Гидростатический уровнемер

(22) Зая влено 13.11.78 (21) 2683931/18-10с присоединением заявки лхпо делам изобретений и открытий,43 (088,8) Дата опубликования описания 15.01,81, (72) Авторы изобретения В. А. Писарев и А. С. Сидоров Всесоюзный проектно конструкторский и научно - исследовательскийинститут автоматизации пищевой промышленности(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВ НЕМЕР Изобретение относится к приборостроению и может применяться для измерения уровня жид., костей с непостоянной плотностью.В известном сигнализаторе уровня жидкости с целью устранения влияния плотности на линии5 выхода воздуха из сопла пйевмопреобраэователя установлен регулируемый дроссель, кинематически связанный через передаточный механизм с силовым элементом -сильфоном, полость которого с помощью импульсной линии соединена1 О с выходомпневматического преобразователя плотности 111.Недостаток этого устройства заключается в том, что схемное решение его обуславливает нзличие погрешности автоматического регулиро 15 ванна. Величина этих погрешностей зависит не только от точности изготовления рабочих поверхностей регулируемого дросселя, но и связана с тем, что расходные характеристики дросселя нелинейны, а устройства или элемент,а учитывающего эту нелинейность, в схеме не содержатся.Наиболее близким по технической сущностик предлагаемому является гидростатический датчик уровня жидкости, который содержит упрутий чувствительный элемент в виде сильфо.на, связанный через передаточный механизм, выполненный в виде двуплечего рычага, с указателем уровня, Для коррекции по плотности устройство дополнительно снабжено преобразователем плотности, выполненным в виде поплавка постоянного погружения, связанного по. средством двух блоков и нити с механизмом изменения соотношения длин плеч рычага, выполненным в виде подпружиненной подвижной каретки 21.Недостатком этого устройства является то, что в нем не предусмотрена перестройка верхнего предела измерения, так как это связано с тем, что при различных значениях верхнего предела измеряемого уровня жидкости и при одинаковом диапазоне изменения ее плотности требуется различный ход каретки, что, в свою очередь, связано не только с заменой чувствительного элемента нли соотношения длин плеч рычага передаточного механизма, но и с изменением объема постоянно погруженного поплавка.Кроме того, схемным решением не предус.могрено устранение погрешности измеренияиз.за нелинейности характеристики механизмаавтоматической коррекции по плотности, связанной с наличием веса толкателя и рычага,а также изменения длины плеча последнего.Цель иэобретепия - повышение точностиизмерения и обеспечение возможности настрой.ки верхнего предела иэмерения уровня при из.менении плотности жидкостй, 1 ОПоставленная цель достигается тем, чтомеханизм автоматической коррекции по плотности снабжен соединенным с поплавком по.стояииого погружения пневмопреобразователемплотности, операционным умножителем и упругим силовым элементом и выполнен в видедвух рычагов, точки опоры которых располо.жены в одной плоскости с направлением действия сосредоточенного усилия, развиваемогоупругим чувствительным элементом, один изкоторых кинематнчески связан с передаточныммеханизмом силового преобразователя, а второйс упругим силовым элементом и между собойчерез подвижную каретку, при этом упругийсиловой элемент соединсп с выходом пневматического операционного умножителя, а входпоследнего, - с двумя регулируемыми пневмосопротивлениями, одно нз которых сообщаетсяс атмосферой, а второе подключено к преобразователю плотности. ЗОНа чертеже схематически изображен гидростатический уровнемер,Урорнемер состоит иэ упругого чувствительного элемента 1, воспринимающего гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 2, рычага 3, кинематическн связанного супругим чувствительным элементом 1, ирычага 4 с передаточным механизмом силовогопреобразователя 5, Точки, опоры этих рычаговрасположены в одной плоскости с линией дейст.вия сосредоточенного усилия, развиваемого упругим чувствительным элементом, на противоположных сторонах относительно ее. Между рыча.гами установлена подвижная каретка б, котораяпосредством тяги 7 связана с упругим силовым4элементом 8, выполненным в виде сильфона,Полость этого снльфона соединена с выходомпневматического операционного умножнтеля 9,постоянный коэффициент которого большеединицы, Вход его подключен к регулируемомупневмосопротивлению 10, второй конец которого50сообщается с атмосферой, и - к регулируемо.