Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 01 1) 4 С 01 Е 23/ ЕТ ЕНИЯ ПЬСТВУ тков ичеств ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕ(56) Авторское свидетельство СССР В 314078, кл. С 01 Р 23/26, 1968.Яловега Н,В. Специфика измерений теплофизических параметров высокотемпературных энергетических установок. - М.: Атомиздат, 1970, с, 147, рис. 6,1 (Ь).(54) УСТРОИСТВО ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ (57) Изобретение тельным устройст ловиях высоких т интенсивных пото лучений. Цель из точности измерен Устройство содер переменного тока ющий четыре обмо три из которых ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ)1 ИДКОСТИотносится к измеривам, работающим в усемператур, давлений, ков ионизирующих изобретения - повышение ия уровня жидкости, жит трансформаторчастотой 10 Гц, иметки 13, 14, 16 и 17, идентичны и имеют ко- Ы, а обмотка 13 имеет1281910 количество витков, равное 11 Ь/Ьгде Ь - длина вставки 3 (б),длина центральных 2, 5, 8 и наружных 1, 4, 7 электродов. Устройствосодержит также выпрямительные мосты 12 и 18, измеритель 11 отношениятоков. Введение новых элементов и об 1Изобретение относится к устройствам для измерения уровня электропроводпых жидкостей (например, ртуть, вода и др,), работающим в условиях высоких температур, давлений, интенсивных потоков ионизирующих излучений. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерений,На фиг. 1 изображена электрическая схема уровнемера; на фиг. 2 комплекты электродов, обший вид; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг,4 уровнемер, вид сверху; на фиг. 5 разрез А-А а фиг. 2. Устройство для измерения уровняэлектропроводsой жидкости содержиттрубу 1 - наружный электрод первогокомплекта, центральный электрод -стержень 2 первого комплекта, вставку 3 первого комплекта, наружныйэлектрод - трубу 4 второго комплекта, центральный электрод - стержень 5второго комплекта, вставку б второго комплекта, трубу 7. - наружныйэлектрод третьего комплекта, стержень 8 - центральный электрод третьего комплекта, трубу 9 - наружныйэлектрод дополнительной секции, стержень 10 - центрапьный электрод дополнитепьной секции, измеритель 11отношения токов (логометр), выпрями"тельный мост 12 токай 1, четвертуювторичную обмотку 13 трансформатораьс количеством витков И(где Ьоодлина вставки 3 (б); Ь - длина наружного и центрального электродов),третью вторичную обмотку 14 транс"формэтора с количеством витковЬЫ, первичную обмотку 15 трансЬ,раэование новых связей между элементами устройства позволяет снизитьчувствительность к изменениям удельной проводимости жидкости и средынад ней при изменении температуры,давления н интенсивности ионизирующих излучений, 5 ил. 2,форматора, вторую 1 б и первую 17 вт ричные обмотки трансформатора с количеством витков И, выпрямительный мост 18 токаь,1, электрический вывод 19 от стержня третьего комплекта, электрический вывод 20 от стержня дополнительной секции, электрический вывод 21 от стержня второго комплекта, электрический вывод 22 от 10 стержня первого комплекта. Измерение уровня осуществляетсяследующим образом.При подключении трансформатора кисточнику переменного напряжения частотой 10 Гц и установлении уровняжидкости, равного Ь;, в пространствемежду стержнями и трубгми проходитток, имеющий активную составляющую,20 обусловленную удельной проводимостьюжидкости и среды над ней, и реактивную (емкостную) составляющую тока,обусловленную емкостью труба - стержень. Пренебрегая емкостной составляющей, которая может принимать максимальное значениеС = С + С + С,где С - емкость комплекта труба -стержень;С, - емкость труба - стержень нарабочем участке;Сз - емкость стержень-вставка;С - емкость, образованная стержнем и трубой в месте прикреп"35 ления стержня керамическойпрокладкой,получимГ,Е.ЬФ4023 ц -ггде Я- относительная диэлектрическая проницаемость (макси"мальное значение для воды82; для керамики Г =100);электрическая постоянная,равная 9 10ф/м;Ь - длина конденсатора, м;г - радиус стержня;г - радиус трубы.гТогда С = 242 пф. 1281910 гг г 1 п - = 2 1 п -г. = 1, г, г,1 = 11" У (Ь, + пЬ - пЬ; + пЬ,).