Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе

Авторы патента:


Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе
Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе
Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе
Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе

 


Владельцы патента RU 2517771:

АВЕМИ (FR)

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.

 

Изобретение относится к датчику для измерения уровня металла в кристаллизаторе непрерывной разливки.

Металлургическая технология непрерывной разливки состоит в заливке расплавленного металла в изложницу без дна при температуре порядка 1500°С. Сечение непрерывно вытягиваемого слитка определяется формой кристаллизатора.

Одной из важнейших характеристик этой технологии является уровень расплавленного металла в кристаллизаторе.

Контроль уровня расплавленного металла можно осуществлять традиционным способом с помощью подвесного электромагнитного датчика, описанного, например, в документе US-A-4,647,854.

Такой датчик содержит две или три отдельных и независимых катушки, каждая из которых параллельна поверхности расплавленного металла. Первая катушка выполняет функцию возбуждения, а вторая и третья катушки, помещенные по обе стороны от первой, - измерительную функцию.

Принцип работы таких датчиков заключается в наведении в катушке возбуждения переменного электрического сигнала, генерируемого управляющей электронной схемой, в результате чего создается магнитное поле.

Указанное магнитное поле претерпевает возмущения, сила которых зависит от уровня находящегося в кристаллизаторе расплавленного металла.

Поскольку напряженность магнитного поля изменяется в соответствии с уровнем расплавленного металла, напряжение, наведенное в измерительной катушке, которая примыкает к расплавленному металлу, характеризует уровень металла в кристаллизаторе.

Напряжение, наведенное в измерительной катушке, примыкающей к расплавленному металлу, сравнивают с напряжением, наведенным в противоположной, а следовательно, не претерпевающей возмущения измерительной катушке, что позволяет определить уровень жидкого металла, исходя из разности этих двух наведенных напряжений.

На практике электромагнитные датчики подвешивают над расплавленным металлом во избежание возникновения краевых эффектов.

При таком размещении этих датчиков существенно затрудняется проведение операций разливки, поскольку операторы должны постоянно следить за «чистотой» поверхности расплавленного металла и вынуждены оказывать на нее соответствующее воздействие.

Кроме того, в случае замены трубы, по которой расплавленный металл подается в кристаллизатор из ковша, находящегося перед этим кристаллизатором, датчик необходимо просто снимать с кристаллизатора.

Учитывая изложенные выше ситуации, одной из целей изобретения является разработка такого электромагнитного датчика для измерения уровня расплавленного металла в кристаллизаторе непрерывной разливки, который мог бы быть отведен от поверхности разливки и был бы не слишком чувствительным к электромагнитным и тепловым возмущениям.

Для достижения указанной цели предложен датчик для измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе для установки непрерывной разливки, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнюю сторону, куда выходит отверстие, в которое втекает жидкий металл.

Кроме того, этот датчик содержит:

- катушку возбуждения с воздушным сердечником, ориентированную перпендикулярно к верхней стороне кристаллизатора и питаемую током для создания магнитного поля, силовые линии которого распространяются вдоль верхних силовых линий, которые отходят от кристаллизатора, и вдоль нижних силовых линий, которые перекрывают верхнюю сторону кристаллизатора и поверхность расплавленного металла,

- нижнюю приемную катушку с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия нижних силовых линий, изменяющихся при изменении уровня поверхности расплавленного металла, и

- верхнюю приемную катушку с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения, наложенную непосредственно на нижнюю приемную катушку и имеющую одинаковые с ней геометрию и характеристики, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия верхних силовых линий, которые, по существу, не претерпевают возмущений, обусловленных поверхностью расплавленного металла, причем датчик выполнен с возможностью помещения на верхней стороне кристаллизатора вблизи отверстия.

Таким образом, предложен измерительный датчик с оригинальной структурой, позволяющей установить его на постоянной основе на кристаллизаторе у края жидкого металла. Хотя датчик согласно изобретению и не располагается при этом над жидким металлом, как в традиционных системах, он обеспечивает надлежащее измерение уровня расплавленного металла. Это становится возможным благодаря особой компоновке, при которой катушка возбуждения и приемные катушки ориентированы в плоскостях, перпендикулярных к поверхности жидкого металла. В результате в предлагаемом датчике удается использовать магнитное поле, которое параллельно поверхности жидкого металла, уровень которой подлежит определению.

