Гидростатический датчик уровня жидкости

ОП ИСАЙ ИЕ ЙЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских1777451 Социалистических Республик) Опуоликовано ) Дата опублик по делам изобретении и открытий) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ДАТЧИ УРОВНЯ ЖИДКОСТИИзобретение относится к технике измерения уровня жидкости путем измерения гидростатического давления,и может быть использовано в химической и нефтехимической, а также,в горнодобывающей и др. промышлен,ности.Известен гидростатический датчик уровня жидкости, содержащий чувствительный элемент в виде сильфона, шток, связанный с сильфоном и дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещения жесткого днища сильфона 11.Недостатками, известного датчика являются зависимость показаний от плотности:исследуемой жидкости, а также отсутствие компенсации влияния температуры.Наиболее близким к изобретению является датчик, содержащий измерительный сильфон,и компенсатор, включающий поплавок постоянного погружения, перемещающий через подпружиненную каретку ось рычага, связанного одним плечом посредством штока с жестким центром днища измерительного сильфона 2.Влияние изменения плотностями исследуемой жидкости устранено в этом датчике.Недостатками его являются низкая чувствительность,и надежность, обусловленные наличием трения в,механизмах передачи перемещения поплавка, что также снижает срок службы датчика. Кроме этого, результаты измерения содержат значительную погрешность (примерно 6 - 8%) за счет температурных изменений размеров передаю щего рычага и связанного с ним пттока.Известный датчик;не имеет также естественного модулированного по частоте вы.ходного сигнала, что затрудняет передачу измерительной информации к регистрирую.10 щему прибору из труднодоступных мест,,например.,из скважины. Кроме того, извест,ный датчик может быть установлен только в днище емкости, что не всегда возможно.Целью изобретения является повышение 5 точности измерения и;расширение областиприменения устройства.Это достигается тем, что,в датчик содержащий корпус, чувствительный элемент в виде подпружиненного сильфона и компен сатор плотности, включающий поплавок постоянного погружения, введены струнный преобразователь перемещения чувствительного элемента, трансформаторный преобразователь перемещения поплавка,компенса тора плотности, индуктор и термокомпенсатор в виде биметаллической пластины, при этом струна преобразователя перемещения чувствительного элемента одним концом прикреплена к подвижному днищу сильфо на, другим концом - к подвижному эле5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 менту индуктора, выполненного в виде цилиндра, опирающегося на жестко соединенную с корпусом биметаллическую пластину, а обмотка индуктора подключена ко вторичной обмотке трансформатора,преооразователя перемещения поплавка.На чертеже схематически изображен гидростатический датчик уровня жидкости.Он содержит измерительный подпруги ненный сильфон 1, к жесткому центру которого прикреплена одним концом струна 2 струнного преобразователя, ее другой конец крепится к торцу цилиндра,3 из ферромагнитного материала, а к другому торцу крепится пружина 4, присоединенная к центру плоской биметаллической пластины б, за. крепленной на стойках б. Цилиндр располо. жен внутри индуктора 7, обмотка которого подключена ко вторичной обмотке 8 взаимо- индуктивного трансформаторного преобразователя перемещения поплавка, пОдВиж ный сердечник 9 которого подпружинен пружиной 10,и связан с поплавком постоянного погружения 11 посредством нити 12, проходящей через герметизирующий силь.фон 13 малой эффективной площади. Первичную оомотку 14 взаимоиндуктивного трансформаторного преобразователя подключают к источнику питания 1 б. Возбуждение колебаний струны производят магнитоэлектрической системой, которая включает постоянный магнит 1 б и генератор электромагнитных колебаний 17 с подключенным к его выходу частотомером 18 через линию связи 19, Поплавок постоянного погружения и измерительный сильфон установлены в цилиндрическом корпусе 20, в герметизированном отсеке 21 которого расположена измерительная схема. В отсеке 22 корпуса 20.выполнено сквозное отверстие 23, через которое в него поступает измеряемая среда.Раббота гидростатического датчика уровня жидкости осуществляется следующим образом.При присоединении датчика к емкостиили погружении в нее, отсек 22 через отверстие 23 заполняется жидкостью. При этом гидростатическое давление, зависящее от ее уровня в емкости, сжимает сильфон 1, что приводит к соответствующему ослаблению предварительно натянутой струны 2 и измедению ее собственной частоты колебаний, возбуждаемых магнитом 1 б, присоединенным к генератору электромагнитных колебаний 17,Одновременно под действием выталкивающей силы поплавок П перемещает цилиндр 9 на величину, зависящую от плотности измеряемой средыпоэтому наводимая во вторичной обмотке взаимоиндуктивного трансформаторного преобразователя псремещения 8 Э.,Д,С. изменится на соотвстствующую величину, в результате чего изменится сила, втягивающая или выталкивающая цилиндр 3, размещенный, внутри индуктооаТаким образом, натяжение струны, зависящее от гидростатического давления столба ж.,дкости, корректируется в зависимости от колеоаний плотности кидкости.Изменение натяжения струны приводит к изменению частоты ее колебаний, что фиксируется частотомером 18.Предлагаемое техническое решение выгодно отличается от известного, т. к. позволяет повывить точность измерения уровня в условиях, изменяющихся температур,и получить естественный частотный, выходной сигнал, что при конструктивном обособлении элементов гидростатического датчика, позволяет значительно расширить его функциональнже возможности, а именно, произьодить измерения в труднодоступных местах с передачей результатов измерений на значительные расстояния.Формула изобретения Гидростатический датчик уровня жидкости, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде подпружиненного сильфона и компенсатор плотности, включающий поплавок постоянного погружения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области применения, в него введены струнный преобразователь перемещения чувстительного элемепта, трансформаторный преобразователь перемещения поплавка компенсатора плотности, индуктор и термокомпенсатор в виде биметаллической пластины, при этом струна преобразователя перемещения чувствительного элемента одним концом прикреплена,к подвижному днищу сильфона, другим концом - к подвижному элементу индуктора, выполненного в виде цилиндра, опирающегося на жестко соединенную с корпусом биметаллическую пластину, а обмотка индуктора подключена,ко,вторичной обмотке трансформатора преобразователя перемещения поплавка.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 488078, кл. 6 01 Г 23/18, 04,01.72,2. Авторское свидетельство СССР482630, кл. б 01 Г 23/14, 28.02.74 (прототип) .546 Тирак 810Подписное митета СССР по делам изобретений и открытий Ж, Раушская наб д, 4/5