Преобразователь уровня в электрический сигнал

Номер патента: 765660

Автор: Нелюбин

ZIP архив

Текст

.Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 681.128.66(088.8) Дата опубликования описания 250980(72) Автор изобретения А, П. Нелюбин Завод - ВТУЗ при Ленинградском металлическом заводе им, ХХ 11 съезда КПССИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения уровня легких жидкостей. 5По основному авт. св. Р 462086 известен преобразователь уровня в электрический сигнал, содержащий измерительную трубку, частично заполненную неэлектропроводной жидкостью и диффе 1 О ренциально-трансформаторный датчик с якорем-поплавком, выполненным из немагнитопроводящей и магнитопроводящей частей в виде целиком погруженного в жидкость полого цилиндра с наглухо закрытыми торцами, во внутренней полости которого размещен магнитопроводящий элемент, Причем, внутри якоря- поплавка расположен коаксиальный. цилиндр из немагнитопроводящего материО ала, укрепленный с торцов якоря-по-. плавка и имеющий сквозное.отверстие для прохода избыточной жидкости 14.Однако у такого преобразователя невысокая точность измерения за счет 25 Флюктуаций выходного сигнала, возникающих за счет того, что при изменении уровня жидкости якорь-поплавок колеблется вокруг нулевой поперечной линии. ЗО Цель изобретения - повышение точности измерения,достигается это тем, что на внутренней образующей коаксиального цилиндра по многоэаходным, многовитковым спиральным линиям равномерно рас"йоложены выступы, смещенные относительно друг друга.На фиг. 1 изображен преобразователь уровня жидкости при стабилизированном положении якоря-поплавкаф, нафиг. 2 - развертка внутреннего коаксиального цилиндра со спиралями длястабилизированного положения якоряпоплавка, на Фиг, 3 - преобразовательуровня при движении якоря-поплавкавверх (ферромагнитные стержни и спирали не показаны); на Фиг. 4 - развертка внутреннего коаксиального цилиндра со спиралями для случая ловышения уровня жидкости в измерительной трубке, на Фиг. 5 - преобразователь уровня при движении якоря-по-,плавка вниз (Ферромагнитные стержнии спирали не показаны); на Фиг, 6 -развертка внутреннего коаксиальногоцилиндра со спиралями для случая понижения уровня жидкости в измерительной трубке, на Фиг. 7 - поперечноесечение якоря-поплавка и измерительной трубки, на фиг. 8 - фрагмент поперечного сечения активной части спирали и, стенки внутреннего коаксиального цилиндра.Преобразователь уровня в электрический сигнал состоит из измеритель 5 ной трубки 1, частично заполненной легкой неэлектропроводной жидкостью 2, в которую погружен якорь-поплавок 3, выполненный в виде цилиндрического тела, состоящего из наружного 4 и .внутреннего 5 цилиндров из немагнитного материала. Оба цилиндра коаксиально связаны друг с другом с помощью торцов б, имеющих сквозные отверстия для установки внутреннего цилин дра. Внутренний цилиндр 5 выполняет роль центрального проходного канала для прохода избыточной жидкости. На Ънутренней образующей коаксиального цилиндра по многозаходным, многовет- щ ковым спиральным линиям равномерно расположены выступы 7, смещенные один относительно другого. Выступы могут быть выполнены за одно с цилиндром или укреплены на его поверхности любым известным способом.во внутренней полости якоря-поплавка размещен магнитопроводящий элемент, выполненный, например, в виде ферромагнитных стержней 8.Снаружи измерительную трубку охватывает дифференциальный трансформатор,ный датчик 9, имеющий обмотку возбуждения 10 и две измерительные обмотки 11 и 12, включенные по разностной схеме. Обмотки датчика размещаются на катушке, которая охватывается магнитопроводящим корпусом (на чертеже не показаны).Трансформаторный датчик 9 вместе с корпусом может жестко фиксироваться 4 О на заданной отметке измерительной трубки 1 для регистрации заданного уровня нли свободно перемещаться вдоль трубки при работе в следящем режиме45Габариты якоря-поплавка выбираются в зависимости от удельного веса жидкости, При этом верхний торец всегда совпадает с мениском жидкости. Тем самым между наружным цилиндром 4 якоря-поплавка и внутренними стенками измерительной трубки 1 всегда находится рабочая жидкость, выполняющая роль смазки, уменьшая силы трения между стенками измерительной трубки и телом якоря-поплавка при перемещении 55 последнего вдоль трубки.Устройство для измерения уровня жидкости работает следующим образом.На обмотку возбуждения 10 трансформаторного датчика подается переменное що напряжение. Когда якорь-поплавок 3 стабилизирован по уровню жидкости в измерительной трубке 1 (см, фиг. 1), то его магнитопроводящие стержни 8 располагаются по своей длине одинако во по отношению к измерительным обмоткам 11 и 12, включенным по раэностной схеме. Измерительные обмотки охватывают равные магнитные потоки, наводящие в них равные ЭДС. На выходе измерительных обмоток при раэностном включении в этом случае выходной сигнал ь Обудет равен нулю.