Кроме того, датчик согласно изобретению снабжен катушками с воздушным сердечником, то есть такими, в которых отсутствует ферромагнитный сердечник. Такая мера имеет особое значение для достижения нужного качества измерений, поскольку ферромагнитные сердечники, используемые в традиционных датчиках, чувствительны к температурным колебаниям и электромагнитным возмущениям, а также обладают гистерезисом, который чрезвычайно затрудняет моделирование их поведения. Таким образом, предлагаемый датчик характеризуется нечувствительностью к возмущениям и колебаниям магнитного и теплового характера.

Предпочтительно, чтобы верхняя приемная катушка и нижняя приемная катушка примыкали к катушке возбуждения. Благодаря этому удастся получить компактный датчик, что делает его менее подверженным влиянию возмущений.

В соответствии с одним из предлагаемых технических решений нижняя приемная катушка и верхняя приемная катушка расположены симметрично относительно плоскости симметрии катушки возбуждения.

На практике датчик имеет немагнитный и электроизоляционный сердечник, на который намотаны электрические провода, образующие катушку возбуждения и две приемные катушки.

Предусмотрено, что в сердечнике выполнена канавка, в которой спирально намотан электрический провод, образующий катушку возбуждения, и две состыкованные канавки с осями, параллельными друг другу и параллельными оси канавки, куда вложена катушка возбуждения, в каждой из которых спирально намотан электрический провод, образующий приемную катушку.

Для облегчения процесса изготовления предусмотрено, чтобы сердечник состоял из двух состыкованных частей, в каждой из которых выполнена канавка для приемной катушки и полуканавка для катушки возбуждения.

На практике каждая из канавок имеет, по существу, прямоугольный профиль.

Кроме того, датчик имеет кожух, предназначенный для обеспечения защиты катушек и средств электрического присоединения к катушкам.

Для сведения к минимуму потерь магнитного поля на вихревые токи верхняя и нижняя стенки, а также передняя стенка кожуха выполнены из материала с высоким электрическим удельным сопротивлением.

В соответствии с одним из вариантов для создания магнитного поля датчик может быть снабжен пластинами с низким электрическим удельным сопротивлением, служащими для облицовки его нижней и верхней стенок.

В соответствии с одним из признаков в состав датчика включен контур охлаждения.

В соответствии с одним из возможных вариантов измерительный датчик может быть соединен с температурным измерительным зондом, помещенным вблизи от отверстия и предназначенным для измерения температуры медной пластины кристаллизатора. Этот измерение может быть использовано для компенсации флуктуаций сигнала датчика, вызванных колебаниями температуры в стенке кристаллизатора. Температурный зонд может быть также помещен в стенке кристаллизатора.

В соответствии с другим аспектом изобретения в нем предложен способ измерения уровня в установке непрерывной разливки, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнюю сторону, куда выходит отверстие, в которое втекает жидкий металл, характеризующийся тем, что этот способ включает в себя следующие этапы:

- подают напряжение на катушку возбуждения с воздушным сердечником, ориентированную перпендикулярно к верхней стороне кристаллизатора и находящуюся вблизи от отверстия, для создания магнитного поля, силовые линии которого распространяются вдоль верхних силовых линий, которые отходят от кристаллизатора, и вдоль нижних силовых линий, которые перекрывают верхнюю сторону кристаллизатора и поверхность расплавленного металла;

- измеряют наведенное напряжение, генерируемое в результате действия нижних силовых линий, причем эти последние могут изменяться при изменении уровня поверхности расплавленного металла, в нижней приемной катушке с воздушным сердечником, параллельной катушке возбуждения;

- измеряют наведенное напряжение, генерируемое в результате действия верхних силовых линий, причем эти последние, по существу, не претерпевают возмущений, обусловленных поверхностью расплавленного металла, в верхней приемной катушке с воздушным сердечником, параллельной катушке возбуждения, наложенной на нижнюю приемную катушку и имеющей одинаковые с ней геометрию и характеристики;

- сравнивают измеренные наведенные напряжения в нижней и верхней приемных катушках и выполняют их цифровую обработку для получения значения уровня расплавленного металла в кристаллизаторе;

- измеряют температуру кристаллизатора;

- посредством цифровой обработки корректируют значение уровня расплавленного металла в зависимости от температуры кристаллизатора.

