Уровномер для жидких электропроводных сред

 

,:;Р.% i);lb 4

1 фаз

О П И С А Н И Е (tt) 48 079

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к )Iix. спид-ву

l22) Заявлено 31.01.73 ) 211 1877840 18-10 (51) М, Кл, G 011 23, 22 с присоединением з!)Явки Хе

Гесудерствениый кот!итет

Совете Иииистров СССР пе леле)и изобретений и открытий (23) Приоритет

0публик013ано 15.10.75. Бюллетень ¹ 38 (53) УДК 681.128.63 (088.8) Дата опубликования îttitса)11)я 10.03.76! 72) Автор изобретения

В. С. Белинский

Ачинский глиноземный комбинат (71) Заявитель (54) УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ

ЭЛ ЕКТРО ПРОВОД Н ЫХ СРЕД

Изобретение 0! loci!òñÿ к 00.)ас гll изб). p!. ния уровня однородных ио всему обьему жидких электроироводиых сред.

Известны Lìi îcòitûå уровнемеры для ж))яких электроироводных сред, выполненные на базе мостов с тесной индуктивной связью.

11едостаток:)звестных уровнемеров заключаЕТСЯ 13 СЛОЖНОС1 И II3VILP)t ГС. )ЫIОй lliCТИ CVCМЫ смкостиы: датчиков.

Для иовыш!. иия 10 IitocTII измерс)II)51 Ilplt и;3мсиеиии электроироводиости cpL. гы и расширения диапазона измерения в предлагаемом уровнемере датчик снабжен линеаризирующей шайбой, расположенной соосно основному электроду и электрически соединеннои с одним его концом, на которой также сооап> основному электроду расположена изолируIO щая втулка с компенсирующим электродом, при этом выходные концы основного и компенсирующего электродов подключены соответственно к крайним выводам питак)щей токовой обмотки дифференциального трансформаторного преобразователя, средний выво \ которой через резистор соединен последовательно с токовыми обмотками двух дифференциальных трансформаторов компенсатора.

На фиг. 1 показана схема описываемого уровнемера; на фиг, 2 — схема замещения датчика уровня; на фиг. 3 — зависимости активного сопротивления жидкости между ос)t0t3It t)Iv.I электродом и корпусом ре.3ерву))р)! !

1,, и активного сопротивления жидкости между компенсирующим электродом и корпусом резервуара RÄ 01 высоты измеряемого уров.) ня H.

Уровнемер включает резервуар 1, основной электрод 2, линеаризирующую шайбу 3, комигч)сируloLIII )i электрод 4, изолирующую втулкv о, токопров0.1)lщм)0 жилу 6 подключениЯ

1t) кО)!пе)!сир1ющего э1ектрода. электроизолягор 7, токовые дифференциальные траисформагоры 8, 9 и 10 (трансформатор 10 служит для установки нуля), резистор 11, понижающий силовой трансформатор 12 и электрон1,) иый мси.1итель 13.

Уровнемер работ;)е, следующим образом.

С изменением уровня жидкости в резервуаре 1 изменяется активное сопротивление Р, жидкости х!ежд Основным э.1ектродом 2 с

)t) шайбои 3 и корпусом 1. Вместе с этим изменяется активное сопротивление Я, жидкости между компенсирующим электродом 4 и корпусом 1. Компеисирующllil электрод 4 изолирован от основ,!о)о электрода 2 и шайбы 3

25 изолирующей втулкой 5 и подключен в cvåму измерен!)я посредством изолированной токопроводящей жилы 6. 11ри этом весь датчик уровня в сборе подвешен на электроизоляторе 7. Основнои электрод 2 с шайбой 3 и ком3!1 пенсирун)щий электрод 4 подключены соответ4 SOi9

3 ственно к двум секциям токовой обмотки дифференциального трансформатора 8. При этом средний вывод токовой обмотки трансформатора 8, а также токовые обмотки трансформаторов 9 и 10 подключены через резистор

11 с сопротивлением и корпус резервуара 1 к вторичной обмотке трансформатора 12.