Если уровень жидкости в измерительной трубке изменился, например увеличился (см. Фиг. 3), то стабилизация якоря-поплавка 3 по уровню нарушается его положение относительно обмоток трансформаторгого датчика 9 также меняется. Магнитные потоки, охватывающие измерительные обмотки 11 и 12, будут разными. Например, поток, охватывающий обмотку 12, будет больше потока, охватывающего обмотку 11. В измерительных обмотках наводятся разные по амплитуде ЭДС.Выходной сигнал трансформаторного датчика 9 пропорционален степени отклонения якоря-поплавка 3 от нулевого стабилизированного положения, а фаза выходного сигнала определяется направлением смещения якоря-поплавка 3 относительно нулевого положения. При повышении уровня жидкости визмерительной трубке 1 якорь-поплавок3 поднимается вверх, стремясь занятьстабилизированное положение.При малом зазоре между внутренни-.ми стенками измерительной трубки 1 инаружным цилиндром 4 якоря-поплавка3 избыточная жидкость переходит изодной полости трубки в другую черезвнутренний цилиндр 5 (центральныйпроходной канал якоря-поплавка), навнутренйей образующей которого по многоэаходным многовитковым спиральным линиям равномерно расположены выступы 7, смещенные один относительно другого, За счет подъемной силы якорь- поплавок 3 стремится занять нулевое положение. Наличие расположенных по спиральным линиям выступов 7, выступающих над гладкой поверхностью внутреннего цилиндра 5, обеспечивает в дополнение к поступающему движению якоря-поплавка 3 относительно измерительной трубки 1 также и радиальные движения - якорь-поплавок 3 вращается вокруг своей продольной оси, Магнитопроводящие стержни 8 устойчиво располагаются относительно измерительных обмоток трансформаторного датчика 9.При этом поток жидкости, срываясьс одного выступа 7, проходит интервалмежду выступами и на своем пути встречает препятствие в виде другого выступа 7, за счет чего поток жидкости, протекакиций через внутренний цилиндр 5, становится турбулентным. Равнодействукицая р,активных сил в каждый момент времени меняет свое направление, якорь-поплавок 3 дополнительно к поступательному и вращательному движе7 б 5 ббО Фи виям испытывает вибрации. В совокупности повышается динамика якоря-поплавка 3.При понижении уровня жидкости в измерительной трубке 1 (см. фиг. 5) часть якоря-поплавка 3 может оказаться над поверхностью мениска жидкости.Под действием собственной силы тяжести якорь-поплавок, вращаясь, стремит-.ся занять нулевое стабилизированное положение. Радиальные перемещения обеспечиваются проходом жидкости через внутренний коаксиальный цилиндр за счет реактивных сил, возникающих при взаимодействии потока с винтовыми спиралями (см. фиг. 6). Срывы потока с выступов 7 создают турбулентное течение потока, равнодействукщая сил которого в каждый момент времени меняет свое направление, создавая вибрации якорю-поплавку и уменьшаятем самым силы сцепления части якоря- поплавка, оказавшейся над поверхностью мениска рабочей жидкости, с внутренними стенками измерительной труб- Киф Винтовое вращательно-поступательное движение якоря-поплавка при работе в следящем режиме повышает точность измерения за счет уменьшения флюктуаций выходного сигнала, так как 5. повышается устойчивость якоря-поплав"ка в продольно-осевом направлении и уменьшается его вращение относительно нулевой поперечной линии. Вибрация якоря-поплавка 3 повышает его чувствительность.Формула изобретения Преобразователь уровня в электрический сигнал по авт. св, В 462086,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с.15 целью повыйения и точности измерения,на внутренней образующей коаксиальиого цилиндра по многозаходным, многовитковым спиральным линиям равномерно расположены выступы, смещенные20 один относительно другого.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 462086, кл. 6 01 Г 23/12, 1973765660 оставитель Л, Массальская ехред Н. Граб Корректор М. Демчи Редактор Е. Гонч Тираи 80 ВННИПИ Госу по делам 113035, Москваказ 6493 3 Подпис арственного комитета СССизобретений и открытий .й, Раушская наб., д. 5 Филиал ППП фПатентф, г. Уагород, ул, Проектная, 4

Смотреть

Заявка

2559463, 26.12.1977

ЗАВОД-ВТУЗ ПРИ ЛЕНИНГРАДСКОМ ДВАЖДЫ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ ИМ. ХХ11 СЪЕЗДА КПСС

НЕЛЮБИН АНАТОЛИЙ ПАВЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01F 23/12

Метки: сигнал, уровня, электрический

Опубликовано: 23.09.1980

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-765660-preobrazovatel-urovnya-v-ehlektricheskijj-signal.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь уровня в электрический сигнал</a>

Похожие патенты