Согласно изобретению предусматривается измерение уровня от кристаллизатора, что может оказывать влияние на качество измерения. Для нейтрализации влияния колебаний температуры кристаллизатора предусмотрены измерение этой температуры и коррекция уровня расплавленного металла в зависимости от температуры.

В соответствии с одним из вариантов может быть также предусмотрен этап коррекции, посредством цифровой обработки, значения уровня расплавленного металла в зависимости от ширины кристаллизатора.

Для облегчения усвоения идеи изобретения оно раскрыто ниже применительно к приложенным чертежам, на которых в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, иллюстрируется один из вариантов осуществления предлагаемого измерительного датчика.

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение измерительного датчика, помещенного на частично показанном здесь кристаллизаторе.

Фиг.2 - вид в аксонометрии сердечника, входящего в состав измерительного датчика.

Фиг.3 и 4 - виды в разрезе каналов охлаждения датчика.

На фиг.1 частично изображен кристаллизатор. Такие кристаллизаторы традиционно имеют верхнюю сторону 3 и отверстие 4, поперечным сечением которого определяется сечение слитка, выходящего из кристаллизатора 2.

Жидкий металл вводится по подающей трубе (не показана) в отверстие 4 кристаллизатора 2, при этом необходимо непрерывно измерять его уровень с целью контроля расхода подаваемого жидкого металла.

Как показано на фиг.1, имеется датчик 1, помещенный вблизи от отверстия 4. Иначе говоря, этот датчик смонтирован на краю отверстия 4, но не нависает над ним.

Датчик снабжен кожухом 5, который может быть выполнен из керамики или металла. Как видно на фиг.1, устройство может иметь облицовку из пластин 6 (например, медных), предусмотренных по его верхней 5а и нижней 5b стенкам и обеспечивающих магнитное экранирование. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предусмотрено выполнять верхнюю 5а и нижнюю 5b стенки кожуха непосредственно из материала, обеспечивающего магнитное экранирование.

Что касается передней стороны кожуха, то есть той, которая примыкает к отверстию 4 кристаллизатора, то она может быть предпочтительно выполнена из металла с очень высоким удельным электрическим сопротивлением.

Учитывая, что вокруг датчика имеет место довольно высокая температура, в кожухе 5 может быть предусмотрена система водяного или воздушного охлаждения. На фиг.3 и 4 продемонстрирован контур охлаждения, включающий в себя несколько выполненных в этом кожухе каналов 11, по которым циркулирует хладагент.

Кожух 5 может быть закреплен на кристаллизаторе с помощью фланцев или винтов. В отличие от традиционных датчиков, предлагаемый датчик выполнен с возможностью установки на кристаллизаторе на постоянной основе.

Внутри кожуха 5 датчик 1 снабжен тремя катушками, которые ориентированы перпендикулярно к верхней стороне кристаллизатора и, следовательно, располагаются также в плоскостях, перпендикулярных к поверхности жидкого металла.

Одна из катушек - это катушка возбуждения 7, которая расположена перпендикулярно к верхней стороне кристаллизатора. Это катушка образована спиральной обмоткой из электрического проводника, через нее проходит ток низкой частоты порядка 400-1200 Гц.

Две остальных катушки - это приемные катушки, которые состыкованы в виде нижней приемной катушки 8 и верхней приемной катушки 9.

Нижняя приемная катушка 8 и верхняя приемная катушка 9 расположены симметрично по отношению к плоскости симметрии катушки возбуждения 7.

Для большей простоты на фиг.1 не показан сердечник 10, на который намотаны катушка возбуждения и приемные катушки. Детально он изображен на фиг.2.

На практике в сердечнике 10 выполняют канавку 12, в которой спирально намотан электрический провод, образующий катушку возбуждения 7, и две состыкованные канавки 13 с осями, параллельными друг другу и параллельными оси канавки 12, куда вложена катушка возбуждения, в каждой из которых спирально намотан электрический провод, образующий приемную катушку.

