Система регулирования положения границы раздела сред Советский патент 1984 года по МПК G01F23/22 B22D11/16 C22B9/18 

, Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано апя контроля положения гр ницы раздела двух срец, например жидкое гаой и паровоздушной, жидкостеой и парожидкостеой, в биологических фермен терах или ;аля.определения уровня распл ва 6 металлургических печах, кристаллизаторах и т, д. Известно устройство для определения уровня расплава, содержащее три датчик температуры, смонтированных перпендик лярно поверхности расплава на равном расстоянии один от другого по высоте C Недостатком данного устройства явля ется зависимость сигналов датчиков от теплового состояния сред, границ, межрду которыми необходимо контролировать. Эта зависимость снижает надежность контроля и усложняет регулирование уровня. Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования - границы раздела воздух - шлак и шлак - металл при злектрошлаковом переплаве, содержащее дифференциальный теплометрический уровнемер (два разнесенных по высоте контролируемого пространства идентичных преобразователя тепловог потока), выходы которого подключены к регулятору через усилитель, при этом регулятор связан с исполнительным механизмом (привод перемещения тележки кристаллизатора) 2. Недостатком этого устройства является низкая надежность регулирования уровня. Это связано с тем, что сигнал уровнемера зависит от величины пика теплового потока на границе раздела сред, которая в свою очередь зависит от температур сред, а также от изменяющихся тепловых сопротивлений, возникающих в ходе процесса на тепловоспринимающих площадках преобразователей (например, гарнисаж). Поэтому сигнал уровнемера может уменьшаться в ходе процесса, что приводит к несрабатыванию порогового регулятора (сигнал меньше порога срабатывания пегулятора и, следовательно, к аварийной ситуации, которая ликвидируется только путем аварийного включения откачивающего на соса. Цель изобретения - повышение надежности регулирования положения границы раздела сред. Поставленная цель достигается тем, что система регулирования положения границы раздела сред, содержащая дифференциальный уровнемер, состоящий из двух включенных дифференциально и раополсгженных в зоне регулирования ид«1тичных преобразователей теплового , выходы которых подсоеаинены через усилитель к регулятору положения грани ЕЙ раздела сред, связанному с исполнительным механизмом, содержит дополнительный дифференциальный уровнемер, содеркащий два идентичных преобразовав теля теплового потока, дополнительный усилитель, и блок деления, причем один из преобразователей теплового потока размещен за веркн границей зовы регулирования, другой - за нижней границей, а их выходы через асшолнитель ный усилитель связаны с входом блоке. деления, второй вход которого соединен с выходом основного усилителя, а выходс регулятором положения границы раздела сред. На чертеже представлена функциональная схема устрсйства. Устройство содержит дифференциальный уровнемер (два включенных дифференциально идентичных преоб|разо&агепя 1 и 2 теплового потока, например, с коэффициентом преобразо вания К), рао положенный Б зоне регулирования грани цы раздела сред, выходы которого подключены через усилитель 3 к блоку 4 аавп&1ня. Выход цополнит ельного диффе-; ренциал&ного уровнемера, содержащего два идентичных преобразователя 5 и 6 теплового потока (например, с коэффициентом преобразования К), расположенных в зоне регулирования (причем преобразователь 5 размещеи за верхиеН границей зоны р улирования, преобразователь 6 - за нюкней границей), соединен через дополнительный усилитель 7 с вторым входом блока 4 делвмия. Выход деления соедини с пороговым регулятором 8, связанным с исполнительным механизмом (например, с откачивающим насосом или электромагнитным клапаном), который на схеме не обозначен.. Устройство работает следующим образом. В. исходном состоянии граница раздела сред расположена ниже зоны регулирования. До подхода границы раздела сред (например, границы раздела Между сывороткой и пеной в биологическом ферментере) к преобразователю 2 теплово- го потоке основного уровнемера сигаал о выхода последнего отсутствует Е - О тех как преобразователи 1 в 2 находят оя в одинаковЁОс тепловых условиях. В связи с тем, что преобразователи 5 и 6 ДОПОШ1И тельного уровнемера расположены вне зоны регулирования (преобразоватеяь 5W за верхней границей зоны, например под крышкой емкости, преобразователь 6 за нижней границ зоны, например, яа дне емкости; сигнал этого уровнемере),0. гд 1 коэффициент преобразования npe образоеателя теплового потока; ()кВт/М - разность плотностей, тепловых потоков сред и не зависит от положения границы раздела сред. Тогда сигнал с выхода блока 4 деле Е д ния -тт следовательно, регулятор в не оказывает воздействия на привод полнительного механизма. В момент подхода границы раздела сред к преобразователю 2 на выходе ооиовного уровнемера появляется сигнал (V,). (1) Тогда с выхода блока 4 деления по« является сигнал (W,) const , () . (21 А iiTZTil Этот сигнал вызывает включение порогового регулятора 8, который в свою очередь включает исполнительный механизм (привод откачивающего насоса). Уровень границы раздела сред начинает умень- , шаться до тек пор, пока сигнал Eg ypoi H tiepa не станет равным О (отключается привод Откачивающего насоса). Таким образом осуществляется регулирование границы раздела сред относительно ниж ней границы зон регулирования. Аналогичное регулирование уровня . может осуществляться относительно верю ней границы зоны регулирования с той разницей, что пороговый регулятор 8 срабатывает не на появление сигнала, а на его исчезновение.; Используя соотношение (2) в качестве регулирующего сигнала, можно значитель но повысить надежность регулирования по сравнению с прототипом, где для регу лирования используется соотнсщ1ение (1)« зависящее не только от положения гра- ницы раздела сред, но и от разности плотностей тепловых потоков, которая может изменяться в зависимости от теплового режима процесса, случайных тепловых сопротивлений, возникающих в ходе процесса на тепловое принимакшшс площадках преобразователей (накипь, гарнисаж) и т.п. Величину зоны регулирования можно устанавливать, изменяя расстояние между преобразователями 1 и 2. Предлагаемая система позволяет полностью исключить несрабатывание регуля тора из«-ва низкого уровня входного сиг. нала.

СИСТЕМА РЕГУЛИ1ЮВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД, содержащая дифференциальный уровнемер, состоящий из двух включенных дифференциально и расположенных в зоне регулирвваиия идентичных преобразователей теплового потока, выходы которых подсоединены через усилитель к регулятору положе1ия границы раздела cpe.i, связанному с исполнительным механизмом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности регулирования, в систему введены дополнительный дифференциальный уровнемер, содержа гщий два идентичных преобразователя теплового потока, дополнительный усилитель и блок деления, причем один из преобразователей теплового потока размещен за верхней границей зоны регулирования, другой - за нижней границей, a их выходы через дополнительный усилитель соединены с входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом основного усилителя, a выход - с регул ятором, положения границы раздела среа.