Датчик уровня жидкости

(5 ц 5 0 01 К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ А 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО(71) Целлюлозный завод территориальногопроизводственного объединения "УстьИлимский лесопромышленный комплекс"(56) Авторское свидетельство СССРМ 504934, кл. 6 01 Е 23/30, 1974,(54) ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости вуровнемерных колодцах, скважинах, баках,цистернах и подобных объектах, Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции. Д содержит поплавок том 2, закрытую с немагнитную трубу внутри горизонталь нами 4, снабженны протяженными на в сти и установленны которого меньше зо на геркон 4, и общ протяженным на вы ния, Магнитопрово стенке трубы 3 в зо сов магнита 2, прич конов 4 закреплены а вторые - на обще з.п, ф-лы, 3 ил,атчик уровня жидкости 1 с постоянным магниодного (нижнего) конца3 с расположенными но по всей высоте геркоми магнитопроводами 5, ысоту шага дискретноми с зазором 6, величина ны действия магнита 2 им магнитопроводом 7, соту диапазона измереды 5 и 7 закреплены на не перемещения полюем первые выводы герна магнитопроводах 5, м магнитопроводе 7. 2Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости вуровнемерных колодцах, скважинах, баках,цистернах и в подобных обьектах.Целью изобретения является повышение точности измерения.На фиг. 1 показан датчик, продольныйразрез; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; нафиг. 3 - электрическая схема измерения.Датчик уровня содержит поплавок 1 сукрепленным на нем постоянным магнитом2, закрытую с одного(нижнега) конца немагнитную трубу 3 с расположенными внутригоризонтально по всей высоте герконами 4ва геркона обозначены индексами 4 а и 46),ерконы 4 снабжены магнитопроводами 5,протяженными на вь соту шага дискретности и установленными с зазором 6 (один иззазоров обозначен индексом 6 а), и общиммагнитопроводом 7. Внутри трубы 3 расположены резисторы 8, которым присвоеныобозначения К 1, Я 2, КЗ, Я 4,., Рп, Каждыйиз резисторов 8 подключен к первому выво"ду соответствующего геркона 4, напримеррезистор РЗ подключен к геркону 4 б, а всерезисторы 8 соединены последовательно вцепочку, которая через миллиампермето 9,шкала которого проградуированэ в единицах уровня, и источник 10 постоянного токаподключена к общему мэгнитопроводу 7, Кэтому же магнитопроводу гальваническиподключены вторые выводы герканов 4, Сопротивления резисторов 8 выбраны одинаковымиМагнитопроводы 5 и 7 закреплены настенке трубы 3, причем первые (левые) выводы герконов 4 закреплены на магнитопроводах 5, а вторые (правые) - нэ общеммагнитоправоде 7. Такое крепление геркоиав 4 обеспечивает непрерывность их магнитных цепей от мэгнитопроводов 5 дамагнитопровода 7.Намагничивающэя сила постоянногомагнита 2 определена па условию срабатывания (замыкания лепестков) двух соседнихгерконов 4, например герконов 4 а и 4 б приусловии расположения полюса Я магнита 2точно против зазора ба, Такая особенностьконструкции датчика уровня обеспечиваетнепрерывность электрической цепи источника 10 така и, следовательно, непрерывность показаний миллиамперметра 9 приперемещении поплавка 1.Между поплавком 1 и трубой 3 имеетсясвободное пространство для возможностиперемещения поплавка 1 без трения вдольтрубы 3. Это пространство обуславливаетналичие двух зазоров 11 и 12 между полю.сами Я и К магнита 2 и магнитопроводами 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 и 7. Датчик уровня жидкости установлен вертикально в емкости 13, предназначенной для хранения жидкости 14,Датчик уровня жидкости работает следующим образомВ исходном положении поплавок 1 расположен на дне емкости 13. При этом полюс Я магнита 2 расположен от нижнего магнитапровода 5 на расстоянии одного шага дискретности. Поэтому сопротивление магнитной цепи полюс К магнита 2 - воздушный зазор 11 - стенка трубы 3 - магнитопровод 7 - правые вывод и лепесток нижнего геркона 4 - левые лепесток и вывод нижнего геркона 4 - нижний магнитопровод 5 - стенка трубы 3 - воздушный зазор 12 - полюс Я магнита 2 велико и намагничивающая сила, действующая на нижний геркон 4, недостаточна для его срабатывания, В результате цепь источника 10 питания разомкнута и миллиамперметр 9 показывает нулевое значение уровня, что соответствует отсутствию жидкости 14 в емкости 13,Подача жидкости 14 в емкость 13 вызывает