Следует отметить, что каждая из катушек 12, 13 имеет, по существу, прямоугольный профиль.

Для облегчения процесса изготовления предусмотрено, что сердечник состоит из двух состыкованных частей, в каждой из которых выполнена канавка 13 для приемной катушки и полуканавка 12 для катушки возбуждения.

Сердечник 10 выполнен из немагнитного электроизоляционного материала типа керамики или пластика, стойкого к действию высоких температур.

В процессе работы катушка возбуждения, через которую проходит ток, создает электрическое поле внутри катушки и снаружи от нее.

Верхние силовые линии 14 распространяются, отходя от кристаллизатора через верхнюю приемную катушку 9, а нижние силовые линии 15 пронизывают кристаллизатор 2 и, в частности, ту его часть, где расположена поверхность расплавленного металла, распространяясь через нижнюю приемную катушку 8.

Как показано на фиг.1 пунктиром, изменения уровня расплавленного металла приводят к возмущению нижних силовых линий, которое выражается в изменении напряжения, наводимого в нижней приемной катушке 8.

Нижняя 8 и верхняя 9 приемные катушки соединены с электронным блоком обработки, в котором наведенные напряжения подвергаются обработке, усилению и сравнению.

Благодаря сравнению с напряжением, наводимым в верхней катушке 9, становится возможным определить уровень жидкого металла в кристаллизаторе. Учитывая необычное расположение катушки возбуждения и приемных катушек, можно устанавливать датчик на кристаллизаторе по краю выпускного отверстия.

Можно также предусмотреть, чтобы предлагаемый датчик был снабжен температурным зондом, который должен будет предпочтительно находиться в непосредственной близости от отверстия 4 или в стенке кристаллизатора.

Указанный температурный зонд типа термопары или термистора соединен с электронным блоком обработки, с тем чтобы можно было вводить данные о температуре, а также компенсировать возможные флуктуации измерения, вызванные колебаниями температуры в стенке кристаллизатора.

Должно быть совершенно очевидно, что изобретение не ограничивается вариантом осуществления, описанным выше в качестве примера, не имеющего ограничительно характера, а напротив, охватывает его самые разнообразные модификации.

1. Датчик (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, характеризующийся 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 (7), 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, причем датчик выполнен с возможностью помещения на верхней стороне (3) кристаллизатора вблизи отверстия (4).

2. Датчик для измерения уровня по п.1, отличающийся тем, что верхняя приемная катушка (9) и нижняя приемная катушка (8) примыкают к катушке возбуждения (7).

3. Датчик для измерения уровня по п.1, отличающийся тем, что нижняя приемная катушка (8) и верхняя приемная катушка (9) расположены симметрично относительно плоскости симметрии катушки возбуждения (7).

4. Датчик для измерения уровня по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он имеет немагнитный и электроизоляционный сердечник (10), на который намотаны электрические провода, образующие катушку возбуждения (7) и две приемные катушки (8, 9).

5. Датчик по п.4, отличающийся тем, что в сердечнике (10) выполнена канавка (12), в которой спирально намотан электрический провод, образующий катушку возбуждения (7), и две состыкованные канавки (13) с осями, параллельными друг другу и параллельными оси канавки, куда вложена катушка возбуждения (7), в каждой из которых спирально намотан электрический провод, образующий приемную катушку (8, 9).

6. Датчик по п.5, отличающийся тем, что сердечник (10) состоит из двух состыкованных частей (10а, 10b), в каждой из которых выполнена канавка (13) для приемной катушки и полуканавка (12) для катушки возбуждения.

7. Датчик по любому из пп.5 или 6, отличающийся тем, что каждая из канавок (12, 13) имеет, по существу, прямоугольный профиль.

8. Датчик по любому из пп.1-3, 5 или 6, отличающийся тем, что он имеет кожух (5), предназначенный для обеспечения защиты катушек и средств электрического присоединения к катушкам.

9. Датчик по п.8, отличающийся тем, что верхняя и нижняя стенки (5а, 5b), a также передняя стенка (5с) кожуха выполнены из материала с высоким электрическим удельным сопротивлением.

10. Датчик по любому из пп.1-3, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что датчик снабжен пластинами (6) с высоким магнитным удельным сопротивлением, служащими для облицовки его нижней и верхней стенок.

