СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ СЫПУЧИХ СРЕД Российский патент 1997 года по МПК G01F23/26 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в энергетической, металлургической и других отраслях промышленности при измерении уровня сыпучих и жидких сред преимущественно в емкостях со значительными габаритами, например высотой 10 50 м.

Известен уровнемер, содержащий два электрода, один из которых имеет неоднородности по длине [1]
Прототипом является сигнализатор уровня сыпучих сред, содержащий размещенный в емкости гибкий длинномерный элемент и электронный преобразователь в виде генератора, блока обработки и регистратора, причем гибкий длинномерный элемент выполнен из электропроводного материала, его верхний конец соединен с входом электронного преобразователя, а нижний опущен в контролируемую среду [2]
Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности.

Данный результат достигается за счет того, что генератор выполнен параметрическим, блок обработки выполнен в виде блока вычисления произвольной и счетчика импульсов, емкость имеет электропроводные стенки, а гибкий длинномерный элемент выполнен с неоднородностями по длине, причем выход параметрического генератора подключен к выходу блока вычисления произвольной и первому входу регистратора, плюсовой и минусовой выходы блока вычисления производной соединены с соответствующими входами счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму входу регистратора, а вход параметрического генератора является входом электронного преобразователя.

При этом длинномерный элемент может быть выполнен в виде троса, а неоднородности в виде узлов на нем. Длинномерный элемент также может быть выполнен в виде отрезков троса, соединенных между собой через кольца, на каждом из которых выполнено несколько витков троса.

На фиг. 1 показан сигнализатор уровня сыпучих сред, на фиг. 2 - блок-схема этого сигнализатора, на фиг. 3 градуировочная характеристика сигнализатора.

Сигнализатор уровня состоит из гибкого длинномерного элемента 1, введенного в контролируемую среду емкости 2 и подключенного одним из концов ко входу параметрического генератора 3, выход которого соединен со входом блока вычисления производной 4 и первым входом регистратора 5. Плюсовой и минусовой выходы блока 4 вычисления произвольной соединены с соответствующими входами счетчика 6 импульсов, выход которого подключен ко второму входу регистратора 5.

Длинномерный элемент выполнен из электропроводного материала с неоднородностями 7 по длине.

Работа сигнализатора уровня осуществляется следующим образом. Частота генерации параметрического генератора 3 вырабатывается такой, чтобы длина элемента 1 соответствовала λ/4 (λ длины волны). Например, при длине элемента 7 м частота соответствует 12 Мгц. При изменении диэлектрических свойств и уровня контролируемой среды в емкости 2 изменяется резонансная частота контура, образованного элементом 1 со стенками емкости 2. Для исключения влияния на показания сигнализатора диэлектрических свойств среды на элементе 1 выполнены неоднородности 7, обусловливающие экстремальное изменение резонансной частоты упомянутого контура на уровне их расположения. Блок 4 измерения производной осуществляет фиксацию этого экстремального изменения и в зависимости от полярности выходного сигнала блока 4 счетчиков 6 формируется номер неоднородности по длине элемента 1, который фиксируется на регистрирующем приборе 5.

На другой вход регистратора 5 приходит текущая выходная частота параметрического генератора 3, соответствующая уровню контролируемой среды и ее диэлектрическим свойствам. Использовать эту информацию можно следующим образом. В результате заполнения (опорожнения) емкости контролируемой средой, например угольной пылью, на табло регистрирующего прибора будут зафиксированы опорные (реперные) точки, соответствующие неоднородностям на элементе 1.

Высота размещения этих неоднородностей известна из паспорта на прибор, поэтому изменения частоты регенератора 3 между моментами индикации неоднородностей будут соответствовать промежуточным значениям уровня.

Регистрирующим прибором может служить цифровой индикатор с двумя входами, один из которых фиксирует целые числа, а другой десятичные.

Таким образом, на показания регистрирующего прибора со счетчиком 6 влияет только экстремальное изменение сигнала, формируемое неоднородностями 7, размещенными на известных значениях уровня, т.е. эти показания не зависят от свойств контролируемой среды. Условия срабатывания блока 4 вычисления производной следующие: изменение резонансной частоты контура (генератора 3) при прохождении уровнем контролируемой среды неоднородности 7 за фиксированный промежуток времени должно быть по крайней мере на порядок выше указанного изменения свойств (диэлектрических) контролируемой среды за тот же промежуток времени.

Гибкий длинномерный элемент для различных контролируемых сред и условий эксплуатации возможно выполнять в виде троса или последовательно соединенных между собой прутков. На тросе неоднородность достаточно просто выполнить в виде узла, длина троса в узле должна иметь значение, например, соответствующее длине троса между неоднородностями, для получения большого значения производной изменения частоты при прохождении уровнем неоднородности 7.

При выполнении длинномерного элемента в виде отрезка троса их соединяют между собой через кольца, например, из диэлектрика. На сегменте кольца, где осуществляют крепление троса, выполняют несколько витков троса по сегменту кольца. На противоположном сегменте кольца также выполняют несколько витков другого отрезка троса и т.д.

Длинномерный элемент можно выполнять в виде прутков, соединенных между собой через петли на концах, для увеличения излучения электромагнитной энергии в месте соединения петли можно выполнять с несколькими витками.

Использование гибкого длинномерного элемента при контролировании уровней 10 50 м определяет минимальные габариты и стоимость сигнализатора, т.к. например, при низких температурах контролируемой среды можно использовать стальной трос с узлами, габариты и стоимость которого минимальны.

Использование: для определения уровня сыпучих сред. Сущность изобретения: устройство содержит электропроводный гибкий длинномерный элемент, один конец которого подключен к параметрическому генератору, а другой опущен в контролируемую среду, блок обработки в виде блока вычисления производной и счетчика импульсов, регистратор, емкость с электропроводными стенками. Выход параметрического генератора подключен к входу блока вычисления производной и первому входу регистра. Плюсовой и минусовой выходы блока вычисления производной соединены с соответствующими входами счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму входу регистратора. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сигнализатор уровня сыпучих сред, содержащий размещенный в емкости гибкий длинномерный элемент и электронный преобразователь в виде генератора, блока обработки и регистратора, причем гибкий длинномерный элемент выполнен из электропроводного материала, его верхний конец соединен с входом электронного преобразователя, а нижний опущен в контролируемую среду, отличающийся тем, что генератор выполнен параметрическим, блок обработки выполнен в виде блока вычисления производной и счетчика импульсов, емкость имеет электропроводные стенки, а гибкий длинномерный элемент выполнен с неоднородностями по длине, причем выход параметрического генератора подключен к входу блока вычисления производной и первому входу регистратора, плюсовой и минусовой выходы блока вычисления производной соединены с соответствующими входами счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу регистратора, а вход параметрического генератора является входом электронного преобразователя. 2. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что длинномерный элемент выполнен в виде троса, а неоднородности в виде узлов на нем. 3. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что длинномерный элемент выполнен в виде отрезков троса, соединенных между собой через кольца, на каждом из которых выполнено несколько витков троса. 4. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что гибкий длинномерный элемент выполнен в виде прутков, соединенных между собой через петли на концах. 5. Сигнализатор по п. 4, отличающийся тем, что петли выполнены с несколькими витками.