потоков и может быть использовано в промысловой геофизике, в системах сбора и обработки информации при добыче нефти в горизонтальных и вертикальных скважинах, для учета фазового расхода расслоенного течения в трубопроводах, измерения уровня жидкостей в емкостях и резервуарах.

Изобретение относится к устройству для определения, по меньшей мере, одной граничной поверхности слоя шлака на металлическом расплаве. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидких продуктов, в частности нефти и нефтепродуктов. .

Изобретение относится к области измерения уровня, в частности для непрерывного измерения уровня жидкости в барабане парового котла. .

Изобретение относится к области обнаружения уровня жидкости и может быть использовано для обнаружения уровня расплавленной стали в мульде контикастера. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к системам измерения уровня заправки ракетно-космической техники

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и средствам для измерения уровня и массы жидкостей в резервуарах, и может найти применение, в частности, в устройствах для измерения запаса топлива в баках транспортных средств и уровня жидких продуктов, наполняемых в танкеры при волнениях на море

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Устройство для измерения уровня диэлектрического вещества содержит эталон, первый вывод которого подключен к первому входу блока переключения, а второй вывод подключен к выходу генератора синусоидального напряжения и к первому измерительному входу устройства. Измерительные входы устройства со второго по (n+1)-й, где n - количество двухполюсников, подключены к входам блока переключения, выход которого через последовательно соединенные преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока управления измерением, выходы которого подключены к блоку переключения, масштабному усилителю и аналого-цифровому преобразователю, а также к блоку управления по частоте и к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления. Блок управления измерением подключен к блоку управления режимами, выходы которого подключены к входам блока управления по частоте, вычислителя полного приращения электрической емкости, вычислителя уровня, вычислителя текущего приращения электрической емкости и блока управления переключением, выход которого подключен к блоку переключения. Вычислитель электрической емкости подключен к вычислителю текущего приращения электрической емкости и к вычислителю полного приращения электрической емкости, который подключен к вычислителю уровня. Аналого-цифровой преобразователь подключен к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления, которые подключены к блоку управления по частоте, выход которого подключен к генератору синусоидального напряжения. Вычислитель текущего приращения электрической емкости подключен к вычислителю уровня, при этом выход блока управления переключением является выходом устройства. При этом в устройство введен второй блок задания схемы замещения, причем выходы первого и второго блоков задания схемы замещения подключены к первому ключу, управляющий вход которого подключен к управляющему входу второго ключа и к блоку управления режимами. При этом выход первого ключа подключен к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления, который подключен к второму ключу, выход которого подключен к пороговому элементу, который подключен к блоку управления измерением, а выход порогового элемента является выходом устройства и подключен к управляющему входу третьего ключа, который подключен к вычислителю уровня, при этом выход второго ключа и выход третьего ключа являются выходами устройства. Технический результат - повышение надежности измерения. 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Устройство содержит эталон, который подключен к блоку переключения и к первому измерительному входу устройства, при этом измерительные входы устройства со второго по (n+1)-й, где n - количество двухполюсников, подключены к соответствующим входам блока переключения, выход которого через последовательно соединенные преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключены к входу блока управления измерением, выходы которого подключены к блоку переключения, масштабному усилителю и аналого-цифровому преобразователю, а также к блоку управления по частоте и к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления. Причем блок управления измерением подключен к блоку управления режимами, выходы которого подключены к входам блока управления по частоте, блока задания схемы замещения, вычислителя полного приращения электрической емкости, вычислителя текущего приращения электрической емкости, вычислителя уровня и блока управления переключением, выход которого подключен к блоку переключения. Причем вычислитель электрической емкости подключен к вычислителю текущего приращения электрической емкости и вычислителю полного приращения электрической емкости, выход которого подключен к вычислителю уровня. Блок задания схемы замещения подключен к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления, входы которых подключены к блоку управления по частоте, при этом вычислитель текущего приращения электрической емкости подключен к вычислителю уровня, выход которого, а также выходы вычислителя активного сопротивления и блока управления переключением, являются выходами устройства. При этом в устройство введен формирователь разности токов, который подключен к вычислителю электрической емкости и вычислителю активного сопротивления. Выход аналого-цифрового преобразователя подключен к формирователю разности токов, вход которого подключен к блоку управления измерением, выходы которого подключены к первому и второму ключам, которые соединены последовательно. Первый ключ подключен к первому измерительному входу устройства, а второй ключ подключен к источнику постоянного тока и генератору синусоидального напряжения, управляющий вход которого подключен к блоку управления по частоте. Технический результат устройства - повышение точности измерения. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения массы сжиженного углеводородного газа, содержащегося в резервуаре. Предлагается способ определения массы сжиженного углеводородного газа в резервуаре, при котором измеряют электрическую емкость радиочастотного датчика, располагаемого в резервуаре с сжиженным углеводородным газом. Одновременно измеряют температуру в резервуаре с сжиженным углеводородным газом в нескольких областях в полости резервуара по вертикали с применением соответствующих датчиков температуры. Выполняют совместные функциональные преобразования указанных электрической емкости и температуры. При этом производят усреднение значений температуры жидкой и газовой фаз путем обработки информации от всех датчиков температуры, находящихся соответственно в жидкой и газовой фазах. О массе сжиженного углеводородного газа судят по результатам совместного функционального преобразования указанных электрической емкости и усредненных значений температуры жидкости и газа. Технический результат - повышение точности определения массы сжиженного углеводородного газа, содержащегося в резервуаре. 3 ил.

