Электроконтактный уровнемер Советский патент 1984 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к электроконтактным уровнемерам и может найти применение на заводах по производству минерального волокна и изделий из него, в стекольной промьшшенности или металлургии. Известны устройства контроля и регулирования уровня жидкости, содер жащие реверсивный электродвигатель с выходным валом, электрический ток к которому подводится через контакт, управляемый таймером. При вращении выходного вала перемещается электрод включенный в цепь реверсирования электродвигателя, осуществляемого при соприкосновении его с электропроводной жидкостью Cl X Для таких устройств управления характерны низкие точность и надежность контроля и регулирования уровня при работе с расплавами из-за обг рания электрода. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электроконтактный уровнемер для жидкого металла в изложнице, содержащий контактный электрод с держателем, вы полненным в виде цангового механизма с приводом, противовесом с приводом, блок измерения уровня, защелку с приводом, блок управления, устройство фиксации начального положения изм рительного электрода, выполненное в виде пластины с приводом 2 3. Недостатками известного устройства являются низкие точность и надежность, обусловленные нежесткостью крепления электрода и отсутствием устройства контроля выхода электрода из зажимного устройства при его текущей корректировке. Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства, повьшение его точности и надежности Указанная цель достигается тем, что в электроконтактный уровнемер расплава, содержа11Щй измерительньй , закрепленный жестко на пластине, устройство перемещения пла тины с электродом, блок питания цепи электрода с последовательно соединен ным реле уровня, блок управления, вторичный прибор, устройство фиксации базового положения пластины с электродом и устройство коррекции погрешности измерения от изменения длины электрода, введен преобразователь линейного пер1емещення в электрический сигнал диФФеренциально18 трансформаторного типа, подпружиненный подвижный элемент которого входит в контакт с перемещающейся пластиной с электродом при приближении последнего к расплаву, устройство коррекции выполнено в виде преобразователя перемещения в электрический сигнал дифференциально-трансформаторного типа, установленного на вертикальной поворотной пластине, на которой закреплен винт с гайкой, с которой соединена пластина контроля величины отклонения длины электрода от его начального значения, горизонтальной площадкой контактирующая с подпружиненным подвижным элементом преобразователя, а на горизонтальной площадке другого конца пластины размещен электрический контакт, соединенный с- блоком питания, причем обмотки возбуждения, а также вторичные обмотки преобразователей соединены последовательно и .подключены к вторичному прибору, а устройство фиксации базового положения пластины с электродом выполнено в виде контактной пары, один контакт которой установлен на пластине с измерительным электродом и электрически соединен с ним, а другой - на поворотной пластине и подключен к блоку питания. Кроме того, пластина контроля величины отклонения длины электрода от ее начального значения выполнена Z-образной формы. Нафиг.1 представлена блок-схема уровнемера; на фиг. 2 -схема соединения обмоток преобразователя. Электроконтактный уровнемер расгшава содержит измерительный электрод 1, который электрически изолированно закреплён на жесткой йластине 2, устройство перемещения пластины 2 с электродом 1, состоящее из винта 3, реверсивного электропривода 4, выходной вал которого соединен с винтом 3, и направляющих 5, конечный выключатель 6 верхнего положения электрода 1, приводимый в действие перемещающейся по винту 3 пластиной 2 с помощью элемента 7, закрепленного на ней, блок 8 питания цепи электрод-расплав, электронное реле 9 уровня, блок 10 управления, преобразователь 11 линейного перемещенная в напряжение дифференхщально-трансформаторного типа с подвижным элементом 12, устройство 13 коррекции ошибки измерения,обусловленной уменьшением размеров изме рительного электрода 1 в процессе его обгорания, вторичный прибор 14 и устройство 15 фиксации базового положения пластины 2 и электрода 1. Преобразователь 11 закреплен вер тикально с помощью приспособлений, механически связанных с основанием уровнемера. Подвижный элемент 12 подпружинен и приводится в.действие перемещаинцейся по винту 3 пластиной 2 при приближении электрода 1 к поверхности расплава. Устройство 13 коррекции ошибки измерения состоит из преобразовател 16 с подпружиненным подвижным элементом 17, аналогично преобразовате лю 1 1 и установленного вертикально с помощью конструкции, соединенной с поворотной вертикальной конструкцией в виде пластины 18,ц Последняя установлена на основ.ании и может быть снабжена фиксаторами крайних положений угла поворота. На поворот ной вертикальной пластине 18 с помощью устройств 19 крепления устано лен винт 20 с гайкой 21, перемещающейся по винту при вращении последн го. С гайкой 21 жестко соединена Z-образная пластина 22, которая вер ней горизонтальной площадкой контак тирует с подпружиненным подвижным элементом 17 преобразователя 16, а на нижней ее площадке закреплена электрически изолированно металлическая пластина 23, которая электри чески соединена через лампу сигнали загщи Л1 и выключатель В1 с блоком питания 8. цепи электрод-расплав. Обмотки возбуждения преобразователей 11 и 16, а также ик вторичные обмотки соединены последовательно и подключены к вторичному прибору 14 (фиг. 2). Преобразователи 11 и 16 настроены так, чтобы их выходные ха рактеристики были одинаковыми (под одним и тем же углом наклона). Устройство 15 фиксации начальног положения пластины 2 с электродом 1 состоит из электрического контакта 24, соединенного электрически с электродом 1, и электрического контакта 25, соединенного электриче ки через выключатель В1 с блоком 8 питания цепи электрод-расплав, выход которого соединен с входом электронного реле уровня. Контакт 24, вьтолненный, например в виде электрода., закреплен жестко и электрически изолированно на перемещающейся по винту 3 пластине 2. Контакт 25 может быть выполнен в виде .электрода или пластины и закреплен жестко и электрически изолированно на поворотной пластине 18. Блок 8 питания электрически соединен с расплавом, находящимся в плавильной ванной, печи 26, с помощью фильерного питателя 27. Измерительный электрод 1 вводится в печь 26 через отверстие 28. В первоначальном состоянии преобразователь i i установлен таким образом, чтобы при контакте электрода 1 с поверхностью расплава при начальном его уровне сигнал на выходе был равен нулю, при этом преобразователь 16 установлен таким образом, чтобы в данном положении пластины 2 с электродом 1 и при контакте пластины 23 с электродом 1 сигнал на его выходе был тоже равен нулю. Уровнемер работает следующим образом. При поступлении команды от блока 10 управления на измерение уровня включается реверсивный электропривод 4, который производит вращение винта 3. Пластина 2, перемещаясь по вращающемуся винту 3 и направляющей 5, опускается вниз вместе с электродом 1, вводя его через отверстие 28 в пламенное пространство печи 26. В момент касания электродом 1 поверхности расплава срабатывает электронное реле 9 уровня, которое подает команду в блок 10 управления на остановку привода. Происходит электрическое торможение и остановка электродвигателя, после чего с помощью блока 10 управления включается балансирующий двигатель вторичного прибора 14 и происходит запись значения уровня. По истечении времени записи блок 10 управления отключает балансирующий двигатель вторичного прибора 14, снимает электрическое торможение двигателя электропривода 4, осуществляет его реверс и включение на подъем пластины 2 с электродом 1. При достижении верхнего положения пластины 2 с электродом 1 с помощью конечного вьключателя 6 привод обесточивается. Через заданное время блок 10 управле-, ния осуществляет реверс и включение электропривода 4. Дгшее цикл повторяется .

