Поплавковый преобразователь расхода

 

ОПИСЛНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ... >плат ., КОИ

Союз Соаетскнк

Социалистические

Республик 690300 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено1 4.06.76 (2l ) 237 2247/18-10 с присоедкиенкеет заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бтоялетень М З7

Дата опубликования описания 08.10.79 (51)М. Кл.

G 01 F 1/68

G 01 Г 1/52

Гееудерстеееивй «екетет

СССР ее делан изюбретелее к юткрнтее (53) УДК 681.121. .8(088.8) колмыков Р. К. Азимов И К Дуденко и Л. М. Ярошецкий (72) Авторы изобретения

Среднеазиатский ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт ирригации им. B. Д. Журина (71) Заявитель (54) ПОПЛАВКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода жидкостей в открытых каналах с произволт ной формой профиля фиксированного русла.

Известны расходомеры, в которых теп-: ловой преобразователь скорости установлен в поплавке, а преобразователь уровня расположен на гидрометрическом мостике 1).

В таких расходомерах не учитывается изменение сечения канала различного профиля в зависимости от уровня жидкости.

Известны также расходомеры, содержащие тепловой преобразователь скорости, расположенный в поплавке, выполненный в виде термочувствительных элементов, один из которых снабжен нагревателем, и преобразователь уровня, шарнирно связанный рычагом с поплавком и выполненный в виде кольцевой камеры, наполовину заполненной неиспаряющейся жидкостью с помещенными внутри него профилированными, с учетом профиля канала, термосопротивлениями jk).

Известное устройство недостаточно надежно и имеет сложную конструкцию.

Бель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства и упрощение его конструкции.

Зто достигается тем, что в предлагаемом преобразователе расхода преобразователь уровня выполнен в виде расположенного в поплавке пилиндра из диамагнитного материала, на боковой поверхности которого. выполнены пазы, один - круговой, второй — профилированный, в первом пазу расположена обмотка возбуждения, во втором - измерительная обмотка, причем цилиндр с обмотками охвачен П-образным магнитопроводом, а измерительная обмотка включена is диагональ питания мостовой измерительной схемы.

На фиг. 1 - показан общий вид описываемого расходомера; на фиг. 2 - конструктивная схема да тчик& угловых пе» ремещеннй; на фиг. 3 — пропесс преобразования изменения уровня в напряжение

СООЗОО переменного тока; на фиг. 4, а — зависимость изменения площади гидропос.;"а с трапециевидным сечением фиксированного русла при изменении уровня;, на фиг. 4, б — характер изменения выходного напряжения и характер профилирования измерительной обмотки; на фиг. 5 — измерительная схема расходомера.

Расходомер содержит (фиг. 1) обтекаемый цилиндрический поплавок 1, шарнирно закрепленный с помощью рычага 2 на металлоконструкции гидрометрического мостика 3, Внутри корпуса поплавка в донной его части закреплены полупроводниковые термосопротивпения 4 и 5, причем сопротивление 5 снабжено нагревателем 6, а на оси 7 закреплен подвижный магнитопровод 8 индуктивного преобразователя уровня 9, Индуктивный преобра зоватепь уровня (фиг. 2) содержит корпус 10 из изоляционного диамагнитного материала, в пазы которого заложены круговая обмотка возбуждении 1 1 n:. плоская профилироаанная измерительная

25 обмотка 12, профиль которой соответст вует профилю канала; обмотки охвачены длинными стержнями П-образного магнитопровода 8, Расходомер работает следующим обЗО разом. Скорость потока измеряется тепловым преобразователем, и котором внутри корпуса неконтактно с измеряемой средой установлены термочувствитепьные элементы 4 и 5 до и после нагревателя 6 Э $ по ходу потока, При известйой разности температур, измеряемой термодатчиками, и мощности, выделяемой в нагревателе, определяют коэффициент теплоотдачи, который в основном зависит от скорости потока. При перемещении поплавка изменяется угол наклона рычага-рамы при изменении уровня потока, при этом происходит перемещение магнитопровода относительно плоской измерительной обмотки, Процесс преобразования изменения уровня в напряжение переменного тока проиллюстрирован на фиг. 3. Для пояснения принципа преобразования разрежем преобразователь по образующей цилиндра параллельно выводам обмоток возбуждения и измерительной и развернем цилиндр.

