Устройство для измерения уровня жидкости

Соеэ СоввтскихСоциалистицвскихРеспубпмк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВХ 11669200 61) Дополнительное к авт. свил ву 22) Заявлено 02. 03. 77 (21) 2457650/18 - 10 51) М. Кл. 6 01 Р 23/10 с присоединением заявки-(23) Приоритет -Гесударствеанаа иематет СССР ав делам язебретвнаа я юткрмтеЗавод - ВТУЗ при Ленинградском металлическом заводе н Производственноеобъединение турбостроения "Ленинградский металлический завод"(54) УСТРОЙСТВ ЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ Ж Изобретение относится к приборостроению ипредназначено для измерения уровня.Известны устройства для измерения жидкости, содержащие измерительную трубку, на которойустановлен дифференциальный трансформаторныйдатчик, а внутри трубки расположен цилиндричекий поплавок, во внутренней полости которогорасположены ферромагнитные стержни 11.Из - за медленного перетекания жидкости в зазор между наружной образующей поплавка и вну 1реиней образующей измерительной трубки в ука- тВзаниом устройстве наблюдается невысокая динамичность поплавка при резких скачкообразных изменениях уровня жидкости в измерительной труб.ке. При этом создается значительное.запаздыва.тз ние между временем установки нового уровня жид.кости в трубке и временем стабилизации поплавкана.этом уровне, в результате чего вторичные тюказьтвающие приборы не отражают действительного положения уровня жидкости в измерительнойтрубке.Наиболее близким к изобретению по техничеокой сущности является устройство, содержащее поплавок, выполненный в виде наружного цилиидра с ферромагнитными стержнями, внутри которо. го расположен коаксиальный цилиндр из немагнито. проводящего материала, укрепленный с торцов поплавка и имеющий сквозные отверстия для лрохо. да избыточной жидкости 21.Однако это устройство обладает недостаточной чувствительностью при резких изменениях уровня жидкости в измерительной трубке, так как при резких скачках уровня жидкости, например при понижении уровня, поплавок выступает иад поверхностью мениска жидкости и касается своей наружной цилиндрической поверхностью внутренней по. верхности измерительной трубки. При этом про. исходит залипание поплавка, чем снижается чув. ствительность устройстваЦелью изобретения является повышение чувствительности устройства.Зто достигается тем, что в известном. устрой. стве для измерения уровня жидкости, содержащем поплавок с сердечником из магнитомягкого мате. риала, расположенный в измерительной трубке, на которой установлен дифференциальный трансформаторный датчик, поплавок выполнен в вйде двух усеченных полых конусов,расположенных3вертикально и сопряженных меньшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплавка.На фиг. 1 дано устройство со стабилизирован. ным по уровню жидкости поплавком, разрез; на фиг. 2 - устройство при понижающемся уровне жидкости (магнитный сердечник поплавка не показан); на фиг. 3 - устройство при повышающем. ся уровне жидкости (магнитный сердечник поплавка не показан); на фиг, 4 - поперечный разрез че. 1 о рез среднюю часть поплавка и измерительной трубки. Устройство для измерения уровня жидкостисодержит измерительную трубку 1, частично заполненную легкой неэлектролроводной жидкостью2, в которую целиком погружен поплавок 3, вы.полненный в виде двух усеченных полых конусов,4, расположенных вертикально и сопряженныхменьшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплав.ка.Внутри поплавка 3 в направлении его продольной оси установлен сердечник из магнитомягкогоматериала, выполенный в виде стержня 5, Снаружи 25измерительную трубку 1 охватывает дифференциальный трансформаторный датчик 6, имеющий об.мотку возбуждения 7 и две измерительные обмотки 8 и 9, включенные по разностной схеме. Обмотки датчика 6 размещаются на катушке с обмотка- зОми, которая охватывается магнитопроводящимкорпусом ( на черт, не показаны).Датчик 6 вместе с корпусом может жестко фиксироваться на заданной отметке измерительнойтрубки 1 для случая регистрации заданного уров- зсня или свободно перемещаться от привода вдольтрубки при работе в следящем режиме,Описываемое устройство для измерения уровня жидкости работает следующим образом.