Изобретение относится к датчику (1) для измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе для установки непрерывной разливки, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнюю сторону (3), куда выходит отверстие (4), в которое втекает жидкий металл, характеризующемуся тем, что этот датчик содержит: катушку возбуждения (7) с воздушным сердечником, ориентированную перпендикулярно к верхней стороне (3) кристаллизатора и питаемую током для создания магнитного поля, силовые линии которого распространяются вдоль верхних силовых линий (14), которые отходят от кристаллизатора, и вдоль нижних силовых линий (15), которые перекрывают верхнюю сторону кристаллизатора и поверхность расплавленного металла, - нижнюю приемную катушку (8) с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия нижних силовых линий (15), изменяющихся при изменении уровня поверхности расплавленного металла, и верхнюю приемную катушку (9) с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения (8), наложенную непосредственно на нижнюю приемную катушку (8) и имеющую одинаковые с ней геометрию и характеристики, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия верхних силовых линий (14), которые, по существу, не претерпевают возмущений, обусловленных поверхностью расплавленного металла. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ относится к конструированию и изготовлению контрольно-измерительной техники и может быть применен относительно проектируемых емкостных датчиков с металлическими коаксиально расположенными трубчатыми электродами для работы в диэлектрических жидкостях. Способ состоит в том, что при сборке коаксиально соединенных трубчатых электродов с выходным узлом электроды располагаются вертикально, выходной узел, выполненный в виде патрубка с внутренним диаметром больше диаметра внешнего электрода коаксиально размещается в верхней части электродов, внутрь электрода меньшего диаметра, между электродами, и между внешним электродом и выходным узлом, на необходимую глубину устанавливаются несъемные изоляционные эластичные заглушки, а сборка осуществляется одновременной заливкой полостей между выходным узлом и внешним электродом, между электродами, и меньшим электродом пластифицированной эпоксидной смолой. Технический результат - повышение технологичности изготовления, повышение надежности и снижение стоимости конечного изделия. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям уровня путем измерения емкости конденсаторов, и предназначено для измерения температуры и уровня продукта, заполняющего хранилище. Устройство содержит измерительный шлейф с диэлектрической оболочкой, армированной двумя электропроводящими тросами, которые используются в качестве датчиков емкостного уровнемера. Внутри диэлектрической оболочки размещены датчики температуры и емкостные сенсоры, каждый из которых состоит из чувствительного элемента и модуля измерения емкости. Электропроводящие тросы, датчики температуры и выходы емкостных сенсоров соединены с блоком обработки, содержащим модули обработки сигналов датчиков температуры, емкостных сенсоров и датчиков емкостного уровнемера. В устройстве периодически выполняется автоматическая калибровка устройства с учетом диэлектрической проницаемости и температур продукта, окружающего измерительный шлейф в зонах размещения емкостных сенсоров. Технический результат - уменьшение погрешности измерения уровня заполнения хранилища. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций. Уровнемер содержит обмотку возбуждения и измерительную обмотку, помещенные в защитный чехол, погруженный в контролируемую среду. Датчик снабжен полым трубчатым каналом, закрепленным в защитном чехле внутри катушек обмотки возбуждения и измерительной обмотки, и подвижным индикатором уровня, перемещаемым внутри полого трубчатого канала. Подвижный индикатор уровня выполнен в виде штанги, на одном из концов которой закреплен чувствительный элемент, состоящий из группы индуктивно связанных катушек, а на другом конце установлен электрический разъем, к которому подключены выводы катушек чувствительного элемента. На защитном чехле закреплен узел фиксации штанги в любой точке диапазона изменений уровня. Использование предложенного уровнемера позволит обеспечить необходимые метрологические характеристики, надежность работы и длительный ресурс эксплуатации уровнемеров в жестких температурных и радиационных условиях ядерного реактора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Технический результат, достигаемый от осуществления изобретения - расширение области применения при одновременном увеличении точности измерения уровня и упрощении конструкции. Устройство содержит электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты на транзисторе, измерительную схему, содержащую предварительный усилитель на транзисторе, усилитель на транзисторе, емкостные электроды, включенные в измерительную схему, диоды, измерительный прибор, источник питания, диодный стабилизатор напряжения. В качестве емкостных электродов использованы два медных электрода, выполненных из ленты, прутка, трубки или другого профиля. Устройство содержит усилитель постоянного тока, выполненный на составном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель), а также диоды, включенные последовательно, при этом диоды включены в обратном направлении. Вывод одного диода соединен с выводом емкостного электрода, вывод второго диода «заземлен». Вывод одного емкостного электрода соединен с коллектором транзистора усилителя измерительной схемы, вывод второго емкостного электрода соединен с катодом первого диода и анодом второго диода, анод первого диода «заземлен», катод второго диода через переключатель и сопротивление соединен с базой составного транзистора эмиттерного повторителя, между эмиттером которого и «землей» включены последовательно сопротивление и диод в прямом направлении. Эмиттер составного транзистора эмиттерного повторителя через сопротивление соединен с выводом измерительного прибора, второй вывод которого «заземлен», коллектор составного транзистора эмиттерного повторителя соединен с источником питания. 1 ил.
Наверх