перемещение поплавка 1 с магнитом 2 вверх за счет подьем ной силы. В тот момент, когда полюс Я магнита 2 достигает отметки нижнего конца нижнего магнитопровода 5, сопротивление указанной магнитной цепи резко падает за счет падения магнитного сопротивления участка магнитопровод 5 - стенка трубы 3 - воздушный зазор 12. Поэтому намагничивающая сила, действующая на нижний геркон 4, резко возрастает и вызываетсрабатывание нижнего геркона 4, который замыкает электрическую цепь положительный полюс источника 10 - миллиамперметр 9, цепь из последовательно соединенных резисторов К 1, Я 2, КЗ, К 4, , Рп - замкнутые контакты нижнего геркона 4 - магнитопровод 7 - отрицательный полюс источника 10. Следовательно, в указанной электрической цепи возникает так, сила ко- торого о оК 1+Я 2+КЗ+К 4 , Кп и Кгде 0 - напряжение источника питания 10;Я 1=К 2=-ЯЗ=Я 4,=Кп=К;п - количество герконов, установленныхв трубе 3,В результате миллиампеометр 9 показывает значение уровня, равное шагу дискретности ,Нй= -игде Н - максимально возможная высота уровня жидкости 14 в емкости 13.Дальнейшее повышение уровня жидкости 14 в емкости 13 вызывает дальнейшееперемещение поплавка 1 с магнитом 2 вверх.При этом происходит срабатывание соответствующих герконов 4, которые шунтируют расположенные ниже поплавка 1 5 резисторы 8 и вызывают изменение сопротивления электрической цепи источника 10 питания, а следовательно, силы тока в ней, значение которой определяется формулойо 10п 7 м нгде М - количество разомкнутых герконов, расположенных ниже полюсов магнита 2.В результате миллиамперметр 9 показывает текущее значение уровня, равное 15Н(Т)=п М (1) Понижение уровня жидкости 14 в емкости 13 вызывает перемещение поплавка 1 с магнитом 2. Это вызывает увеличение сопротивления электрической цепи источника 20 10 и падение показаний миллиамперметра 9, который показывает снижение уровня, значение которого определено формулой (1).Таким образом, любому изменению 25 уровня жидкости 14 в емкости 13 соответст.- вует изменение показания миллиамперметра 9, что обеспечивает измерение текущего уровня жидкости 14. В процессе измерения уровня поплавок 1 достигает таких отметок 30 по высоте диапазона измерения, при которых полюс Я магнита 2 расположен точно против зазоров между магнитопроводами 5.Например, при перемещении поплавка 1 вверх полюс Я магнита 2 достигает положе ния точно против зазора 6 а, При этом срабатывает геркон 4 а (геркон 4 б уже замкнут) и шунтирует резистор 4 а (резисторы ЯЗ, В 4,;,Яп шунтированы замкнуты герконом 4 б). При этом ток в цепи источника 10 воз растает, что обеспечивает возрастание показания миллиамперметра 9 на величину шага дискретности, Состояние датчика уровня, при котором замкнуты одновременно два геркона 4 а и 4 б, таким образом не дает погрешности измерения. Такое состояние датчика уровня непродолжительно, так как малейшее смещение датчика уровня непродолжительно, смещение полюса Я вверх или вниз вызывает резкое перераспределение магнитного потока в отношении геркона 4 а или геркона 4 б. При этом смещение полюса Я вверх не изменяет показания милли- амперметра 9, а смещение полюса Я вниз уменьшает показание миллиамперметра 9 на величину шага дискретности. Формула изобретения 1. Датчик уровня жидкости, содержащий поплавок с постоянным магнитом, охватывающим закрытую с одного конца немагнитную трубу, внутри которой дискретно по всей высоте расположены горизонтально герконы, параллельно соединенные и снабженные плоскими магнитопроводами, протяженными на высоту шага дискретности и установленными с зазором, величина которого меньше эоны действия магнита на геркон, и общим магнитопроводом, протяженным на высоту диапазона измерения, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитопроводы с зазором и общий магнитопровод расположены на двух противоположных внутренних стенках трубы напротив зон перемещения полюсов магнита, при этом каждый иэ выводов герконов подсоединен соответственно к магнитопроводам с зазором и к общему магнитопроводу.2, Датчик по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, в качестве проводника для соединения герконов использован общий магнитопровод.1675686 Составитель Н, МараховсРедактор А. Мотыль Техред М.Моргентал ектор М, Куч но-издательский комбинат "Пат г, Ужгород, у га оизводст Заказ 2994 Тираж 40 ВНИИПИ Государственного коми 113035, Моска