На обмотку возбуждения датчика 6 подается 40переменное напряжение. Когда поплавок 3 стабнлизирован по уровню жидкости в измерительнойтрубке 1, то его сердечник, выполненный, например, в виде стержня 5, располагается по своейдлине одинаково по отношению к измерительным 45обмоткам 8 и 9, вклокоченным по разностной схеме. Измерительные обмотки охватывают равныемагнитные потоки, наводящие в них равные э.д.с,На выходе измерительных обмоток при разност.ном включении выходной сигнал О будет равеннулю.Если уровень жидкости в измерительной трубке изменился, например, увеличился (фиг. 3), тостабилизация поплавка 3 по уровню нарушается,его положение относительно обмоток датчика 6также меняется. Магнитные потоки, охватывающиеизмерительные обмотки 8 и 9, будут разными. Например, поток, охватывающий обмотку 9 (фигЗ),будет больше потока, охватывающего обмотку 8,4В измерительных обмотках наводятся разные по амплитуде э,д.с.Выходной сигнал датчика пропорционален сто пени отклонения поплавка 3 от нулевого стабилизированного положения, а фаза выходного сигнала определяется направлением смещения якоря - поплавка относительно нулевого положения,При повышении уровня жидкости в трубке якорь - поплавок будет подниматься вверх, стра мясь занять стабилизированное нулевое положение,При малом зазоре между внутренними стенками измерительной трубки 1 и торцами поплавка 3 избыточная жидкостьпереходит из полости, расположенной над верхним торцом поплавка, в полость, ограниченную внутренними стенками измерительной трубки 1 и наружной поверхностью поплавка 3, выполненной в виде двух усеченных полых конусов 5, расположенных вертикально и симметрично друг относительно друга, и затем избыточная жидкость переходит в полость, расположенную под нижним торцом поплавка 3 (фиг.З). Тем самым повышается динамика поплавка и его чувствительность за счет того, что жидкость проходит малые зазоры между торцами поплавка 3 и внутренними стенками измерительной трубки 1, где скорость жидкости увеличивается, а в полости за нижним торцом и в полости, ограниченной внутренними стенками измерительной трубки 1 и наружными стенками поплавка 3, жидкость попадает в расширяющиеся объемы, где возникают турбулентные течения. Равнодействующая сил турбулентных течений в каждый момент времени будет менять свое направление по отношению к внут ренним стенкам измерительной трубки 1 и наружных стенок поплавка 3. Возникающие при этом вибрации поплавка повышают его чувствитель. ность.При резком понижении уровня жидкости в и мерительной трубке 1 (фиг. 2) поплавок 3 своей верхней частью выступает над поверхностью жид. кости. С внутренними стенками измерительной трубки касается только верхний торец и силы сцепления выступающей части поплавка 3 с внутренними стенками измерительной трубки 1 неболь. шие. Кроме того, избыточная жидкость, проходя из полости под нижним торцом поплавка 3 в полость, ограниченную внутренними стенками изме. рительной трубки 1 и частью наружных стенок поплавка 3, через малый зазор между нижним торцом поплавка и внутренними стенками изме рительной трубки, создает турбулентное течение в полости выше нижнего торца. Равнодействующая сил турбулентного течения в каждый момент времени меняет свое направление, создавая вибрации якоря - поплавка, повышая его чувствительность.Формула изобретенияУстройство. для измерения уровня жидкости, содержащее поплавок с сердечником из магнитомягкого материала, расположенный в измеритель., Массальскаярейко тор 9. Синицкая Е. Гонца Реда Тираж 865 ЦНИИПИ Государственного комит по делам изобретений н открыти 113035,Москва, Ж, РаушскаяПодписнота СССР каз 3645 а/3 инаб д. 4 нал ППП "Патент", г; Ужгород, ул, Проектная, 4 5ной трубке, на которой установлен дифференциальный трансформаторный датчик, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, поплавок выполнен в виде двух усеченных полых конусов, расположенных вертикально и сопряженных меньшими основаниями, а большие основания конусов наглухо запаяны и образуют торцы поплавка. 6 Источники информации, принятые во вннма. ние прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Нф 405033,кл. 6 019/14, 1922. 2. Авторское свидетельство СССР й 462086,кл. 6 01 Р 23/12, 1973.