Поскольку R значительно превышает R.„è

R>, à R> и R>, в свою очередь, намного больше сопротивления токовых обмоток трансформаторов 8, 9 и 10 с соединительными проводами, то общий ток датчика уровня равен:

I= — —, R где U — нап)ряжение на вторичной обмотке трансформатора 12. Ток I, подведенный к среднему выводу токовой обмотки трансформатора 8, разветвляется по двум параллельным цепям на ток цепи основного электрода 2:

I, =- I

Рк + 1 э и на ток цепи компенсирующего электрода 4:

I,= I

R„+ ) э

При условии I=const токи I, и I„зависят только от величин R,, и R„которые, в свою очередь, зависят от величины измеряемого уровня K

Поскольку компенсирующий электрод 4, начиная с минимального измеряемого уровня, постоянно перекрыт жидкостью, то R„. изменяется с изменением уровня Н значительно меньше, нежели R,. Увеличение уровня 11 вызывает значительное уменьшение Лэ и малое изменение R . Следовательно ток I; увеличивается, а ток I„уменьшается. С уменьшением же уровня ток I„наоборот, увеличивается, а ток 1, уменьшается, причем изменение токов происходит на одну и ту же величину.

В результате прохождения по токовой обмотке трансформатора 8 токов 1, и 1к в секциях его вторичной обмотки соответственно наводятся э.д.с. равные:

Ев — Кв1в — Кв 1 к+ э

E„= К,1, =К, 1. к+ э где К, и Кк — коэффициенты трансформации соответственно для секций, питающих основной электрод 2 с шайбой 3 (R,) и компенсирующий электрод 4 (RH) трансформатора 8.

Поскольку секции вторичной обмотки грансформатора 8 включены встречно, то результирующая эд.с. во вторичной обмотке трансформатора 8 равна:

ЛЕ=Е,— Е, и при условии

К, = Кк = К =. const:

ЛЕ = К (I„— I,) = KAI

Отсюда следует, что поскольку Л1 зависит от

5 уровня, то и ЛЕ также зависит от уровня, причем с увеличением уровня ЛЕ уменьшается, а с уменьшением — возрастает. Далее ре зультирующая э.д.с. ЛЕ подается по сигнальному кабелю во вторичный прибор, усилива10 ется в усилителе 13 и измеряется обычным автокомпенсационным способом.

Таким образом, значение ЛЕ позволяет судить о величине измеряемого уровня жидкости.

15 Изменение электропроводности жидкости при сохранении ее однородности влияет в равной степени на изменение R, и R,. Одинаковое относительное изменение R, и Я„не вызывает изменение токов I, и Iк-, и, следо20 вательно, значение Л1 = 1, — I, остается прежним и зависит только от величины измеряемого уровня. Это, в свою очередь, приводит к тому, что величина ЛЕ также не изменяется, то-есть сохраняется показание вто25 ричного прибора и, таким образом, исключается погрешность измерения от изменения электропроводности измеряемой среды, Лпнеаризующая шайба 3, помещенная на основном электроде 2 и имеющая оптималь30 ную поверхность контакта с жидкостью, обеспечивает, начиная с минимального измеряемого уровня, практически линейную реостатную характеристику для основного электрода 2 /, . Работа по линейной характеристике

35 и значительной степени способствует лиэ неарпзации шкалы описываемого устройства.

Окончательно шкала вторичного прибора линеаризована путем подбора соответствующей

40 кривизны лекала, перемещающего плунжер рабочего тр ансформ атор а 9.

Ноль показаний устанавливается путем перемещения сердечника трансформатора установки нуля 10 при минимальном значении из45 меряемого уровня.

Формула изобретения

Уровнемер для жидких электропроводных сред, содержащий датчик с основным и компенсируюшим электродам и, преобразователь в виде дефференциального токового трансформатора и электронный дифференциальнотрансформаторный компенсатор, от I ич а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения при изменении электропроводности среды и расширения диапазона измерения, датчик снабжен линеаризирующей шайбой, расположенной соосно основному электроду и электрически соединенной с одним его концом, на которой также соосно основному электроду расположена изолирующая втулка с компенсирующим электродом, 65 при этом выходные концы основного

488079 и компенсирующего электролов полключсны соответственно к крайним выволам питающей токовой обмотки лифференциа, üHoãî трансформаторного преобразователя, 6 срелнпй вывол которой через резистор соелннен послеловательно с токовыми обмотками лвух лифференцпальнык трансформаторов компенсатора.

488079

Составитель А. Афонин

Текред T. Курилко

Корректор M. Лейзерман

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 217/10 Изд. № 1886 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5