Гидростатический датчик уровня жидкости

 

OllNCAHHE

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

< >777451

Социалистических

Реснублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.01.79 (21) 2713911/18-,10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.1,1.80. Бюллетень №41 (45) Дата опубликования описания 13.12.80, 51) М.Кл з б 01 F,23/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.128.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. К. Тараненко и Д. С. Ковальчук (71) Заявитель

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. 3. Дзержинского (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости путем измерения гидростатического давления,и может быть использовано в химической и нефтехимической, а также,в горнодобывающей и др. промышленHocT,è.

Известен гидростатический датчик уровня жидкости, содержащий чувствительный элемент в виде сильфона, шток, связанный с снльфоном и дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещения жесткого днища сильфона (1).

Недостатками, известного датчика являются зависимость показаний от плотности .исследуемой жидкости, а также отсутствие компенсации влияния температуры.

Наиболее близким к изобретению является датчик, содержащий измерительный сильфон,и компенсатор, включающий поплавок постоянного погружения, перемещающий через подпружиненную каретку ось рычага, связанного одним плечом посредством штока с жестким .центром днища измерительного сильфона (2).

Влияние изменения плотности исследуемой жидкости устранено в этом датчике.

Недостаткам и его являются низкая чувствительность:и надежность, обусловленные наличием трения в,механизмах п редачи перемещения поплавка, что также снижает срок службы датчика. Кроме этого, результаты измерения содержат значительную погрешность (примерно 6 — 8%) за счет температурных изменений размеров передающего рычага и связанного с ним штока.

Известный датчик .не имеет также естественного модулированного по частоте выходного сигнала, что затрудняет передачу измерительной информации к регистрирующему прибору из труднодоступных мест,,например.,из скважины. Кроме того, извест,ный датчик может быть установлен только в днище емкости, что не всегда возможно.

Целью изобретения является повышение

t5 точности измерения и;расширение области применения устройства.

Это достигается тем, что,в датчик содержащий корпус, чувствительный элемент в виде подпружиненного сильфона и компен20 сатор плотности, включающий поплавок постоянного погружения, введены струнный преобразователь перемещения чувствительного элемента, трансформаторный преобразователь перемещения поплавка,компенсатора плотности, индуктор и термокомпенсатор в виде биметаллической пластины, при этом струна преобразователя перемещения чувствительного элемента одним концом прикреплена к подвижному днищу сильфозО на, другим концом — к подвижному эле777451

25 менту индуктора, IBbllioJIненного в виде цилиндра, опирающегося на жестко соединенную с корпусом биметаллическую пластину, а обмотка .индуктора подключена ко вторичной Обмотке трансформатора,преобразователя перемещения поплавка.

На чертеже схематически изображен гидростатический датчик уровня жидкости.

Он содержит измерительный подпружи. ненный сильфон 1, к жестко лу центру .которого прикреплена одним концом струна 2 струнного преобразователя, ее другой конец крепится к торцу цилиндра,8 из ферромагнитного материала, а к другому торцу крепится пружина 4,:присоединенная .к центру плоской биметаллической .пластины 5, закрепленной на стойках б. Цилиндр расположен внутри индуктора 7, обмотка .которого подключена ко вторичной обмотке 8 взаимоиндуктивного трансформаTopíoão преобраЗОвателя перемещения попла вка, пОдВижный сердечник 9 которого подпружинен пружиной 10,и связан с поплавком постоянного погружения 11 посредством нити 12, проходящей через герметизирующий сильфон 18 малой эффективной площади. Первичную оомотку 14 взаимоиндуктивного трансформаторного преобразователя подключают к источнику питания 15. Возбуждение колебаний струны производят магнитоэлектрической системой, которая включает постоянный магнит 16 и генератор электромагнитных колебаний 17 с подключенным к его выходу частотомером 18 через линию связи 19. Поплавок постоянного погружения и:измерительный сильфон установлены в цилиндрическом корпусе 20, в герметизированном отсеке 21 которого расположена измер ительная схема. В отсеке 22 корпуса 20 .выполнено сквозное отверстие

28, через которое tB .него поступает измеряемая среда.

Работа гидростатического датчика уровня жидкости осуществляется следующим образом.

При пр исоединении датчика к емкости ил и погружении в нее, отсек 22 через отверстие 28 заполняется жидкостью. При этом гидростатическое давление, за висящее от ее уровня в емкости, сжимает сильфон 1, что пр иводит к соответствующему ослаблению предварительно натянутой струны 2 и изменению ее собственной частоты колебаний, возбуждаемых магнитом lб, присоединенным .к генератору электромагнитных:колебаний 17.

Одновременно под действием выталкивающей силы поплавок П перемещает цилиндр 9 на величину, зависящую от плотности измеряемой среды,,поэтому наводи30

60 мая во вторичной обмотке взаимоиндуктивного трансформаторного преобразователя псремещения 8 ЭЯ,C. изменится на соотвстствующую величину, в результате чего изменится сила, втягивающая или выталкивающая цилиндр 8, размещенный, внутри инду <-ooa 7

Таким образом, натяжение струны, зависящее от гидростатического давления столба я:.Идкости, корректируется в зависи locтп от колеоаний плотности кидкости.

Изменение натяжения струны приводит к .изменению частоты ее колебаний, что фиксируется частотомером 18.

Предлагаемое техническое решение выгодно отличается от известного, т. к. позволяет IloBblGHTb точность измерения уровня в условиях, изменяющихся температур,и получить естественный частотный, выходной сигнал, что при конструктивном обособлении зле ipHTQB гидростатического датчика, позволbBò значительно расширить его функциональнже возможности, а именно, произьодить измерения в труднодоступных местах с передачей результатов измерений на значительные расстояния.

Формула изобретения

Гидростатический датчик уровня жидкости, содеpæàlllHé кори с, чувствительный элемент в виде подпружиненного сильфона и компенсатор плотности, включающий по.плавок постоянного погружения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области применения, в него введены струнный преобразователь перемещения чувсти тельного элемепта, трансформаторный преобразователь перемещения поплавка компенсатора плотности, индуктор и термокомпенсатор в виде биметаллической пластины, при этом струна преобразо|вателя перемещения чувствительного элемента одним концом прикреплена,к под вижному днищу сильфона, другим концом — к подвижному элементу индуктора, выполненного в виде цилиндра, опирающегося на жестко соединенную с корпусом биметаллическую пластину, а обмотка индуктора подключена,ко,вторичной обмотке трансформатора преобразователя перемещения поплавка.

Источники инфор|мации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 488078, кл. G 01 F 23/18, 04.01.72.

2. Авторское свидетельство СССР № 482630, кл. G 01 Г 23/14, 28.02.74 (прототип) .

777451

Составитель И. Варнек

Техред И. Заболотнова

Редактор Т. Клюкина

Корректор И. Осиновская

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1476/1479 Изд. № 546 Tnpa>ê 810 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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