Тепловой уровнемер

 

па г фн щ т®)14 и.ч,в, ; к, и и б..б .+отея M ее А

Союз Соввтскнх

Соцналнстн чван

Рвспублнк

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и )673858 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.05.77 (21) 2488691/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл

G 01 Г 23/22

Государстеениый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.79 (53) УДК 681.128..64 (088.8) (72) Автор изобретения

A И. Кузьменко (71) 3аявитель (54) ТЕПЛОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерению уровня жидкости и может найти применение для контроля различного рода технологических процессов, а также в качестве топливомера на транспортных средствах.

Известны тепловые уровнемеры, работа которых основана на тепловом принципе, в частности на эффекте возникновения термо — ЭДС в разнородных проводниках при разной температуре их спаев.

Известен тепловой уровнемер жидкости, содержащий термобатарею, элементы которой выполнены в виде последовательно соединенных хромель-копелевых термопар, распределенных по высоте контролируемой емкости. В качестве вторичного прибора уровнемер снабжен вольтметром. Кроме того уровнемер снабжен источником постоянного тока и реле времени, исполнительный контакт которого включен последовательно в цепь термобатареи и имеет два фиксированных положения, в одном из которых к термобатарее подключен источник постоянного тока для нагрева, а в другом — вольтметр 11) . Для повышения точности замеров (уменьшения дискретности показаний) термобатарея выполнена многорядной, а элементы одного ряда смещены по высоте относительно элементов другого ряда. Этот известный уровнемер характеризуется недостаточной точностью измерения в период, когда термобатарея подключена к источнику постоянного тока, замер не производится и стрелка вольтметра стоит на нуле. а в период подключения термобатареи к вольтметру (собственно замера) происходит оросок

to стрелки с последующим периодом затухания ее колебаний, а также низкой чувствительностью, связанной с дискретностью его показаний. Все это обусловлено наличием содержащегося в его конструкции противоречия. Так, для повышения точности показаний (уменьшения дискретности) необходимо, чтобы элементы термобатареи (холодные и горячие спаи) располагались по высоте, как можно ближе один к другому, но это требование находится в противоречии с тем. что для обеспечения функционирования термобатареи ее элементы по высоте должны быть расположены на значительном расстоянии один от другого, исключающем теплопередачу между горячими и холодными спаями по

673858

55 за

55 материалу проволоки. Но при редком расположении спаев по высоте увеличивается дискретность показаний уровнемера и одновременно снижаются его точность и чувствительность к изменению уровня. Указанное противоречие в уровнемере устранено только частично за счет того, что термобатарея выполнена многорядной, а элементы одного ряда смещены по высоте относительно элементов другого ряда. Такое решение усложняет конструкцию термобатареи, так как для существенного снижения дискретности требуется большое количество рядов термобатареи, но при этом холодные и горячие спаи соседних рядов размещаются близко один к другому и теплообмен между ними осуществляется через окружа(ощую среду.

Известен тепловой уровнемер, содержащий термобатарею, горячие и холодные спаи которой распределены по высоте, подогре ватель, установленный по линии размещения горячих спаев, вторичный прибор и источник тока !2). В этом известном уровнемере подогреватель расположен в зоне горячих спаев термопар, что погышает точность, но незначительно.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности. В описываемом уровнемере это достигается тем, что в нем термобатарея выполнена в виде спирали, горячие спаи которой расположены диаметрально противоположно холодным спаям.

На фиг. 1 показана принципиальная схема управления; на фиг. 2 — — термобатарея и подогреватель, поперечное сечение.

В баке 1 с жидкостью установлен каркас 2 из изоляционного материала. На каркас 2 намотана термобатарея 3, изготовленная из спаянных отрезков проволоки Вз хромеля и копеля. Горячие спаи (например, нечетные) 4 расположены диаметрально противоположно холодным (четным спаям) 5. В пазу ребра каркаса 2 установлен подогреватель 6 в герметической оболочке.

С подогревателем 6 в тепловом контакте находятся горячие спаи 4. Электрически спаи 4 изолированы от подогревателя 6. В цепь термобатареи 3 включен вторичный прибор 7, представляющий собой милливольтметр, шкала которого проградуирована в линейных единицах. Для замера объема жидкости по ее уровню шкала вторичного прибора может быть проградуирована в единицах объема. Подогреватель 6 с помощью проводников и выключателя 8 соединен с источником 9 тока. Для защиты от брызг и механических повреждений термобатарея установлена в перфорированный кожух 10.

При работе в электропроводящих или агрессивных жидкостях термобатарея может быть защищена с помощью соответствующих защитных покрытий. Для замера объе25

50 ма жидкости в баках неправильной формы термобатарея может быть намотана с переменным шагом в соответствии с изменением объема бака по высоте. Каркас 2 выполнен ребристым, это сделано для уменьшения влияния на показания уровнемера тепловой инерции каркаса.

При включении выключателя 8 нагревается подогреватель 6 и разогревает горячие спаи 4. Диа метрально противоположные спаи 5 при этом остаются холодными. Спаи

4, находящиеся ниже уровня жидкости,охлаждаются ею, и температура их близка к температуре холодных спаев 5. Спаи 4, расположенные выше уровня жидкости,находятся под воздействием подогревателя и температура их выше, чем температура находящихся выше уровня жидкости спаев

5. При разности температуры между спаями в цепи термобатареи возникает термоЭДС, замеряемая вторичным прибороу 7.

Показания вторичного прибора находятся в обратной зависимости от уровня жидкости, так как при снижении уровня жидкости в генерировании термо-ЭДС участвует большая часть термобатареи.

При полном баке стрелка Вторичного прибора отклоняется на минимальный угол, пфи пустом баке стрелка Вторичного прибора

О (клоня(тся на Mа кспм а.((ь(iый угo1.

Таким oopcl Iov. за счет формы выполнения термобатареи дискретность показаний описываемого уровнемера сведена к минимуму и практически неощутима, ITo повышает его точность. Кроме того, элементы термобатареи по высоте в уровнемере расположеHbi близко 0+HH оТ .(руi 0I о, 3to О, (повременно с повышением точности повышает и его чуВстВИ Гсльность, так как HB единицу ВысОты приходится оольшое количество спаев, а значит развивается и оольшая термо-ЭДС.

Формула изобретения

Тепловой уровнемер, содержащий термобатарею, горячие и холодные спаи которой распределены по высоте, подогреватель, установленный по линии размещения горячих спаев, вторичный прибор и источник тока, отличаю(чпйся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности уровнемера, тер мобатарея выполнена в виде спирали, горячие спаи которой расположены диаметрально противоположно холодным спаям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 302617, кл. G 01 F 23/22, 1967.

2. Патент США № 3964311, кл. 73 — 295, 1976.

673858

Редактор Л. Тюрина

Заказ 4058/36

Составитель Н. Варнек

Техред О. Луговая Корректор Ю, Макаренко

Тираж 865 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4