Способ определения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в различного рода накопительных сосудах. Предложен способ измерения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером с точечным датчиком, содержащим резистивный датчик температуры марки ТВО и контроллер управления процессом измерения. Новым является то, что анализируют изменение значений сопротивления датчика при запитке его поочередно током 0,1 и 3 мА и по величине скачка сопротивления судят о фазе вещества. Технический результат - определение уровня жидкого гелия точечным датчиком без предварительной калибровки. 2 ил.

 

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть преимущественно использовано в различного рода накопительных сосудах.

Известен способ измерения уровня жидкого гелия с помощью дискретного уровнемера. Дискретные (точечные) измерители уровня жидкого гелия используются, главным образом, в случаях, когда для ведения технологического процесса не обязательно знать положение уровня по всей высоте гелиевого сосуда, а достаточно иметь информацию об узловых значениях уровня в некоторых реперных точках по высоте сосуда, когда необходимо зафиксировать наличие определенного уровня или когда показания линейного свехпроводящего уровнемера недостоверны, например во время захолаживания сосуда.

В качестве датчиков применяются чаще всего объемные сопротивления марки Allen Bradley или отечественные ТВО, чаще всего используется с номиналом 1 кОм. Для него имеется снятая с высокой точностью зависимость сопротивления от температуры.

Известен способ определения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером, основанный на запитке датчика током с постоянным напряжением источника и измерении скачка тока при переходе датчика между жидкой и газообразной фазами [В.И. Лаврентьев, В.В. Чураков. Дискретный уровнемер жидкого гелия. Препринт ИФВЭ №83-131, 1983 г.].

Недостатком известного способа является то, что требуется калибровка его перед измерением. Это вызвано тем фактом, что разброс величин сопротивления датчика может составлять до 20% и таким образом вносить значительную погрешность в измерение скачка тока.

Задача, решаемая изобретением, заключается в нахождении способа определения уровня жидкого гелия точечным датчиком, не требующим его предварительной калибровки.

Поставленная задача решается с помощью анализа величин сопротивлений в жидком и газообразном гелии при разных величинах подведенной к резистору мощности.

На фиг. 1 приведены экспериментально снятые зависимости величины сопротивления резистора от тока подогрева. Видно, что при малых токах (менее 0,1 мА) величина сопротивления практически не зависит от того, находится датчик в жидкости или в парах. Это объясняется равенством температуры в жидкости и в парах над зеркалом. Если же увеличивать ток, сказывается разность в теплоотдаче в жидкости и в теплоотдаче в паре и при токе 3 мА изменение сопротивления резистора ТВО составляет для жидкой фазы 30%, а для газообразной 37%. Такая разница легко может быть зафиксирована с помощью электроники. Регулярно меняя ток подогрева и измеряя величину сопротивления, можно таким образом судить о том, в какой среде находится датчик.

Сущность заявляемого способа поясняется на фиг. 2, на которой изображена блок-схема такого измерителя. Он включает в себя следующие компоненты:

1 - точечный резистивный датчик температуры и уровня жидкого гелия, присоединенные к контроллеру по четырехпроводной схеме. Величина сопротивления при комнатной температуре порядка 1 кОм;

2 - контроллер;

3 - ЭВМ.

Контроллер 2 реализует следующие функции:

- поочередную запитку датчика током 0,1 и 3 мА;

- измерение напряжения на датчике и сопротивления датчика;

- измерение скачка величины сопротивления;

- сравнение полученных данных с величиной сопротивления в жидком гелии: скачок менее чем на 32% соответствует положению датчика в жидкости, скачок более чем в 35% соответствует положению датчика в парах гелия, остальные данные соответствуют пограничному состоянию. Вывод об уровне датчика по отношению к зеркалу жидкого гелия;

- связь с ЭВМ.

ЭВМ 3 обеспечивает визуализацию данных.

Способ измерения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером с точечным датчиком, содержащим резистивный датчик температуры марки ТВО и контроллер управления процессом измерения, отличающийся тем, что анализируют изменение значений сопротивления датчика при запитке его поочередно током 0,1 и 3 мА и по величине скачка сопротивления судят о фазе вещества.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкостей при заполнении и опорожнении резервуаров, в частности уровня компонентов жидкого криогенного топлива в емкостях и баках при жестких механических воздействиях.

Изобретение относится к технике измерения уровня потока жидкости, протекающего по открытому каналу. Техническим результатом является повышение надежности измерения уровня.

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидких металлов в атомно-энергетической промышленности. Кондуктометрический способ позволяет измерять уровень жидкого металла без введения каких-либо элементов конструкции уровнемера внутрь резервуара, где находится жидкий металл.

Изобретение относится к области криогенной техники. Способ измерения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером с точечным резистивным датчиком температуры марки ТВО и контроллером управления процессом измерения отличается тем, что датчик устанавливается на разных уровнях и определяется разброс показаний значений сопротивления датчика: стабильный и малый разброс указанных значений характеризует расположение датчика в жидкой среде гелия, несколько худший разброс указанных значений характеризует расположение датчика в газообразной среде, наибольший разброс указанных значений соответствует положению датчика у поверхности жидкого гелия, и по итогу анализа разброса показаний сопротивления определяют уровень жидкого гелия.

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано в автоматических системах автоматики и аварийной сигнализации для измерения уровня жидкого азота.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля и сигнализации границы раздела сред нефтепродукт-вода в установках для очистки воды от нефтепродуктов или обводненных нефтепродуктов от воды.

Описывается устройство (1) для измерения электропроводности, по меньшей мере, для определения уровня наполнения электропроводных жидкостей. Предусмотрен измерительный элемент (10), по меньшей мере, с одним несущим корпусом (12) и, по меньшей мере, двумя, имеющими первый (42) и второй (44) концы и проходящими в вертикальном направлении электродами (40а, b), причем электроды (40а, b) в зоне первого конца (42) имеют, по меньшей мере, одну экранированную зону (22), и каждый электрод (40а, b) имеет, по меньшей мере, одну первую и одну вторую соответственно граничащую с экранированной зоной (22) свободную контактную поверхность (46, 52).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении раздела фаз в парогенерирующих установках. Способ заключается в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R, отличающийся тем, что измеряют ток I, проходящий через датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/πdLαп, Δtж=I2R/πdLαж, определяют удельное электрическое сопротивление датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами ρп=ρ0(1+βΔtп), ρж=ρ0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж:hп=(RS-ρжL)/(ρп-ρж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, β - термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°C, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи на поверхности датчика при взаимодействии с паровой и жидкой фазами.

Изобретение относится к устройствам для определения уровня криогенной жидкости и может быть применено как в криогенерирующих установках, так и в системах, потребляющих криопродукцию.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к дискретным датчикам контроля уровня, и может быть использовано в системах и приборах для контроля уровня топлива при хранении, заправке, а также в процессе работы двигателей на криогенном топливе при жестких механических воздействиях.
Наверх