Дискретный измеритель уровня

 

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iu930013 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01F 2Э/22 (22) Заявлено 18.07.78 (21} 2644940/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет аввуаерстекииый кемитет

CCCP вю делам изебретеиий и еткрыти1 (53) УДК681.128. .64(088.8) Опубликовано 2З.05.82. Бюллетень Рй 19

Дата опубликования описания23.05.82 (72) Авторы изобретения

Е. В. Кротов: и Ю. В, Преображенная

".!»»1;,„, ->. „" « g. «» «» (71) Заявитель (54) (ИСКРЕТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ

Изобретение относится к технике изобретения уровня, в частности для .измерения уровня жидких хладагентов.

Известны дискретные измерители уровня, содержащие расположенные по высоте иэмер*емого уровня термопары, селектор, выполненный на коммутирующих реле, усилитель, управляющее реле и индикаторные лампы (1 .

К недостаткам устройства следует от1О нести применение термопар, имеющих невысокую чувствительность в области низких и особенно гелиевых температур, больйое количество термопар (для консоли уровня в трех точках требуется пять тер15 мопар), а также выполнение селектора на коммутирующих реле, имеющих по пять групп контактов, что делает его громоздким устройством, обладающим невысокой надежностью..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дискретный измеритель уровня, содержащий термоэлементы, расположенные по высоте иэмеряемого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующее устройство, включающее усилители, реле и резисторы (2) .

Недостатком известного устройства является недостаточная эксплуатацион- . ная надежность.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в дискретном измерителе уровня, содержащем термоэлементы, расположенные по высоте измеряемого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующее устройство, включающее усилители, реле и. резисторы, коммутирующее устройство выполнено в виде групп из соединенных менщу собой усилителя, реле и резистора по одному на каждый термоэлемент, причем выход усилителя соединен с обмоткой реле, один нормально закрытый контакт которого включен между одним выводом предыдущего термоэлемента и резистором, образующими делитель напряжения, подключенный общей точкой к вхоДля измерителя уровня жидкого гелия выделимая электрическая мощность в зо не измерения не превышает 15 мВА, точ: ность контроля уровня в точке измерения не менее + 0,5 мм, время измерения не более 0,5 с.

Измеритель уровня может осуществить выдачу управляющих сигналов на внешние исполнительные устройства от каждого из термоэлементов. При фиксации времени прохождения уровня по сигналам

3 930013 ду усилителя, соответствующего предыдущему термоэлементу, а другой нормально закрытый контакт реле включен между последующим резистором и другим выводом последующего термоэлемента, образующими следующий делитель напряже. Ния.

На чертеже представлен один иэ вариантов выполнения измерителя уровня на

\ четыре точки измерения. 10

Термоэлементы 1-4, выполненные Фэ терморезйсторов, образуют с резисторами

5-8, имеющими фиксированные значения сопротивления, делители напряжения, формирующие определенный уровень напряже 5 ния в зависимости от нахождения терморезистора в газовой или жидкой среде.

К каждому делителю напряжения подклю- чен вход соответствующего порогового элемента 9-12, последние настроены на скачкообразное изменение напряжения делителя, связанное с резким изменением сопротивления термоэлемента при переходе последнего из газообразной среды в жидкую и наоборот. На выходе пороговых элементов включены управляющие реле .13-16, нормально закрытые контакты которых 13 — 16Н . Каждому дискретному значению уровня соответствует индикаторная лампбчка 17-20 соответственно.

Причем реле 13 соответствует пере« ключающий контакт 13-1 и 13-2, реле

14 сортветствуют контакты 14-1 и 142, реле 15 — контакты 15-1 и 15-2, 3S реле 16 — контакт 16-1.

Пороговый элемент в зависимости от типа терморезистора может быть выпол-, нен в виде эмиттерного повторителя или операционного усилителя, например 140

УЙ1.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания термоэлемент 1 через нормально закрытый

4S контакт 13 реле 13 образует с .резис.тором 5 делитель напряжения, который подключен.к входу порогового устройства

9. Остальные термоэлементы 2-4 зашунтированы нормально закрытыми контактами 13-1 — 15-1, управляющих реле

13-15, и измерительный ток через них не проходит.

При достижении уровня жидкости первого термоэлемента соиротивление его резко изменяется (в 8 10 раз) вследствие изменения условий теплопередачи

I в газообразной и жидкой средах и дополнительного саморазогрева от протекающего измерительного тока, при этом напряжение делителя резко изменяется, пороговое устройство 9 и управляющее рОле 13 срабатывают, при этом переключающий контакт 13-2 включает индикаторную лампу 17 и подготавливает к работе термоэлемент 2, образующий делитель напряжения через контакт 14 с резистором 6. При достижении уровня термоэлемента 2 описанный процесс повторяется, при этом подготавливается к работе термоэлемент 3, а термоэлемент

1 отключается через открывающийся контакт 14Н . При дальнейшем увеличении уровня подготавливается через открывающийся контакт 15 8 реле 15.

При уменьшении уровня, например после достижения уровня жидкости термоэлемента 3, изменение напряжения делителя вызывает возвращение по Ьгового устройства 11 в исходное состояние и реле

15 отключается. При этом гаснет лампа

19 и,подключается через закрывающийся контакт 15н термоэлемент 2, а термоэлемент 4 вновь шунтируется закрывающимся контактом 15-1 реле 15.

При использовании в качестве термоэлементов термореэисторов, при работе которых выделяется электрическая мощность в зоне измерения, вызываются потери хладагентов, что в некоторых слу.чаях является недопустимым, при этом становится необходимым возможно большее уменьшение выделяемой электрической мощности в сочетании с простотой технического решения вторичной аппаратуры.

В предлагаемом измерителе уровня такое включение контактов управляющих реле обеспечивает прохождение измери.: тельного тока не более, чем через два термоэлемента, находящихся соответственно ниже и выше контролируемого уровня, причем подключение пары термоэлементов происходит без сбрасывания коммутирующего устройства, т.е. оперативно.

930013 с термоэлементов измеритель уровня можно использовать как дискретный рас. ходомер.

В качестве термоэлементов были использованы полупроводниковые терморезисторы с повышенной чувствительностью в области температур фазовых переходов криогенных жидкостей, мало чувствительные к сильному магнитному полю, типа КГ.

Предложенная конструкция измерителя уровня позволяет увеличить надежность за счет уменьшения числа контактных переключающих элементов, увеличить быстродействие за счет оперативного

"слежения за изменяющимся уровнем, а также создавать устройства с любым числом контролируемых точек. Конструкция технологична и проста в изготовлении и удобна в эксплуатации, так как конструктивно коммутирующее устройство в виде усилителя, реле и резистора для каждого термоэлемента выполнено на отдельной плате и одинаково для всех термоэлемен тов.

Формула изобретения

Дискретный измеритель уровня, содержащий термоэлементы, расположенные по высоте измеряемого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующее устройство, включающее усилители, реле и резисторы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, коммутирующее устройство выполнено в виде групп из соединенных между собой усилителя, реле и и резистора по одному на каждый термь1О элемент, причем выход усилителя соединен с обмоткой реле, один нормально закрытый контакт которого вклюнен между одним выводом предыдущего термоэлемента и резистором, образующими дели1s тель напряжения, подключенный общей точкой к входу усилителя, соответствующего предыдущему термоэлементу, а

Apyt îé нормально закрытый контакт реле включен между последующим резистором рп и другим выводом последующего термоэлемента, образующими следующий делитель напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при» экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 586336, кл. 3 01Р 23/22, 1977.

2. Патент ФРГ № 2024911, кл, 42 g 34, 1970 (прототиц).