Дискретный измеритель уровня

Союз СоветскккСоциалистическиеРеспубики ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 930013(23)Приоритет ввудэРфтквее вфмитет ССЮР вю делам изебретевкй и еткрытк 1(53) УЙК 681 128 . 64(088.8) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень ма 19 Дата опубликования описания 23.05.82. Кротов,. и Ю. В, Преображен Заявитель 54) ТНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ Изобретение относится к технике изобретения уровня, в частности для .измерения уровня жидких хладагентов.Известны дискретные измерители уровня, содержащие расположенные по высоте измеряемого уровня термопары, селектор, выполненный на коммутирующих реле, усилитель, управляющее реле и индикаторные лампы 1 .К недостаткам устройства следует отнести применение термопар, имеющих невысокую чувствительность в области низких и особенно гелиевых температур, большое количество термопар (для контроля уровня в трех точках требуется пять термопар), а также выполнение селектора на коммутирующих реле, имеющих по пять групп контактов, что делает его громоздким устройством, обладающим невысокой надежностьюНаиболее близким по технической сушно изобретению является дискретный из ль уровня, содержащий термоэлем расположенные по высоте иэмерясти кмеритеенты,емого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующее устройство, включающее усилители, реле и резисторы 12 .Недостатком известного устройстваявляется недостаточная эксплуатацион-.ная надежность,Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности измерителя,Поставленная цель достигается тем,что в дискретном измерителе уровня, соодержащем термоэлементы, расположенныепо высоте измеряемого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующееустройство, включающее усилители, релеи. резисторы, коммутирующее устройство5выполнено в виде групп из соединенныхмежду собой усилителя, реле и резисторапо одному на каждый термоэлемент, причем выход усилителя соединен с обмотЮкойреле, один нормально закрытый контакт которого включен между одним выводом предыдущего термоэлемента и резистором, образующими делитель напряжения, подключенный общей точкой к вхоДля измерителя уровня жидкого гелия выделимая электрическая мощность в зо не измерения не превышает 15 мВА, точ: ность контроля уровня в точке измерения не менее + 0,5 мм, время измерения не более 0,5 с.Измеритель уровня может осуществить выдачу управляющих сигналов нв внешние исполнительные устройства от каждого из термоэлементов, При фиксации времени прохождения уровня по сигналам 3 930013ду усилителя, соответствующего предыдущему термоэлементу, в другой нормальнозакрытый контакт реле включен междупоследующим резистором и другим выводом последующего термоэлемента, образующими следующий делитель напряже-., ния.На чертеже представлен один из вариантов выполнения измерителя уровня начетыре точки измерения. 1 ОТермоэлементы 1-4, выполненные йзтерморезйсторов, образуют с резисторами5-8, имеющими фиксированные значениясопротивления, делители напряжения, формирующие определенный уровень напряже 1 Юнияв зависимости от нахождения терморезистора в газовой или жидкой среде.К каждому делителю напряжения подклю-чен вход соответствующего пороговогоэлемента 9-12, последние настроены наскачкообразное изменение напряженияделителя, связанное с резким изменением сопротивления термоэлемента при переходе последнего из газообразной средыв жидкую и наоборот, На выходе пороговых элементов включены управляющиереле .13-16, нормально закрытые контакты которых 13 - 16 Н. Каждомудискретному значению уровня соответствует индикаторная лампбчка 17-20соответственно,Причем реле 13 соответствует переключающий контакт 13-1 и 13-2, реле14 сортветствуют контакты 14-1 и 142, реле 15 - контакты 15-1 и 15-2,3реле 16 - контакт 16-1.Пороговый элемент в зависимости оттипа терморезистора может быть выпол-,нен в виде эмиттерного повторителя илиоперационного усилителя, например 140УР 1,Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения питания термоэлемент 1 через нормально закрытый45контакт 13 реле 13 образует с .резис, тором 5 делитель напряжения, которыйподключен. к входу порогового устройства9. Остальные термоэлементы 2-4 зашунтированы нормально закрытыми контактами 13-1 - 15-1, управляющих релеЫ13-15, и измерительный ток через нихне проходит.При достижении уровня жидкости первого термоэлемента соиротивление егорезко изменяется (в 8-10 раз) вследствие изменения условий теплопередачив газообразной и жидкой средах и дополнительного саморазогрева от протеквющего измерительного тока, при этом напряжение делителя резко изменяется, пороговое устройство 9 и управляющее реле 13 срабатывают, при этом переключающий контакт 13-2 включает индикаторную лампу 17 и подготавливает к работе термоэлемент 2, образующий делитель напряжения через контакт 1411 с резистором 6. При достижении уровнятермоэлемента 2 описанный процесс повторяется, при этом подготавливается к работе термоэлемент 3, а термоэлемент 1 отключается через открывающийся контакт 14 Н . При дальнейшем увеличении уровня подготавливается через открывающийся контакт 158 реле 15.При уменьшении уровня, например после достижения уровня жидкости термселемента 3, изменение напряжения делителя вызывает возвращение порогового уст ройства 1 1 в исходное состояние и реле 15 отключается. При этом гаснет лампа 19 и,подключается через закрывающийся контакт 15 н термоэлемент 2, а термоэлемент 4 вновь шунтируется закрывающимся контактом 15-1 реле 15.При использовании в качестве термоэлементов терморезисторов, при работе которых выделяется электрическая мощность в зоне измерения, вызываются потери хладагентов, что в некоторых слу,чаях является недопустимым, при этом становится необходимым возможно большее уменьшение выделяемой электрической мощности в сочетании с простотой технического решения вторичной аппаратуры.В предлагаемом измерителе уровня такое включение контактов управляющих реле обеспечивает прохождение измериьтельного тока не более, чем через два термоэлемента, находящихся соответственно ниже и выше контролируемого уровня, причем подключение пары термоэлементов происходит без сбрасывания коммутирующего устройства, т.е, оперативно.1с термоэлементов измеритель уровня можно использовать как дискретный рас. ходомер.В качестве термоэлементов были использованы полупроводниковые терморезисторы с повышенной чувствительностью в области температур фазовых переходов криогенных жидкостей, мало чувствительные к сильному магнитному полю, типа КГ.Предложенная конструкция измерителя уровня позволяет увеличить надежность за счет уменьшения числа контактных переключающих элементов, увеличить быстродействие за счет оперативного фслеженияф за изменяющимся уровнем, а также создавать устройства с любым числом контролируемых точек. Конструкция технологична и проста в изготовлении и удобна в эксплуатации, так как конструктивно коммутирующее устройство в виде усилителя, реле и резистора для каждого термоэлемента выполнено на отдельной плате и одинаково для всех термоэлемен тов.формула изобретенияДискретный измеритель уровня, содержащий термоэлементы, расположенные по высоте измеряемого уровня и соединенные с индикаторами, и коммутирующееустройство, включающее усилители, реле и резисторы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, коммутирующееустройство выполнено в виде групп из соединенных между собой усилителя, реле ии резистора по одному на каждый термь 1 О элемент, причем выход усилителя соединен с обмоткой реле, один нормально закрытый контакт которого вклюнен междуодним выводом предыдущего термоэлемента и резистором, образующими дели 15 тель напряжения, подключенный общейточкой к входу усилителя, соответствующего предыдущему термоэлементу, адругой нормально закрытый контакт релевключен между последующим резисторомр 0 и другим выводом последующего термоэлемента, образующими следующий делитель напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2 з 1. Авторское свидетельство СССРМ 586336, кл. 3 011 23/22, 1977.2. Патент фРГ % 2024911,кл, 42,0 34, 1970 (прототип), 930013