му пневмосопротивлению 11, второй конецкоторого подключен к выходу преобразователяплотности 12. Выходной сигнал преобразова.Ителя плотности - стандартный пневматическии.Работает устройство следующим образом.1 ндростатическое давление столба жидкости врезервуаре 2 воздействует на упругий чувствитель 3 796664 4ный элемент 1 н преобразуется в сосредоточенноеусилие Р, вели шна которого пропорциональна высоте столба и плотности жидкости в резервуаре 2, Сосредоточенное усилие, развиваемоеупругим чувствительным элементом 1, черезрычаг 3, подвижную каретку 6 и рычаг 4 воэ.действует на передаточный механизм силовогопреобразователя 5, На выходе силового преобразователя образуется сигнал, величина ко.торого пропорциональна сосредоточенномуусилию, воздействующему на его передаточныймеханизм со стороны рычага 4,При изменении плотности жидкости в резервуаре 2, например, увеличении и неизменномуровне ее в нем, сосредоточенное усилие, раз.виваемое упругим чувствительным элементом,увеличится. Так как высота столба жидкости врезервуара 2 остается неизменной, то и усилиеР, воздействующее на передаточный механизмсилового преобразователя 5, должно остатьсянеизменным. Это обеспечивается соответствующим перемещением подвижной каретки 6вдоль рычагов 3 и 4, Величина и направлениеперемещения подвижной кареткч 6 зависит отизменения величины избыточного давления воэ.духа в упругом силовом элементе 8, которое,в свою очередь, зависит от плотности жидкостив резервуаре 2,При изменении плотности жидкости в резер.вуаре 2, например при увеличении на выходе.преобразователя плотности 12, на входе операционного умножителя 9 и в полости силовогоэлемента избыточное давление воздуха такжевозрастет, Это приведет к увеличению на необходимую величину длины плеча Я,1 рычага 3и уменьшению на такую же величину длины.плеча Р рычага 4, в результате чего усилие,воздействующее на псредаточный механизмсилового преобразователя 5, уменьшается навеличину, пропорциэнальную приращению нлотности жидкости в резервуаре 2 при неизменном ее уровне.При максимальном значении плотности хадсилового элемента 8 имеет максимальное зиа.чение. При каждом промежуточном значенияплотности ход упругого силового элемента 8прямо пропорционально зависит от величиныизбыточного давления воздуха, поступающегов его полость.Величина минимального и максимальногозначения избыточного давления воздуха в по.лости упругого силового элемента 8 устанавливается при настройке операционного умножителя с помощью соответствующей регулировкипостоянного коэффициента, величина которогобольше единицы, Эта величина зависит от паде.ния давления на пневмосопротивлении 10, атакже от верхнего предела измерения преобразователя плотности 12.796664 бдействия сосредоточенного усилия, развиваемогоупругим чувствительным элементом, один иэкоторых кинематически связан с передаточныммеханизмом силового преобразователя, а второй - с упругим силовым элементом и междусобой через подвижную каретку, при этомупрутий силовой элемент соединен с выходомпневматического операционного умножителя, авход последнего - с двумя регулируемымипневмосопротивлениями, одно из которыхсообщается с атмосферой, а второе подключенок преобразователю плотности,Источники информации,принятые во. внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 279087,кл. 6 0 Р 23/16, 20.05,69.2, Авторское свидетельство СССР Юф 482630,кл. 6 01 Р 23/14, 28.02.74 (прототип),дыход Составитель Н. ВарнекТехред А, Бойкас Редактор А. Долинн В Тираж 711НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9757 одписное лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 5Формула изобретения Гидростатнческнй уровнемер, содержащий упругий чувствительный элемент, силовой пре. образователь и механизм автоматической кор. рекции по плотности, включающий поплавок постоянного погружения, связанный с подвижной кареткой, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения и обес. печения возможности настройки верхнего лре. дела измерения уровня при изменении плотно сти жидкости, механизм автоматической коррекции по плотности снабжен соединенным с по. плавком постоянного погружения пневмопреобразователем плотности, операционным умиожителем и упругим силовым элементом и выпол. нен в виде двух рычагов, точки опоры которых. расположены в одной плоскости с направлением КорректорЮ. Макаренко