Патентно-тех;.;-'.библиотекаlimт. а. макаров

 

287342

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Воеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42е, 34

Заявлено 14.IV.1969 (№ 1328146!18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 19.XI.1970. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 25.1.1971

МПК G 01f 23/00

УДК 681.128(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Спеете Министрое

СССР

Автор изобретения и заявитель

Т. А. Макаров

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ, ПЛОТНОСТИ

И ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЕЙ

Данное устройство относится к области приборостроения.

Известные устройства для измерения уровня плотности и границы раздела жидкостей, выполненные на базе дифференциально-трансформаторных ультразвуковых и изотопных приборов, громоздки и «е обеспечивают достаточной надежности и точности.

Описываемос устройство обеспечивает одновременное измерение уровня, плотности и контроля раздела жидкостей, имеющих различный удельный вес и находящихся в общем резервуаре, за счет того, что поплавковый уровнемер снабжен дополнительным преобразователем перемещений, обмотка которого подключена к вторичному прибору через измерительную обмотку преобразователя датчика погружения, причем дополнительный преобразователь поплавкового уровнемера размещен на общем каркасе с основным преобразователем и подвижные сердечники их механически соединены между собой с кулачком и возвратной пружиной.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2

его электрическая схема.

Устройство выполнено на базе датчика погружения и поплавкового уровнемера.

Датчик погружения выполнен из каркаса 1, чувствительных элементов 2, 8, трансформагорного преобразователя с обмоткой 4 возб»ждсния, расположс1шой на стальном сердечнике 5, измерительной обмотки 6, расположеннои на див магнитном каркасе 7, прикpeii.— ленном к одному из чувствительных элементов при помощи втулки 8.

Обратное перемещение стержня с обмоткой возбуждения относительно каркаса достигается пружиной 9.

Для компенсации температурной погрсшно10 сти в датчик погружения вмонтирован термометр 10 сопротивления.

Датчик погружен в измеряемую среду при помощи трубы 11 и с вторичным прибором 12 соединен кабелем 18. Измерительная обмотка

15 закрыта экраном 11.

Поплавковый уровнемер содержит поплавок 15, подвсшеншый на тросик 16 к барабану 17 и уравновешенньш противовесом 18, редуктор 19, на выходной оси которого укреплен

20 кулачок 20, трансформаторный преобразователь с обмотками 21, 22 возбуждения, расположенными на отдельных сердечниках 28, 21, прикрепленных тягой 25 к кулачку и связанных между собой и пружиной 26 возврата, из25 мерительные обмотки 27 и 28, одна из котоpbIx подключена к вторичному прибору 12, а другая — к вторичному прибору 29.

Втори шые цепи снабжены устройством 80, в которое входит источник питания и другие

30 элементы измерительной схемы.

На схеме показано. что трансформаторный.

3 преобразователь перемещения датчика погружения, состоящий из обмотки 4 возбуждения с сердечником 5 и измерительной обмоткой 6, подключен к вторичному прибору 12 через измерительную обмотку 28, зашунтированную сопротивлением 31, и неуравновешенный м ост с сопротивлениями 32 — 35, предназначенный для компенсации температурной погрешности датчика погружения, где 32 — термосопротивление.

Обмотки 21 и 22 возбуждения с сердечниками 23 и 24 и измерительные обмотки 27 и

28 принадлежат преобразователю поплавкового уровнемера.

Обмотка 27 подключена к вторичному прибору 29 через измерительную обмотку 36 трансформаторного датчика с обмоткой возбуждения 37 и сердечника 38, служащим для подгонки нуля при градуировке прибора 29.

На чертежах, видно, что величина и изменение выходного сигнала U, датчика погружения зависит от величины и изменения давления Р,, воздействующего на чувствительные элементы датчика погружения и определяемого из следующего выражения:

Р, = (;, dH=H,;„

О где Н вЂ” высота столба жидкости; у1 — удельный вес жидкости;

Н, — верхний предел изменения жидкости.

Величина и изменение выходных сигналов

U2 и U4 поплавкового уровнемера зависят тОлькО От положения поплавка, Отража гончего фактический уровень.

Следовательно, можно записать следующие зависимости:

U1= f1(H1Y1)

U2 f2 (Н2) (14 f4 (Н1) .

Если произвести градуировку датчика погружения с учетом зависимости U1= г 1(Н1у1) при у1 — — const и совместить характеристику зависимости U2= f (Н1) с полученной характеристикой датчика погружения, то при подключении прибора 12 к измерительной обмотке 28 через измерительную обмотку 6 при встречном направлении сигналов этих обмоток результирующий сигнал Uz, подаваемый на вторичный прибор 12 при изменении уровня, будет равен нулю:

U2 = (-11 02= О. так как при совмещении указанных характеристик во всем диапазоне измерения будет соблюдаться равнозначное изменение сигнаЛов Л U1— = Л U2.

Совмещение характеристики поплавкового уровнемера с характеристикой датчика погружения достигается за счет сопротивления Р4 и изменения профиля кулачка 20.

При помощи Р4 изменяется крутизна характеристики, а за счет изменения профиля кулачка — характер ее изменения.

В результате изменения силы, действующей на датчик погругкения, произойдет изменение выходного сигнала

U3 (U1+ г " 1) - 2 при условии сг1= Г2 по 7 чим

ЛU,,— — ЛU1.

В данном случае величина ЛГ1 зависит от величины изменения Р;;.

Следовательно, мож-10 написать следующую зависимость:

Us =f (Pa), Зо или

U:1 г (Н2 (у2 у2) ).

При 1.— у1 — — const величина Ь ;, является функцией Н2, а при у — у1 — — i ar U,, будег

З5 функцией (у — у,). Показания прибора 12 при соответствующей градуировке будут отражать величину уровня Н2, что соответствует границе раздела жидкостей, или величину изменения плотности при общем пзменешш

40 уровня.

Общее изменение уровня Н, определяется при помощи вторичного прибора 29, где величина U пропорциональна величине перемещения поплавка.

Предмет изобретения

Устройство для измерения уровня, плотности и границы раздела жидкостей, содержа50 щее датчик погругкения, выполненный из двух мембран и трансформаторного преобразователя перемсщешгй, вмонтированного в гермегичный корпус и погруженного в измеряемую среду, поплавковый уровнемер, снабженньш

55 трансформаторным преобразователем перемещения, редуктором, на выходной оси которого укреплен профилированный кулачок, и возвратной пружиной, два вторичны. прибора, îT,ãè÷àþöèéñÿ тем, что, с целью одновремен60 ного измерения уровня, плотности и границы раздела жидкостей, в нем поплавковьш уровнемер снабжен дополнительным преобразоваTcлем перемещений, измерительная обмотка которого подключена к вторичному прибору

65 через измерительную обмотку преобразова287342

Если же емкость, где измеряется уровень, заполнить на высоту Н2 жидкостью с удельным весом у2 при условии у2) у1Н,= const, то в этом случае сила Р, действующая на гувствительные элементы датчика погругкения, будет равна:

+(11 1 Л Н (().

Если написать P,,= Н2(у2 — у,), то сила, действующая на датчик погружения, может быть записана следующим равенством:

Р=Р,+Р .

287342

4 иг 2 теля датчика погружения, причем дополнительный преобразователь поплавкового уровнемера размещен на общем каркасе с основным преобразователем и подвижиыс сердечники ик мека ически соединены между собой с кулачком и возвратной пружиной.