Потенциометрический уровнемер

(19) (11) ЕСПУБЛИК 01 Г 232 30 Е ИСАН ДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ нное объединение удных, металлури энергетических гии "Днепрчермество СССР 4, 1979. ство СССР 24, 1984, СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ. ГКНТ СССР(71) Научно-производствепо автоматизации горноргических предприятийобъектов черной металлуртавтоматика"(57) Изобретение относится к уровнемерами позволяет повысить точность измерения и помехоустойчивости. Уровнемер выполнен в виде металлической трубы, являющейся зондом 1, погружаемым в материал и закрепленным через изолятор на технологическом резервуаре. На этом же изоляторе укреплено металлическое охранное кольцо 3, соединенное с нижним концом зонда 1 дополнительным проводом. Первый блок 6 измерения подключен между корпусом 2 резервуара и нижним концом зонда 1. Второй блок 12 измерения подключен к концам зонда. Выходы блоков измерения подключены к блоку 16 деления. таким образом; что выход первого блока б измерения подключен на вход числителя, а второго - на вход знаменателя. Выход блока 16 деления подключен Ф к входу нормирующего преобразователя 17, на выходе которого формируется унифицированный сигнал. 1 ил.3 О 40 Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике, а именно к устройствам для контроля уровня электро- проводных сыпучих и жидких материалов.Цель изобретения - повышение точности измерения.На чертеже представлен пример выполнения предлагаемого уровнемера.Уровнемер содержит зонд 1, выполненный из стальной трубы, закрепленной на корпусе 2 технологического резервуара при помощи изолятора (не показан), Соосно с зондом 1 на изоляторе закреплено также охранное кольцо 3, связанное с нижним кольцом зонда 1. Концы зонда 1 через токо- ведущий стержень 4 связаны с вторичной обмоткой питающего трансформатора 5. Между корпусом 2 технологического резервуара и нижним концом зонда 1 подключен вход первого блока 6 измерения, состоящего из последовательно соединенных первого входного усилителя 7, первого разделительного трансформатора 8, первого выпрямителя 8 и первого масштабирующего усилителя 10. К нижнему и верхнему концам зонда 1 подключена первичная обмотка второго разделительного трансформатора 11 второго блока 12 измеоения, Вторичная обмотка второго разделительного тоансформатора 11 через второй входной усилитель 13 и второй выпрямитель 14 связана со вторым масштабирующим усилителем 15.Выходы первого и второго масштабирующих усилителей соединены, соответственно, со входами числителя и знаменателя блока 16 деления, Выход блока 16 деления через нормирующий преобразователь 17 связан с индикатором 18.В процессе работц между резервуаром и зондом образуется контакт через сопротивление материала й, Связь между зондом и охранным кольцом осуществляется через сопротивление утечки Яу 1, а между охранным кольцом и резервуаром через сопротивление утечки Яу 2.При подключении трансформатора 5 к сети электропитания вторичная обмотка, токоведущий стержень 4 и стальная труба зонда 1 образуют замкнутцй контур, по которому протекает ток, За счет этого на концах трубы образуется падение напряжения,пропорциональное величинесопротивления трубы и величине напряжения сети.Если часть зонда 1 погружена в материал, то между нижним концом его и верхней отметкой, образованной уровнем материала, за счет разности потенциалов через шихту, корпус резервуара и опять шихту образуется второй контур тока. Так как сопротивление корпуса резервуара пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлениемматериала, то поверхность корпуса может .считаться эквипотенциальной. Если во втором контуре принять сопротивление материала на участке от верхней отметки зондак корпусу равным сопротивлению материала на участке от корпуса до нижнего концазонда, то корпус резервуара можно принятьза среднюю точку образованного таким образом делителя. Поэтому на вход первоговходного усилителя 7 будет подана половина падения напряжения между нижним концом и верхней отметкой уровня на зонде,Величина этого напряжения пропорциональна уровню материала в резервуаре.Зонд выполняет роль потенциометра, а.вкачестве подвижного контакта используется электропроводный материал. На чертежепоказано результирующее сопротивлениематериала й,Так как нижний конец зонда соединен сохранным кольцом, то при налипании материала на поверхность изолятора между зондом и охранным кольцом образуетсясопротивление утечки Ву 1, которое оказывается включенным параллельно зонду и является дополнительной нагрузкой дляпитающего транса орматора 5. Налипаниематериала между охранным кольцом и корпусом . резервуара образует пассивное сопротивление йу 2, через которое никакой токне протекает, Уровень напряжения, пропорциональный уровень материала в технологическом резервуаре, определяетсязависимостьюК ОЬО.=-Осгде К - коэффициент пропорциональности,в/м;1 - текущее значение уровня материалав технологическом резервуаре, м;Ц - текущее значение падения напряжения на материале, пропорциональноеуровню и падению напряжения в зонде, В;Ос - падение напряжения на зонде, В;Оь - напряжение пропорциональноеуровню, В.Влияние нестабильности соп ротивления материала, включенного параллельновходу первого измерительного преобразователя 6, сводится к минимуму путем соответствующего увеличения входногосопротивления первого входного усилителя 7.Влияние нестабильности элементовблоков б и 12 измерения сводится к минимуму выбором идентичности их характеристик,Заказ 4154 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 При погружении зонда в материал сигнал (ОА) поступает на первый входной усилитель 7 и через первый разделительный трансформатор 8 на вход выпрямителя 9. Выпрямленный сигнал поступает на масштабирующий усилитель 10, где нормируется до расчетного значения с учетом колебаний напряжения сети и изменений в процессе работы электрических характеристик зонда, а затем подается на вход числителя блока 16 деления.Сигнал, пропорциональный Оь поступает через второй разделительный трансформатор 11 на вход второго входного усилителя 13, далее на второй выпрямитель 14 и второй масштабирующий усилитель 15, где аналогично нормируется до расчетного значения с учетом указанных выше условий, а затем подается на вход знаменателя блока 16 деления.На выходе блока 16 деления формируется сигнал Оь, пропорциональный только уровню материала в технологическом резервуаре, который поступает на вход нормирующего преобразователя 17, На выходе нормирующего преобразователя 17 формируется сигнал в унифицированном виде иподается на вход измерительного прибора18,Формула изобретен и я5 Потенциометрический уровнемер, содержащий зонд, выполненный в виде металлической трубы и установленный припомощи изолятора на технологическом резервуаре, питающий трансформатор, вто 10 ричная обмотка которого подключена к .электрическим выводам зонда, охранноеметаллическое кольцо, установленное наизоляторе соосно зонду, блок измерения,подключенный входами к корпусу резервуа 15 ра и нижнему концу зонда, и индикатор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и помехоустойчивости, он снабжен вторым блокомизмерения и блОком деления, при этом вход20 второго блока измерения подключен к электрическим выводам зонда, выходы первогои второго блоков измерения подключены ксоответствующим входам блока деления,выход которого подключен к входу индика 25 тора, причем охранное кольцо соединено снижним концом зонда.