Индуктивный уровнемер для жидких металлов

 

(72) Авторы изобретения.

В. ll. Таранин и В, В. Лешков (7I ) Заявитель (54) ИНДУКТИВНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ RHgKHX METAËËÑô

Изобретение относится к средствам контроля и регулирования уровня жицкометаллических рабочих срец.

Известен индуктивный уровнемер цля жидких металлов, у которого первичный преобразователь имеет катушку возбужцения и приемную катушку, выполненные

s вBи д е e п ря мMо уг о0л ьнHbы х x р аeмMоeк, установленных параллельно, а жицкий металл служит экраном 1 ) .

Недостатками этого устройства являются конструктивня сложность, обусловленная раздельным ввоцом обеих катушек в обьект контроля, и высокая температурная погрешность.

Наиболее близким к предлагаемому

15 является инцуктивный уровнемер цля жицких металлов, соцержащий первичный преобразователь, генератор питания и индикатор, причем первичный преобразователь вклю20 чает в себя две катушки взаимоинцуктивности, рабочую и компенсационную, соединенные по цифференциально-трансформаторной схеме и помешенные в зашитный технологический корпус, причем компенсационная катушка размешена нац рабочей и определяет неизмеряемый уровень

P2).

Нецостатком известного уровнемера являются наличие большого неизмеряемого уровня, а также температурная погрешность, обусловленная грациентом температур по высоте. Разность температур между жицкнм металлом и защитным газом в реальных системах цостигает десятков грацусов, что не позволяет созцать идентичные по температуре условия цля рабочей и компенсационной катушек.

Uemь изобретения — уменьшение температурной погрешности и обеспечение измерения по всей высоте первичного преобоазователя.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, соцержашем первичный пре образователь, состояший из двух asyxобмоточных катушек, выполненных в ви це прямоугольных рамок и соединенных между собой по цифференциально-транс3 90 183 форматорной схеме, и зшцитного технологнческот е чехла с центральным трубчатым стержнем, генератор питания и индикатор, обе рамки выполнены с .одинаковой длиной, равной диапазону измерения, и установлены в технологическом чехле, так, что витки одной катушки вплотную приле гают к внутренней поверхности чехла, а витки другой катушки сгруппированы в центре и вплотную прилегают к наруж- 0 ной стенке центрального стержня, причем плоскости обеих рамок взаимоперпенпикулярн ы.

При этом защитный технологический чехол и центральный стержень выполнены из идентичных конструкционных материалов с одинаковой толщиной стенки.

На фиг. 1 представлена конструкция первичного преобразователя; на фиг. 2— принципиальная схема уровнемера.

Уровнемер содержит первичный преобразователь, состоящий из защитного технологического чехла 1, который устанавливается в обьект контроля и уплотняется с помощью фланцевого соединения 2, а внутри чехла размещается чувствительный элемент, Выполненный из . двух плоских спиралеобразных двухобмоточных катушек 3 и 4, представляющих собой прямоугольные рамки, закрепленные с помощью каркаса 5 на центральном

30 стержне 6. Каркас 5 представляет собой набор писковых пластин с прорезями, внутри которых уложены провода катушек, Ъричем витки рабочей катушки 3 вплотную примыкают к стенке технологического чехла 1, а витки компенсационной катушки 4 вплотную прилегают к стенке центрального стержня.2. Центральный стержень 2 вместе со всеми закрепленными на нем элементами уровнеме- 40 ра герметично соединяются с технологическим чехлом 1 фланцем 7. Выводы катушек 3 и 4 размещаются в головке 8 и коммутируются на ее штепсельном разьеме; на выходе из центрального стержня

2 в головке 8 обмоточные проаоаа проходят через уплотнение, герметизирующее внутреннюю полость уровнемера.

Установка катушек во взвимоперпендикупярных плоскостях исключает их вли- 50 янке друг н а друг а.

