Тепловой уровнемер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 23 59 4 ТЕНИ ороо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИИ ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ,(56) Авторское свидетельство СССР 11 576664, кл. С 01 У 23/22, 1973. (54) ТЕПЛОВОЙ УРОВНЕИЕР(57) Изобретение относится к приб строению и может быть использован для определения границы раздела двух сред или двух фаз контролируемой среды, теплоотдача от которых к чувствительному элементу имеет различные значения. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений положения границы раздела жидкости и пара, находящихсяна линии насыщения, путем обеспечения возможности регистрации локальных тепловых потоков. Теплообменникуровнемера выполнен в виде двух коаксиально расположенных, трубок 4 и 5На внешней и внутренней поверхностяхзакрытой снизу трубки 4 на одномуровне размещены горячий и холодныйспаи диф. термопар 3. При прокачкетеплоносителя через трубки 4 и 5 теплообменника каждая термопара 3 фиксирует перепад температуры по стенкетрубки 4, пропорциональный локальному тепловому потоку. Различие показаний термопар выше и ниже уровняраздела фаз обусловлено различиемкоэф. теплопередачи от паровой фазыи от жидкости. 1 ип.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано вустановках различного назначения дляопределения границы раздела двух сред5или двух фаз контролируемой среды,теплоотдача от которых к чувствительному элементу имеет различные значения.Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазонаизмерения уровня путем регистрациилокальных тепловых потоков по высотетеплообменника.На чертеже схематично изображеноустройство, разрез,В емкости 1 с контролируемой средой размещен теплообменник 2 в видетрубки Фильда с дифференциальнымитермопарами 3, установленными,на нейравномерно по высоте. Трубка Фильдавключает в себя внешнюю оболочку 4,на наружной и внутренней поверхностях которой установлены один противдругого горячий и холодный спаи каждой термопары, и внутреннюю трубку 5.Для подачи теплоносителя с требуемыми параметрами во внутреннюю трубку 5устройство содержит технологическийхолодильник 6 и насос 7. Вторичный ЗОприбор 8 служит для регистрации сигналов с термопар 3.Тепловой уровнемер работает следующим образом.При прокачке теплоносителя черезтрубку Фильда происходит теплообменмежду.ним и контролируемой средой, атак как коэффициенты теплопередачиот паровой фазы и от жидкости различны, то различны и коэффициенты теп Олопередачи через внешнюю оболочкутрубки Фильда на участках выше и ниже уровня раздела фаз и соответственно различны локальные тепловые потоки. Каждая дифференциальная термопара измеряет перепад темпеоатчоы постенке, который пропорционален ло=кальному тепловому потоку.Таким образом, показания дйфференциальных термопар, расположенных выше и ниже уровня раздела фаз, отличаются один от другого, и, зная расположение каждой термопары, можно опРеделить положение уровня раздела фаз.Если расстояние между термопарамипревышает на порядок величины толщину трубки теплообменной трубы, товлиянием теплопроводности материаластенки можно пренебречь. Такое выполнение устройства позволяет повысить точность определения границы раздела за счет сравнения величины локальных тепловых потоков по высоте трубки Фильда пропорциональных измеренным термопарами перепадам температур по толщине оболочки трубки Фильда. Так как коэффициенты теплопередачи от паровой и жидкой фаз . контролируемой среды к стенке теплообменника существенно отличаются (в ряде случаев на порядок величины и больше), то также отличаются (в несколько раз) показания дифференциальных термопар, расположенных выше и ниже уровня раздела фаз. Кроме того, в кольцевом зазоре трубки Фильда происходит выравнивание температуры теплоносителя за счет рекуперативного теплообмена через внутреннюю трубку. Это способствует выравниванию температурных напоров от контролируемой среды к теплоносителю, что приводит к более определенной зависимости показаний термопар от значений коэффициентов теплопередачи выше и ниже уровня раздела фаз и повышает точностьизмерений при прочих равных условиях. Рекуперативный теплообмен также уменьшает суммарное тепловое воздействие на контролируемую среду, Ф о р м у л а изобретенияТепловой уровнемер, содержащий чувствительный элемент в виде вертикальне расположенного теплообменника, на котором размещена дифференциальная термопара, а также вторичный прибор и средства для прокачки и регулирования параметров теплоносителя, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений положения границы раздела жидкости и пара, находящихся на линии насыщения, путем обеспечения возможности регистрации локальных тепловых потоков, теплообменник выполнен в виде двух коаксиально расположенных трубок, причем верхний конец внутренней трубки соединен со средствами прокачки и регулирования параметров теплоносителя, а внешняя закрыта снизу и на ней равномерно по высоте размещены дисЪференциальные термопары, при этом горячий и холодный спаи каждой термопары размещены на одном уровне соответственно на внешней и внутренней поверхностях внешней, трубки теплуобменника.