11. Датчик по любому из пп.1-3, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что он соединен с температурным измерительным зондом, помещенным вблизи от отверстия (4).

12. Датчик по любому из пп.1-3, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что он соединен с температурным измерительным зондом, расположенным в стенке кристаллизатора.

13. Датчик по любому из пп.1-3, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что он содержит контур охлаждения.

14. Способ измерения уровня в установке непрерывной разливки, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнюю сторону, куда выходит отверстие (4), в которое втекает жидкий металл, характеризующийся тем, что этот способ включает в себя следующие этапы:
- подают напряжение на катушку возбуждения (7) с воздушным сердечником, ориентированную перпендикулярно к верхней стороне кристаллизатора и находящуюся вблизи отверстия (4), для создания магнитного поля, силовые линии которого распространяются вдоль верхних силовых линий, которые отходят от кристаллизатора, и вдоль нижних силовых линий, которые перекрывают верхнюю сторону кристаллизатора и поверхность расплавленного металла;
- измеряют наведенное напряжение, генерируемое в результате действия нижних силовых линий, изменяющихся при изменении уровня поверхности расплавленного металла, в нижней приемной катушке (8) с воздушным сердечником, параллельной катушке возбуждения;
- измеряют наведенное напряжение, генерируемое в результате действия верхних силовых линий, которые, по существу, не претерпевают возмущений, обусловленных поверхностью расплавленного металла, в верхней приемной катушке (9) с воздушным сердечником, параллельной катушке возбуждения, наложенной на нижнюю приемную катушку и имеющей одинаковые с ней геометрию и характеристики;
- сравнивают измеренные наведенные напряжения в нижней и верхней приемных катушках и выполняют их цифровую обработку для получения значения уровня расплавленного металла в кристаллизаторе;
- измеряют температуру кристаллизатора;
- посредством цифровой обработки корректируют значение уровня расплавленного металла в зависимости от температуры кристаллизатора.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя этап коррекции, посредством цифровой обработки, значения уровня расплавленного металла в зависимости от ширины кристаллизатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения массы сжиженного углеводородного газа, содержащегося в резервуаре.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в системах 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, в частности к системам измерения уровня заправки ракетно-космической техники. .

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций. .

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. .

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.

