Устройство для измерения уровня жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< ц 924517

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 03.03 ° 78 (21) 2586193/18" 10 с присоелнненнем заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 30 ° 04 ° 82. Бюллетень Лв 16

Дата опубликования описания 30.04.82 (51}М. Кл.

6 01 F 23/22

1оеударстовнный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53 } УД К 681. 128. (088.8) (72) Авторы изобретения

П.К.Заяц и Б.Н.Меньшиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике измерения уровня жидкостей, и Mo)<ет быть использовано для измерения уровня жидкостей в различных технологичес5 ких процессах, например, в баках летательных аппаратов, а также в качестве образцового средства измерения.

Известно устройство для измерения уровня жидкости, содержащее прогреваемый электрическим током чувствительный элемент, частично погруженный в жидкость, и измерительный блок.

Тепловая энергия, выделяемая при прохождении электрического тока через чувствительный элемент, частично идет на подогрев самого элемента, а частично рассеивается в окружающую элемент среду.

В жидкости из-за ее большей по 1 сравнению с газовой фазой плотности тепло рассеивается значительно быстрее, поэтому в установившемся режиме температуры, а следовательно, и сопротивления погруженного и непогру- . женного участков чувствительного элемента различаются. Полное сопротивление элемента зависит от соотношения между длинами погруженного и непогруженного участков элемента. Сопротивление чувствительного элемента измеряют с помощью измерительного блока и по нему судят об уровне жидкости 31) и (2).

Недостаток известного устройства— зависимость сопротивления чувствительного элемента от температуры окружающей среды, теплопроводности жидкости (различной для разных жидкостей), кроме того, непосредственный контакт чувствительного элемента с жидкостью приводит к покрытию weмента отложениями из жидкости или продуктами ее взаимодействия с материалом элемента, что также меняет условия теплообмена элемента с окружающей средой и влияет на точностью измерений.

924517

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство измерения уровня жидкости, содержащее чувствительный элемент, источник сжатого газа и из- 5 мерительную схему.

При измерении уровня границы раздела двух несмешивающихся жидкрстей с различной плотностью устройство содержит две трубки, выходные отверс- 10 тия которых расположены по обе стороны границы раздела. При подаче в трубки сжатого газа ламинарным потоком так, что газ выходит через выходные отверстия трубок, опу15 щенные в различные жидкости, в патрубках устанавливаются различные давления. С помощью измерительного блока определяется разность давлений, по которой с учетом расстояния между точками ввода потоков газа в жидкости и плотностей легкой и тяжелой жидкостей рассчитывают положение уровня границы раздела жидкостей (3 1.

Недостаток известного устройства -25 низкая точность измерений уровня, если недостаточно точно известны плотности жидкостей, зависимость точности измерений от температуры жидкостей, их взаимной растворимости, влия- ЗО ния посторонних примесей °

Цель изобретения - повышение точности измерения уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения уровня M жидкости содержит чувствительные weменты, источник сжатого газа и измерительную схему, причем чувствительный элемент выполнен в виде трубки с продольной щелью, а между труб- 40 кой и источником сжатого газа установлен газовый расходомер.

Кроме того, устройство снабжено дополнительным чувствительным.элементом, расположенным в газовой фазе над уровнем жидкости, а газовые расходомеры основного и дополнительного элементов включены в дифференциальную схему.

На чертеже, представлено предлагае- 5О мое устройство.

Устройство содержит резервуар 1 с жидкостью, чувствительный элемент

2 в виде цилиндрической трубки с щелью

3,частично перекрытой жидкостью,второй чувствительный элемент 4 в виде трубки с щелью постоянного сечения, расположенной над уровнем жидкости, источник сжатого газа, подводящие каналы 6 и 7, в которых размещены датчики 8 и 9 для измерения газового потока, и дифференциальная измерительная схема.

Устройство для измерения уровня жидкости работает следующим образом.

Источником 5 сжатого газа в трубках чувствительных элементов 2 и 4 создают два потока газа, истекающие в полость над жидкостью. Величина каждого из потоков пропорциональна разности давлений перед отверстием и после него и обратно пропорциональна площади эффективного сечения отверстия, через которое вытекает газ. Площадь эффективного сечения отверстия в трубке чувствительного элемента 2 линейно зависит от уровня жидкости, следовательно величина потока газа в трубке чувствительного элемента 2 и подводящем канале 6 линейно зависит от уровня жидкости и разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Величина потока газа в трубке чувствительного элемента 4 и подводящем канале 7 зависит только от разности давлений в трубке и над поверхностью жидкости. Если посредством регулируемых дросселей и делителя равного давления газ под одинаковым давлением подают в обе трубки, то разность потоков газа, измеренная с. помощью датчиков 8 и 9 и дифференциальной схемы, пропорциональна уровню жидкости в резервуаре 1. В качестве датчиков 8 и 9 могут быть использованы термоэлементы, нагреваемые постоянным током и охлаждаемые соответствующими потоками газа. В таком случае их омические сопротивления однозначно определяют величину потока охлаждающего газа, Таким образом, точность измерений уровня жидкости в предлагаемом устройстве не зависит от свойств окружающей среды и самой жидкости, условий истечения газа в различные жидкости и других внешних факторов.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее чувствительный элемент, источник сжатого газа

924517

5 и измерительную схему, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, чувствительный элемент выполнен в виде трубки с продольной щелью, а между трубкой и источником сжатого газа установлен газовый расходомер.

2. Устройство по,п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным чувствительным элементом, расположенным в газовой фазе над уровнем жидкости, а газовые расходомеры основного и дополнительного элементов включены в диф" ференциальную схему.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1.6обровников Г.Н., Катков А.Г.

3 Методы измерения уровня. Н., "Нашиностроение", 1977, с.80-90.

2. Азимов P.Ê. Измерительные преобразователи с тепловыми распре"

10 деленными параметрами. М., "Энергия", 1977, с.64-71.

3. Авторское свидетельство СССР

И 166360,кл. G 01 L.13/00,1976 (прото1$ тип) .

924517

Составитель А.Болоздыня

Техред М.Надь . Корректор М.Коста

Редактор М.Голаковски

Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 2803/57 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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