Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ьное к авт. свид-ву пол(43) Опубли (45) Дата оп но 150478,Бюллетень 14 ковани исания 200378 72) %вторы изобретен В Л.Вел ев и В.А.Керножицкий аявитель(5 Я ОПРЕДЕЛЕНИЯзйкРьттОм сОСуд ТРОЙСТ ВЕЩЕСТ НЯ ь сосуда, что поэвю цвета термоиндикоколо поверхностиой и порожней частложении уровня конва 12. о измео покры- наполда судить емого веляет торно аздел й сос ролир нос нен тия нен о и щес ныввнЗО де 1Изобретение относится к области контроля уровня жидких и сыпучих сред в закрытых сосудах и может быть исполь зовано для контроля уровня агрессивныхвзрывоопасных, нагревательных или охлажденных сред в химической, нефтяной, металлургической и других отраслях промышленности,Известны устройства для определения уровня, основанные на разности температур материала сосуда и содержащЕго в нем вещества. В зависимости от места установки чувствительных элементов они могут быть разделены на две группы. В,устройствах первой группы термочувствительные элементы, например термобатарея, терморезисторы, приемники видимого или инфракрасного излучений располагаются внутри сосудов в Зонах действия агрессивных сред, высоких и низких температур, что снижает надежность устройства в целом и усложняет выполнение эксплуатационных мероприя. тий И. В устроиствах второи группы чУвст вительный элемент выполнен в виде те моиндикаторного покрытия, образованного, например, жидкими кристаллами, которые наносят на наружную поверхКогда температура материала сосудан его содержимого близки, в состав изт 0 вестного устройства вводится располагаемый между термоиндикаторным покрытием и наружной стенкой сосуда нагревательный элемент, который создает дополнительный температурный градиент8 (перепад) у поверхности раздела заполненной и порожней частей сосуда. Однакокогда в результате воздействиясреды, например солнечного нагрева,или температурного воздействия вещест 3) ва, содержащего в сосуде, наружная поверхность сосуда значительно нагревается, то применение нагревательногоэлемента не дает требуемого эффектаи не исключает потери контроля за про 25цессом заполнения. Таким образом, надежность контроля уровня и температурй диапазон работы указанных устройствзначительной степени определяютсяешними условиями и температурой соржимого сосуда,В качестве термоиндикаторных покрытий могут быть использованы, например жидкие кристаллы,Использование термобатареи в качестве элемента, изменяющего тепловое состояние материала стенок сосуда, выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, поскольку при этом Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение температурного диапазона.Цель достигается тем, что в предлагаемом устРойстве элемент, изменяющий тепловое состояние наружной поверхности сосуда, выполнен в виде термобатареи, горячие и холодные спаи которой (раздельно расположены по высоте сосуда, а в цепь электропитания термобатареи введен регулятор тока. Это позволяет создавать в стенке сосуда до его высоте перепад температур как за счет подвода тепла горячими спаями, так и эа счет отвода тепла холодными спаями, обеспечивая тем самым в широком диапазоне температур независимость показаний устройства от температуры стенок сосуда, температуры его содержимого и окружающей среды. Кроме того, в стенке сосуда, заключенной между холодными л горячими спаями термобатарей, создается дополнительный поперечный температурный градиент или перепад температур в направлении, перпендикулярном высоте сосуда. Значения температурных градиентов задаются путем изменения величины силы тока через термобатарею с помощью регулятора тока, например реостата.Следовательно, все термоиндикатор ное покрытие в поперечном направлении между холодными и горячими спаями будет подвергаться тепловому воздействию в диапазоне температур, создаваемом холодными и горячими спаями. В35 этом случае работоспособность устройства будет определяться принадлежностью пороговой температурной точки термоиндикаторного покрытия к диапазону попеРечного темпеРатурного перепада, 40 создаваемого холодными и горячими спаями термобатареи . На фиг. 1 изображен общий вИд предложенного устройства, установленного на сосуде с частичным вырезом его стенки для лучшего показа конструкции;на фиг. 2 - варианты изменения окраски термоиндикаторного покрытия.Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде содержит 50 термобатарею, горячие 1 и холодные 2 спаи которой раздельно расположены по высоте контролируемого уровня и находятся в тепловом контакте с надежной поверхностью стенки 3 сосуда и нанесенных поверх них на стенку сосуда термоиндикаторным покрытием 4 (например, жидкокристаллическим соединением) . Термобатарея последовательно соединена с источником 5 постоянного тока, регулятором 6 величины тока через термобатарею, например, реостатом и тумблером 7.В момент включения тумблера 7 при пустом сосуде имеет место только обус ловленный работой термобатареи попе речный температурный перепад (градиент), действие которого приводит к тому, что часть термоиндикаторного покрытия в виде полосы, расположенной повысоте сосуда между. спаями термобатареи, изменяет свою окраску. Если вмомент включения тумблера 7 указанного изменение окраски термоиндикаторного покрытия не произошло, то оно обеспечивается путем изменения величинысилы тока через термобатарею с помощьюреостата Б. Возможный вариант изменения окраски термоиндикаторного покрытия в этом случае указан на чертежеиндексом 4 а. Подобным образом осуществляется контроль исправности и подготовка его к контролю заполнения сосуда,Впроцессе заполнения сосуда вдольего .высоты возникает температурныйградиент, действие которого приводитк тому, что часть укаэанной полосы,находящийся выше или ниже уровня вещества в сосуде, смещается параллельно самой себе в сторону холодных илигорячих спаев в зависимости от свойствтермоиндикаторного покрытия, характеристик термобатареи, температур материала сосуда и содержащегося в немвещества или вообще исчезает. Такимобразом, текущее положение уровня вещества в сосуде отмечаетсялинией поперечного смещения или разрыва полосытермоиндикаторного покрытия, изменяющей свою окраску, что позволяет с высокой надежностью в широком диапазонетемператур стенок сосуда; его содержимого и окружающей среды зафиксироватьположение контролируемого уровня. Одиниз возможных вариантов конфигурацииуказанной полосы в процессе контролязаполнения сосуда представлен на фиг.2индексом 4 б, где разной штриховкойотмечены области термоиндикаторногопокрытия, имеющие разную окраску врезультате температурного воздействиятермобатареи и содержимого сосуда.Неизбежные с течением времени изменения температур окружающей среды, материала стенок сосуда и его содержимого не привОдят к потере контроля уровня, а вызывают лишь изменение величинысмещения друг относительно друга частей полосы термоиндикаторного покрытия, находящихся выше и ниже уровнявещества в сосуде. С целью облегчениявизуального контроля величина этогосмещения может регулироваться реостатом 6.602786 Формула изобретения иг,7 Составитель Н.ВарнекРедактор ЮЛубина Техред О.Андрейко Корректор Л. Бласенкив е з 1834/3 ЦНИИПИ Тираж 872 Подписное Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,повышается надежность показаний и расширяется температурный диапазон. Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде, содержащее расположенный по высоте сосуда элемент, изменяющий тепловое состояние наружной .поверхности сосуда, цепь электропитания элемента и термоиндикаторное покрытие, нанесенное поверх элемента на Наружную поверхность сосуда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности показаний устройства и расширения температурного диапазона, в нем элемент, изменяющийтепловое состояние наружной поверхности сосуда выполнен в виде термобатареи горячие и холодные спаи которойраздельно расположены йо высоте сосуда, а в цепь электропитания термоба -тареи введен регулятор тока,Источники инФормации принятые вовнимание при экспертизе.".1, Литвак В.И.фотоэлектрическиедатчики в системах контроля, управления и регулирования, М., Наука, 1966,с. 231-234,2. Патент США Р 3696675,кл, С 01 Г 23/22, 1972.