Заявленное изобретение относится к емкостным датчикам, использующимся в качестве топливного датчика для определения количества топлива, оставшегося в топливном баке. Емкостный датчик (15) уровня содержит колоннообразный внутренний корпус (27) из диэлектрика; полый цилиндрический наружный корпус (23) из диэлектрика, размещенный снаружи окружности внутреннего корпуса (27) по всей его окружности и на расстоянии от него; внутренний электрод (29), прикрепленный к наружной круговой поверхности внутреннего корпуса (27); и наружный электрод (25), прикрепленный к внутренней круговой поверхности наружного корпуса (23). Предложенный емкостный датчик (15) уровня измеряет электроемкость между внутренним и внешним электродами (29, 25) и выявляет уровень топлива, находящегося между внутренним и внешним электродами (29, 25). Наружный корпус (23) снабжен группой наружных сквозных отверстий (31), позволяющих электрическому заряду перемещаться с его наружной круговой поверхности к наружному электроду (25). Технический результат - обеспечение подавления электризации при работе датчика при использовании в корпусе диэлектрика. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области контроля уровня жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций и исследовательских стендов. Уровнемер содержит обмотку возбуждения, питаемую переменным током звуковой частоты, и измерительную обмотку, заключенные в герметичный защитный чехол, погружаемый в контролируемую среду. Обмотка возбуждения выполнена в виде двух продольных седлообразных катушек индуктивности, навитых на металлическом трубном каркасе протяженностью не менее диапазона измерения уровня. Измерительная обмотка выполнена одновитковой короткозамкнутой и является стенкой трубного каркаса, на котором расположены катушки возбуждения. На стенке каркаса с заданной дискретностью по высоте, равной абсолютной погрешности измерения, диаметрально-противоположно один к другому в промежутках между катушками возбуждения установлены электрически соединенные со стенкой трубного каркаса потенциальные электроды (токосъемники), образующие измерительные пары для вывода индуцированных полем возбуждения разностей потенциалов в стенке каркаса, являющихся мерой погружения уровнемера в жидкометаллический теплоноситель. Потенциальные электроды соединены с входом многоканального вторичного прибора. Технический результат: упрощение конструкции, повышение надежности работы и снижение стоимости изготовления уровнемера. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам измерения уровня электропроводных сред и может использоваться для контроля уровня жидкометаллических теплоносителей в атомной энергетике. Предложенный уровнемер содержит обмотку возбуждения, соединенную с генератором переменного тока постоянной частоты и измерительную обмотку, подключенную к дискретно-аналоговому вычислителю уровня. Обе обмотки выполнены в виде ряда соленоидов, изготовленных из многожильного кабеля и закрепленных внутри защитного чехла. Часть жил каждого соленоида образует обмотку возбуждения, а остальные - измерительную обмотку. В качестве многожильного кабеля может быть использован жаростойкий, термопарный или нагревательный кабель в стальной герметичной оболочке с минеральной изоляцией жил. По сравнению с известными уровнемерами жидких металлов предлагаемый уровнемер имеет более простую конструкцию при сохранении высоких метрологических характеристик и длительного ресурса работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении уровня диэлектрической жидкости в системах контроля и диагностики технических объектов, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники компонентами топлива. В способе измерения уровня диэлектрического вещества используется емкостной датчик уровня и компенсационный конденсатор, на которые поочередно подают синусоидальные напряжения двух частот. На этих частотах измеряют токи емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора. По величине токов определяют приращение емкости датчика уровня и относительное значение уровня диэлектрической жидкости, заполняющей межэлектродное пространство датчика. Технический результат заключается в повышении точности измерения уровня диэлектрического вещества, повышение степени автоматизации процесса измерений и его технологичности за счет учета текущего значения относительной диэлектрической проницаемости контролируемого вещества, определяемого непосредственно в процессе измерений. 2 ил.

Раскрыт электростатический емкостный датчик уровня текучей среды, в котором герметичный вывод включает в себя металлическую пластинку и электропроводящие контактные штырьки, вставленные сквозь металлическую пластинку так, чтобы они были герметично изолированы и закреплены, а также два электрода с электроизолирующими разделителями, фиксирующие взаимное расположение между электродами. Указанный датчик содержит, по меньшей мере, один соединительный вывод, посредством которого электроды неподвижно соединены с электропроводящими контактными штырьками, выполненный с возможностью быть деформируемым более слабой силой, чем сила, которая вызывает деформацию упомянутого электрода. При этом в результате деформации соединительного вывода механическое напряжение, действующее на электроды, рассредоточено и/или демпфировано и, таким образом, может быть предотвращена деформация электродов. Представленный датчик прост по конструкции, легок в изготовлении и использовании. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства относится к дистанционной контрольно-измерительной технике, устройство предназначено для измерения уровня диэлектрических жидкостей, находящихся в баках, резервуарах, иных емкостях, в том числе в топливных баках транспортных средств, и автоматической, в реальном масштабе времени передаче на диспетчерский пульт информации о степени наполненности емкости и месте ее нахождения. Устройство включает в себя емкостные чувствительные элементы в виде коаксиально выполненных трубчатых электродов, соединенных с корпусом, плату электронного генератора, соединенную с элементами и размещенную внутри корпуса, провод выходного сигнала, новым является то, что сигнал генератора подается на микроконтроллер, который соединен с акселерометром, портом ввода-вывода, модемом, блоком хранения информации, приемником спутниковой связи, включающим усилитель и антенну, а модем соединен с антенной сотовой связи и картой хранения информации, провод представляет собой двунаправленную пару, а корпус выполнен из пластика. В моноблочном исполнении устройства данные об уровне топлива, остановках, стоянках транспортного средства, переданные на сервер, позволяют автоматически, в реальном масштабе времени производить их эффективную обработку и получать достоверную информацию о расходе, местах заправок, возможных сливах топлива, а также о маршруте и режиме движения транспортного средства при фискальном архивировании всех данных. Компактность и моноблочность выполнения устройства снижает его себестоимость и повышает эксплуатационную надежность. 3 ил.
Наверх