Рабочая 3 и компенсационная 4 катушки выполнены иэ двухжильного кабеля. Каждая из катушек 3 и 4 имеет первичную, и вторичную обмотки. Первичная обмотка рабочей катушки 3, имеющая выводы 9 и 10, соединена последовательно с первичной обмоткой кочпен3 4 сационной катушки 4, имек>шей выводы

11 и 12. Вывопы 10 и 11 соединены между собой в головке первичного преобра зов в теля, а в ыво ды 9 и 12 сое динены с генератором 13 питания, представляющим собой генератор звуковой час тот ы.

Вторичные обмотки соединены между собой последовательно-встречно: BblBQQ

14 катушки 3 — с выводом 15 катушки

4, а другие пва вывода 16 и 17 связаны с индикатором 18. При отсутствии жидкого металла к контролируемой емкости выходной сигнал уровнемера равен нулю, так как вторичные обмотки рабочей 3 и компенсационной 4 катушек включены встре чн о, а в заи ми ая ин пук тивн ос ть к ажпой иэ этих обмоток со своей первичной обмоткой одинакова вследствие равенства длин обмоток. Влияние на взаимную инG пуктивность обмоток рабочей катушки 3 со стороны технологического чехла 1 и об м о ток ко м пенс аци онн ой к а тушк и 4 со стороны центрального стержня 2 также одинаково, так как толщина стенок и химический состав (а значит, и электропроводность) чехла 1 и центрального стержня 2 идентичны между собой.

Разность во взаимодействии катушек

3 и 4 с жидким металлом, находящимся с наружной стороны чехла, обусловлена различными расстояниями от стенки чехла по витков обеих катушек. Так как витки рабочей катушки 3 вплотную примыкают к стенке чехла, ее магнитное поле проходит через стенку и взаимодействует с жидким металлом, наводя в нем вихревые точки, которые в свою очередь взаимодействуют с вторичной обмоткой рабочей катушки 3. Удаленность витков компенсационной катушки 4 от стенок чехла не позволяет полю этой катушки взаимодействовать с рабочей средой, поэтому ЭДС взаимоиндукции, наводимая во вторичной обмотке этой катушки, практически не, зависит от того, в каком состоянии находится уровнемер — в погруженном или сухом . Благодаря встречному включению вторичных обмоток катушек 3 и 4 при появлении жипкого металла с наружной стороны чехла HB выходе датчика появляется разностный сигнал, поступающий нв вход индикатора, которыГ, будучи проградуирован в единицах уровня рабочей среды, показывает степень заполнения обьекта контроля.

Предлагаемый уровнеме р обес почивает более глубокую термокомпепсан1по г ходного сигнала поскольку раб io,l н к 15 9О1е3 понсационная катушки находятся в совершенно одинаковых условиях по температуре, что снижает температурную погрешность измерений, кроме того, измерение уровня по всей высоте объекта

S контроля, так как обе катушки устанавливаются в прецелах всего диапазона измерения.

Ф о р м у л а, . и з о б р е т е н и я

1. Индуктивный уровнемер для жидких металлов, содержащий первичный преобразователь; состоящий из цвух цвухоб- 1S моточных катушек, выполненных в вице прямоугольных рамок, и соециненных между собой по дифференциально-трансформаторной схеме, и защитного технологического чехла с центральным трубчатым стержнем, генератор питания и индикатор, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения температурной погвешности и обеспечения измерения по всей

3 6 высоте первичного преобразователя, обе рамки выполнены с одинаковой длиной, равной диапазону измерения, и установлены в технологическом чехле так, что витки оцной катушки вплотную прилегают к внутренней поверхности чехла, а витки другой катушки сгруппированы в центре и вплотную прилегают к наружной стенке центрального стержня, причем плоскости обеих рамок взаимоперпенцикулярны.

2. Индуктивный уровнемер по п.1, о т л,и ч а ю ш и и с я тем, что защитный технологический чехол и центральный стержень выполнены из ицентичных конструкционных материалов с оцинаковой толщиной стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ No, 1210998, кл. 42 е 34, 1963.

2. Болланц Д. Приборы контроля ядерных реакторов. М., Атомизцат, 1972, с. 90-91 (прототип)..01Е33

Составитель В. Аксенов

Рецактор F. Дичинская Техрец М.Гергель Корректор С. Шекмар

За к аз 12 35 7/50 Тираж 670 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретенийя откоытий

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

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