Ток, проходящий во втором комплекте 5труба 4 - стержень 5, равен11 2"1 Ь, - Ь112 н 7 пЬ-Ь;г, ггХп - 1 п г, гИмеем активный ток, проходящий в первом комплекте труба 1 - стержень 2 2 т Ь+ 11 оГя гз1 п - 1 п -Г г, - результирующая активная проводимость;- напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора; - удельная проводимость жидкости;- отношение удельной проводимости среды над жидкостью кудельной проводимости жидкости;- уровень жидкости от нижнегоконца уровнемера;- длина рабочей части уровнемера;- длина дополнительной секции,длина всех вставок; - внешний радиус стержней;внутренний радиус труб; - внутренний радиус труб вставок и дополнительной секцииЕмкостная проводимость при частоте й =О Гц1 -62 РГ(С +Сб +С) = 1,4 10 См.0Удельная проводимость абсолютно:чистой воды 4 1 О См/см, дистиллата 20 10 См/см. Активная составляющая проводимости воды в уровнемере2 Ф 3 ЬС=- -ГгЗп ггде- удельная проводимость воды;Ь - длина комплекта;6 п - = 2.Ггг,Проводимость абсолютно чистой воды в уровнемере 6 = 1,25 10 СмЕмкостная проводимость почти в 1000 раз меньше активной проводимости, поэтому ею можно пренебречь.+Г1 п -г,1 = 071(Ь; + пЬ - п 1; + Ь ).В цепи, где включен мост 18, протекает ток1, - 11 Ьо(1 п),где Ь, 1 - разностный ток, проходящии в цепи моста 18.Ток, проходящий в третьем комплектетруба 7 - стержень 8, равенБ 27 Ь, 1121 Гп(Ь-Ь, )1 +з г Гг1 п -- г,и г, г,1, = ЦУ(Ь, + пЬ - пЬ;).Ток, проходящий в дополнительной секции труба 9 - стержень 1 О, при на 10 15 20 25 формула изобретения50 Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости, содержащее три комплекта протяженных электродов, установленных вертикально и параллельно между собой на весь диапазон контролируемого уровня жидкости в сосуде и один комплект укороченных электродов, установленный в газовой среде сосуда, источник питания пряжении Ба = 11 -равенЬо30 11 Ьо 2 п 3 пЬо07 пЬ .а Г 37 пгРазностный ток, протекающий в цепимоста 12, равен35 71 19 1 а фЬ;(1 и)Показание измерителя 11 отношения тока, включенного в диагонали мостов,пропорционально отношению разностейтоков40 Ьг 1 и БУЬ,(1 и) 1.,11, 1 о БЬ (1-п) Ьгде А - показание измерителя отношения токов;.К - величина, обратная цене деления уровнемера,Ь= 1. А= - А.1о К20 25 ь 5 12 и электрическую измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, электрическая схема измерения содержит трансформатор переменного тока низкой частоты с тремя идентичными по количеству витков и четвертойс большим количеством витков вторичными обмотками, два выпрямителя, измеритель отношения токов, при этом две идентичные вторичные обмотки соединены последовательно-согласно и началом подключены к центральному электроду первого комплекса протяженных электродов, концом - к центральному электроду второго комплекта, а серединой - к первому выпрямителю, третья, идентичная первым двум обмоткам, и четвертая вторичные обмотки соединены между собой последовательно-согласно, началом подключены к центральному электроду третье" го протяженного комплекта электродов, концом - к центральному укороченному электроду, вторые ветви выпрямителя соединены между собой и с наружными электродами всех комплектов, причем наружный и центральный электроды всех комплектов установлены коаксиально и изолированно друг от друга по всей длине, к наружным электродам первого комплектасверху, а второго комплекта - снизуприсоединены вновь введенные и коаксиально установленные металлическиевставки - электроды, при этом размеры электродов и количества витковвторичных обмоток соответственноудовлетворяют соотношениям гз И 12; 1 п= 1; г Я радиус .центральных электродов;внутренний радиус наружных электродов протяженного комплекта;внутренний радиус наружного электрода укороченного комплекта и металлических встаРвок;длина электродов укороченного комплекта и металлических вставок;длина электродов протяженных комплектов;количество витков трех идентичных вторичных обмоток трансформатора;количество витков четвертой вторичной обмотки.Тираж 690 осударственног елам изобретений ква, Ж, Раушкомитета СССРи открытий кая наб., д. 4/