Устройство для измерения уровня жидкости

 

Союз Соввтских

Социалистицвских

Рвспублмк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВХ (tt)669200 (61) Дополнительное к авт. свил-вуг (5т) М. Кл.

G 01 F 23/10 (22) Заявлено 02. 03. 77 (21) 2457650/18 — 10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

ГевударствеанМ иематвт

СССР ав делам язвбрвтвнаа я юткрмтав (533 УДК 681. 128. .3 (088.8) Опубликовано 25, 06. 79. Бюллетень № 23

Д,ата опубликования описания 25. 06. 79

®flТВ (72) Автор изобретения

А. П. Нелюбин

° -, ° ., .-, (т;. тт В

Завод — ВТУЗ при Ленинградском металлическом заводе н Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод" (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровня.

Известны устройства для измерения жидкости, содержащие измерительную трубку, на которой установлен дифференциальный трансформаторный датчик, а внутри трубки расположен цилиндриче кий поплавок, во внутренней полости которого

° расположены ферромагнитные стержни (11.

Из — за медленного перетекания жидкости в зазор между наружной образующей поплавка и внутренней образующей измерительной трубки в указанном устройстве наблюдается невысокая динамичность поплавка при резких скачкообразных изменениях уровня жидкости в измерительной трубке. При этом создается значительное.запаздыва15 ние между временем установки нового уровня жидкости в трубке и временем стабилизации поплавка иа.этом уровне, в результате чего вторичные тюказьтвающие приборы не отражают действительного положения уровня жидкости в измерительной трубке.

Наиболее близким к изобретению по техничео. кой сущности является устройство, содержащее поплавок, выполненный в виде наружного цилиидра с ферромагнитными стержнями, внутри которого расположен коаксиальный цилиндр иэ немагнитопроводящего материала, укрепленный с торцов поплавка и имеющий сквозные отверстия для прохода избыточной жидкости (21.

Однако это устройство обладает недостаточной чувствительностью при резких изменениях уровня жидкости в измерительной трубке, так как при резких скачках уровня жидкости, например при понижении уровня, поплавок выступает иад поверхностью мениска жидкости и касается своей наружной цилиндрической поверхностью внутренней поверхности измерительной трубки. При этом происходит залипание поплавка, чем снижается чувствительность устройства

Келью изобретения является повышение чувствительности устройства.

Зто достигается тем, что в известном. устройстве для измерения уровня жидкости, содержащем поплавок с сердечником из магнитомягкого материала, расположенный в измерительной трубке, на которой установлен дифференциальный трансформаторный датчик, поплавок выполнен в внде двух усеченных полых конусов,расположенных

669200

3 вертикально и сопряженных меньшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплавка.

На фиг. 1 дано устройство со стабилизированным по уровню жидкости поплавком, разрез; на фиг. 2 — устройство при понижающемся уровне жидкости (магнитный сердечник поплавка не показан); на фиг. 3 — устройство при повышающемся уровне жидкости (магнитный сердечник поплавка не показан); на фиг. 4 — поперечный разрез че- i o рез среднюю часть поплавка и измерительной трубки.

Устройство для измерения уровня жидкости содержит измерительную трубку 1, частично заполненную легкой неэлектролроводной жидкостью

2, в которую целиком погружен поплавок 3, выполненный в виде двух усеченных полых конусов, 4, расположенных вертикально и сопряженных меньшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплавка.

Внутри поплавка 3 в направлении его продольной оси установлен сердечник иэ магнитомягкого материала, выполенный в виде стержня 5. Снаружи 25 измерительную трубку 1 охватывает дифференциальный трансформаторный датчик 6, имеющий обмотку возбуждения 7 и две измерительные обмотки 8 и 9, включенные по разностной. схеме. Обмотки датчика 6 размещаются на катушке с обмотка- 30 ми, которая охватывается магнитопроводящим корпусом (на черт. не показаны).

Датчик 6 вместе с корпусом может жестко фиксироваться на заданной отметке измерительной трубки 1 для случая регистрации заданного уров- Зс ня или свободно перемещаться от привода вдоль трубки при работе в следящем режиме.

