Преобразователь уровня в электрический сигнал

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 593 О 76 Союз Советских(45) Дата опубликования описания 24.01.78 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 681,128,32) Авторы изобретен А. П. Нелюбин А, Пахомовние турбостроенияческий заводУЗенин турбостроенический завод 3 аявител Производственное объедине Ленинградский металли и Завод-ВТ и производственном объеди Ленинградский металлИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня легких жидкостей.По основному авт. св.405033 известен преобразователь уровня в электрический сиг нал, содержащий измерительную трубку, частично заполненную неэлектропроводной жидкостью, и дифференциально-трансформаторный датчик с якорем-поплавком, выполненным из немагнитопроводящей и магнитопроводящей частей в виде целиком погруженного в жидкость полого цилиндра с наглухо закрытыми торцами, во внутренней полости которого размещен магнитопроводящий элемент. 15Недостатком такого устройства является малый линейный участок выходной характеристики, что снижает чувствительность и точность измерений преобразователя.С целью повышения чувствительности и 20 точности измерений, в предлагаемом преобразователе магнитопроводящий элемент выполнен в виде двух усеченных конусов, расположенных вертикально и симметрично один относительно другого, причем вершины конусов обращены к средней части элемента.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь уровня в электрический сигнал состоит из измерительной трубки 1, 3 О частично заполненнои неэлектропроводной жидкостью 2, в которую погружен якорь-поплавок 3, представляющий собой, полый немагнитопроводящий цилиндр 4 с наглухо закрытыми торцами, Во внутренней полости цилиндра размещен магнитопроводящий элемент б в виде тела вращения, симметричного относительно плоскости поперечного сечения, проведенной через его среднюю часть.Габариты якоря-поплавка выбираются в зависимости от удельного веса жидкости, при этом верхний торец всегда совпадает с мениском жидкости. Тем самым между наружными стенками якоря-поплавка и внутренними стенками трубки всегда находится жидкость, выполняющая роль смазки, уменьшая силь 1 трения между стенками трубки и якорем-поплавком при перемещении последнего вдоль трубки 1. Снаружи измерительной трубки 1 размещен дифференциальный трансформаторный датчик б, содержащий первичную обмотку возбуждения 7 и вторичные измерительные обмотки 8 и 9, включенные по разностной схеме. Катушки датчика закрыты магнитным экраном (на чертеже не показан).Устройство работает следующим образом, На первичную обмотку возбуждения 7 дифференциального трансформаторного датчика б подается переменное напряжение Уь Под действием электрического тока, возникающего в цепи обмотки 7 с размещенной на катушке совместно с вторичными измерительными обмотками 8 и 9, в последних наводится ЭДС. Напряжение с обмоток 8 и 9 подается на регистрирующее устройство. Магнитный поток, ипдуцирующий ЭДС в катушках 8 и 9, имеет наибольшую плотность в центральной части магнитопроводящего элемента 5 и направлен вдоль оси размещенного внутри катушки с обмотками 7, 8, 9 датчика б, Плотность и направление магнитного потока претерпевают резкое изменение около торцовых частей элемента 5 и первичной обмотки возбуждения 7 датчика б,При этом, если обмотки 8 и 9 расположены симметрично относительно плоскости поперечного сечения, обозначенной на чертеже линией О - О, проведенной через среднюю часть катушки, и равномерно размещены на последней витки обмотки 7, то, при подаче на первичную обмотку 7 переменного напряжения, с вторичных обмоток 8 и 9, включенных последовательно, по разностной схеме, снимается напряжение ЛУ=О, так как величины ЭДС, индуцпрующиеся в каждой из катушек, равны по велтчипе и противоположны по фазе. Магнитопроводящий элемент 5, размещенный внутри катушки датчика 6, уменьшает магнитное сопротивление последней и, следовательно, увеличивает плотность магнитного потока в устройстве. Если элемент 5 расположен в якоре-поплавке 8, погруженном в жидкость симметрично относительно плоскости О - О и выполнен в виде тела вращения, симметричного относительно плоскости поперечного сечения, проведенной через его среднюю часть, то величина разностной ЭДС ЛУ, снятой с обмоток 8 и 9, будет равна нулю.При смещении уровня жидкости 2 внутритрубки 1 вместе с уровнем (менисхом) жид кости смещается и якорь-поплавок д, в котором размещен элемент 5.Смещению магнитопроводящего элемента5 относительно обмоток датчика будут соответствовать различные значения разностной 10 ЭДС. Фаза разностной ЭДС зависит от направления перемещения элемента 5 в трубке 1.Благодаря выполнению магнитопроводящего элемента в виде двух усеченных конусов, расположенных вертикально и симметрично друг другу, причем вершины конусов обращены к средней части элемента, при выдвижении элемента 5 из обмоток 8 и 9, увеличение магнитного сопротивления в одной И из катушек происходит медленнее и одновременное уменьшение магнитного сопротивления другой катушки тоже. Следовательно, линейность выходной характеристики увеличивается и повышается чувствительность и 25 точность измерения.Формула изобретения Преобразователь уровня в электрический З 0 сигнал по авт. св. 405033, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, магнитопроводчщий элемент выполнен в виде двух усеченных конусов, расположенных вертикально и ЗБ симметрично один относительно другого, причем вершины конусов обращены к средней части элемента.593076 дактор Н. Каменск ПодпнсноССР Иад, Иа 205 Тираж 907 НПО Государственного комитета Совета Министро по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5