В процессе работы уровнемера про-; исходит обгорание электрода 1 и иэменениеего длины. Изменения длины электрода MotVr иметь место и при его замене.S

Для устранения влияния изменения длины электрода 1 на точность измерений в цепь измерения Вводят коррекдаю. Коррек1щя данного типа производится периодически с частотой, завй- Ю сящей от скорости изменения длины электрода 1, следующим образом. При верхнем полсжении пластины 2с электродом 1 поворотная пластина 18 поворачивается в положение Коррек- 15 ция, соответствуницее расположению пластины 23 на пути движения электрода 1 а электрода 25 на пути перемещения электрода 24. Включается выключатель В1 и подается команда на 20 включение электропривода 4.

Контакт 24, перемещаясь вниз вместе с пластиной 2, входит в соприкосновение с контактом 25, при этом срабатывает электронное реле 9 25 ;уровня, которое отключает электропривод 4. Таким образом, происходит фиксация базового положения электроприбода 1. Пластину 23, расположенную на нижнем основании Z-образной пластины 22, при помощи винта. 20 перемещают в сторону электрода 1 до момента касания с ним, при этом загорается сигнальная лампа Л1.

Подвижный элемент 17 преобразователя 16 под действием пружины перемещается на величину, соответствующую изменению длины электрода 1. После этого подается команда на подъем пластины 2 с электродом 1 в верхнее положение. При достижении пластиной 2 верхнего положения электропривод 4 обесточивается. Поворотная пластина 18 отводится в положение Измерение, а выключатель В1 выключается

При дальнейшем измерении уровня расплава на вторичный прибор поступает скорректированный сигнал, учитывающий изменение длиныэлектрода, чт позволяет в конечном счете повысить точность измерений.

Предложенное устройство позволяет повысить срок службы измерительного электрода и обеспечить при этом высокую точно ;ть и надежность измерений и регулирования уровня расплава.

j//V/W

«

.2

1. аЙЕКТРОКОНТАКТНЫЙ УРОВНЕМЕР расплава, содержащий измерительный электрод, закрепленный жестко на пластине, устройство перемещения пластины .с электродом, блок питания цепи электрода с последовательно соединенным реле уровня, блок управления, вторичньй прибор, устройство фиксации базового положения пластины с электродом и устройство коррекции погрешности измерения от изменения длины электрода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей уровнемера, поЕьшения его точности и надежности, в него введен преобразователь линейного перемещения в электрический сигнал дифференциально-трансформаторного типа, подпружиненный.подвижный элемент которого входит в контакт с . перемещаклцейся пластиной с электродом при приближении последнего к распЯаву, устройство коррекции выполнено в виде преобразователя перемещения в электрический сигнал дифференциальнотрансформаторного типа, установленного на вертикальной поворотной пластине, на которой закреплен винт с гайкой, с которой соединена пластина контроля величины отклонения длины электрода от его нач /зьного значения, горизонтальной площадкой контактирующая с подпружиненным подвижным элементом преобразователя, а на горизонтальной площадке другого конца пластины размещен электрический контакт, соединенный с блоком питания, причем обмотки возбуждения, а также (Л вторичные обмотки преобразователей с соединены последовательно и подключены к вторичному прибору, а устрой§ ство фиксации базового положения пластины с электродом вьтолнено в виде контактной пары, один контакт которой установлен на пластине с измерителью ным электродом и электрически соеди- со ней с ним, а другой - на поворотной 4 QO пластине и подключен к блоку питания , 00 2. Уровнемер по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью :улучшения условий работы дифференциально-трансформаторного преобразователя, пластина контроля величины, отклонения длины электрода от ее начального значения выполнена Z-образной формы.