Описываемое устройство для измерения уровня жидкости работает следующим образом.

На обмотку возбуждения датчика 6 подается 4о переменное напряжение. Когда поплавок 3 стабнлизирован по уровню жидкости в измерительной трубке 1, то его сердечник, выполненный, например, в виде стержня 5, располагается по своей длине одинаково по отношению к измерительным 45 обмоткам 8 и 9, вкл1оченным по разностной схеме. Измерительные обмотки охватывают равные магнитные потоки, наводящие в них равные э.д.с.

На выходе измерительных обмоток при разностном включении выходной сигнал О будет равен нулю..

Если уровень жидкости в измерительной трубке изменился, например, увеличился (фиг. 3), то стабилизация поплавка 3 по уровню нарушается, его положение относительно обмоток датчика 6 также меняется. Магнитные потоки, охватывающие измерительные обмотки 8 и 9, будут разными. Например, поток, охватывающий обмотку 9 (фиг.3), будет больше потока, охватывающего обмотку 8.

В измерительных обмотках наводятся разные по амплитуде э.д.с.

Выходной сигнал датчика пропорционален сто пени отклонения поплавка 3 от нулевого стабилизированного положения, а фаза выходного сигнала определяется направлением смещения якоря— поплавка относительно нулевого положения.

При повышении уровня жидкости в трубке якорь — поппавок будет подниматься вверх, стр мясь занять стабилизированное нулевое положение.

При малом зазоре между внутренними стенками измерительной трубки 1 и торцами поплавка 3 избыточная жидкость переходит из полости, расположенной над верхним торцом поплавка, в полость, ограниченную внутренними стенками измерительной трубки 1 и наружной поверхностью поплавка 3, выполненной в виде двух усеченных полых конусов 5, расположенных вертикально и симметрично друг относительно друга, и затем избыточная жидкость переходит в полость, расположенную под нижним торцом поплавка 3 (фиг.З) .

Тем самым повышается динамика поплавка и его чувствительность за счет того, что жидкость проходит малые зазоры между торцами поплавка 3 и внутренними стенками измерительной трубки 1, где скорость жидкости увеличивается, а в полости за нижним торцом и в полости, ограниченной внутренними стенками измерительной трубки 1 и наружными стенками поплавка 3, жидкость попадает в расширяющиеся объемы, где возникают турбулентные течения. Равнодействующая сил турбулентных течений в каждый момент времени будет менять свое направление по отношению к внутренним стенкам измерительной трубки 1 и наружных стенок поплавка 3. Возникающие при этом вибрации поплавка повышают его чувствительность.

При резком понижении уровня жидкости в иэ мерительной трубке 1 (фиг. 2) поплавок 3 своей верхней частью выступает над поверхностью жидкости. С внутренними стенками измерительной трубки касается только верхний торец и силы сцепления выступающей части поплавка 3 с внутренними стенками измерительной трубки 1 небольшие. Кроме того, избыточная жидкость, проходя из полости под нижним торцом поплавка 3 в полость, ограниченную внутренними стенками измерительной трубки 1 и частью наружных стенок поплавка 3, через малый зазор между нижним торцом поплавка и внутренними стенками изме рительной трубки, создает турбулентное течение

s полости выше нижнего торца. Равнодействующая сил турбулентного течения в каждый момент времени меняет свое направление, создавая вибрации якоря — поплавка, повышая его чувствительность.

Формула изобретения

Устройство. для измерения уровня жидкости, содержащее поплавок с сердечником из магнитомягкого материала, расположенный в измеритель669200 фиг. 2 фие.1

<Рие." фее. 3

Составитель Л. Массальская

Техред О,Андрейко Корректор В. Синицкая

Редактор Е. Гон.ар

Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3645a/32

Филиал ППП "Патент", r; Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ной трубке, на которой установлен дифференциальный трансформаторный датчик, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, поплавок выполнен в виде двух усеченных полых конусов, расположенных вертикально и сопряженных меньшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплавка.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе /

1. Авторское свидетельство СССР Н 405033, кл. G 01 L 9/14, 1922.

2. Авторское свидетельство СССР У 462086, кл. G 01 F 23/12, 1973.