Угловое перемещение магнитопровода

8, передаваемое через Ось 7 при из- 55 менениях уровня жидкости (положения поплавка) на фиг. 3 изображено как линейное перемещение (no стрелкам) вверх и вниз вдоль оси чертежа. Таким образом, данный преобразователь по принципу действия относится к преобра-. зователям с переменной площадью воздушного зазора, т,е. при малом уровне по гока магнитопровод находится внизу и под воздействием магнитопровода находится площадь ABC.

При повышении уровня потока воды в канале магнитопровод поднимается и под воздействием магнитного nmoxa находится уже площадь ПК ЬЧ, т.е. гораздо большая, что ведет к увеличению

Э1С на заломах измерительной обмотки, Статическая характеристика данного преобразователи — прямая пиния, подчиняющаяся закону у = ах + в. Наклон пинии зависит от тока возбуждения, числа- витков измерительной обмотки, а также от угла наклонами образующей измерительной обмотки. Такой преобразователь уровня применим для гидропостов с прямоугольным фиксированным руслом. Площадь гидропоста с трапецеидальным фиксированным руслом изменяется по закону (В Ф 2 m Н)Н., т.е. представляет собой зависимость, изображенную на фиг. 4а, где  — ширина канала по дну;

ГИ вЂ” коэффициент откоса берегов;

Н вЂ” текущее значение уровня псьтока воды в канале.

Таким образом, для соблюдения зависимостиД =Й 8-Н V где V - скорость потока; постоянная гидропоста, выходная величина преобразователя уровня должна всегда давать линейную зависимость от йроизведения В Ц . для этого треугольная обмотка преобразователя должна быть профилированной, как это изображено на фиг. 4б. В измерительной схеме расходомера (фиг. 5) автоматически производится перемножение величины выходного сигнала моста, пропорционального скорости потока V аа напряжение питании моста, пропорциональное уровню потока g, т.е. вычисление расхода воды в канале цо известной зааисимости g = R 5 Н V { ч!С

Изменение ширины канала в зависимости от уровня B = Н(2 tn+ в) автоматически учитывается профилем измерительной обмотки.

Изменением тока в обмотке возбуждения индуктивного преобразователя уровня, мощности нагрева и величины сопротивлений и плечах измерительного преобразователя скорости при наладке расходомера производится тарировка рас69ОЭОО ходомера применительно к данному ги дропос ту.

Формула изобретении

Поплавковый преобразователь расхода, содержащий тепловой преобразователь скорости, выполненный в виде полупроводниковых термочувствительных элементов, один и,з которых. снабжен нагревателем, расположенным в поплавке, шарнирно соединенном рычагом с гидрометричес» ким мостиком-, преобразователь уровня и мостовую измерительную схему, в

15 плечи кс горой включены термочувствительные элементы, о т л и ч а ю ш и йс а тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства и упрощения его конструкции, преобразователь уровня выполнен в виде расположенного в поплавке цилиндра из днамагнитного материала, на боковой поверхности которого выполнены пала, один — круговой, второй - профилированный, в первом пазу расположена обмотка возбуждения, во втором — измерительная обмотка, причем пилиндр с обмотками охвачен П-образным магнитопроводом, а измерительная обмотка включена в диагональ питания мостовой измерительной схемы.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свйдетельство СССР

hh 285268, кл. G 01 P.l/68, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

% 512375, кл. Q О1 Г l/68, 19TЗ.

6 90 300

ТР-!,4! 4

Составитель H. Андреева

Редактор Л. Бибер Техред Л. Алферов Корректор М. Селехман

Закаэ 5949/37 Тираж 866 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4