Устройство для определения уровня электропроводной жидкости Советский патент 1985 года по МПК G01F23/00 

I Изобрьетение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано при контроле уровня электропроводных сигналов и растворов с непостоянной температурой. Известно устройство для определе ния уровня электропроводной жидкости , содержащее параллельный электрический колебательный контур,электроды, подключенные к этому контуру и размещенные в сосуде с контролиру мой жидкостью, и индикатор Недостатком этого устройства является невысокая точность работы, Известно также устройство для определения уровня электропроводной жидкости,содержащее индуктивный дат чик , включенный в схему контроля,, электроды, размещенные в сосуде по длине контролируемого уровня, концы которых,находящиеся вне жидкости, электрически соединены и включены в короткозамкнутый виток обмотки индуктивного датчика, и индикатор, Индуктивный датчик вьшолнен на 0-образном магнитопроводе, а его обмотка включена в одно из плеч схемы моста. Для определения уровня электропроводной жидкости образуетс короткозамкнутый виток, длина и сопротивление которого изменяются с изменением уровня электропроводной жидкости,соответственно изменяется сигнал.с схемы моста 2, Однако для известного устройства характерна недостаточная точность . работы, на которую влияет нелинейность выхода сигнала, так как по мере повышения уровня жидкости увели чивается толщина или сечение промежутка электропроводной жидкости меж ду электродаш и уменьшается сопротивление этого участка, что ведет к увеличению скорости изменения, выход ного сигнала. При этом цена деления шкалы индикатора и разрешающая способность устройства, а соответствен но и точность Контроля по всей высоте изменения уровня не постоянны, Кроме того, в значительной степени точность работы устройства зависит от изменения температуры контролируемой жидкости, так как при этом изменяется ее омическое сопротив- ление, И чем выше уровень жидкости, тем больше влияние изменения температуры, так как уменьшается длина 56 короткозамкнутого витка и увеличивается .доля участия сопротивления жидкостного промежутка между электродами , Цель изобретения - повьшгение точности измерения уровня. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения уровня электропроводной жидкости,содержащее индуктивный датчик с О-образным магнитопроводом, включенный в схему контроля с индикатором, электроды, размещенные в сосуде по высоте контролируемого уровня и соединенные перемычкой, проходящей внутри магнитопровода, снабжено полым упругим элементом, размещенным между электродами, электрически изолированным от них и кинематически связанным с ними и трубой с закрытым : верхним отверстием, расположенной вертикально в сосуде по его высоте, при этом полость трубы в нижней ее части сообщается с полостью сосуда, а в верхней - с полостью упругого элемента, а электроды выполнены в одной вертикальной плоскости. На фиг, представлена принципиальная схема предлагаемого устройстваj на фиг,2 - то же, электрическая схема. Устройство состоит из индуктивного датчика в виде обмотки 1 на 0-образном магнитопроводе 2, включен ной в одно из плеч моста 3, электродов 4 и 5,размещенных в сосуде 6 с электропроводной жидкостью 7, концы которых,находящиеся вне жидкости 7, соединены между собой электрически проводником 8 и образуют вместе с электропроводной жидкостью 7 короткозамкиутый виток 9 для обмотки 1,полого упругого элемента в виде сильфрнов 10 и 11,размещенных в сосуде 6 и кинематически связанных наружными торцами с .электродами 4 и 5,опущенного в сосуд 6 по высоте контролируемого уровня трубы с закрытым верхним отверстием (стаканом) 12, внутренняя полость которого через отверстия 13.сообщена с полостями сильфонов 10 и 11, и индикатора 14,подключенного к выходной диагонали моста 3, Кинематическая связь сильфонов 10 и 11 с электродами 4 и 5 осуществляется посредством диэлектрических упоров 15 и 16,укрепленных на наружных их торцах. Это обеспечивает электрическую jfaaвязку электродов 4 и 5 от сильфо- нов 10 и 11 и стакана 12, Другими торцами сильфона 10 и 11 герметично и жёстко прикреплены к перевернутому стакану 12 в его верхней части. Упругий элемент может быть выполнен также например, в виде двух мембранных коробок, которые отнесены от стакана 12,но все равно одни их торцы должны быть укреплены неподвижно, а другие кинематически связаны с электродами 4 и 5, В нижней части стакана 12 на его боковой стенке выполнено отверстие 17 Чфиг. П, Электроды 4 и 5 выполнены подвижными в одной плоскости с помощью пружин 18 и 19, В соседнее с плечом моста 3, куда включена обмотка 1 включена идентичная обмот ка 20, размещенная на таком же О-об разном магнитопроводе, Переменная индуктивность необходима для балансировки моста 3, Последняя может быть осуществлена с помощью перемен ного резистора, подключенного к доп нительной обмотке (не показаны), на танной концентрично с обмоткой 20, Индуктивный датчик может быть выполнен и без магнитопровода, В ка честве одного из электродов может быть использован корпус сосуда 6, Если он выполнен из токопроводящего материала, тогда необходим только один сильфон, одаш из его торцов можно скрепить с корпусом, а другой кинематически связать с элек родом. Форма стакана 12 может быть как цилиндрической, так и квадратной Ш1И прямоугольной. Устройство работает следувицим образом. При начальном уровне жидкости 7 в сосуде 6 мост 3 настроечной инду тивностью 21 балансируется на мини мальный или нулевой выходной сигнал. При увеличении уровня жидкости 7 уменьшается длина короткозамкнутого витка 9, образуемого пр водником 8, пружинами I8 и 19,элек родами 4 и 5 и жидкостью 7, При этом изменяются вносимые в обмотку индуктивное и активное сопротивления, что приводит к изменению полного ее сопротивления. Изменение полного сопротивления обмотки 1 вьшодит мост 3 из равновесия, на его выходе появляется изменяющееся синхронное сопротивление с изменением уровня напряжения,регистрируемое индикатором 14, Но по мере увеличения уровня контролируемой жидкости 7 последняя будет все на бальшую высоту заходить и во внутреннюю полость трубы,увеличивая давление воздуха в его полости над жидкостью 7, Это приводит к деформации в осевом направлении сильфонов 10 и 11, увеличению расстояния между электродами 4 и 5 и некоторому увеличению сопротивления жидкостного промежутка между ними, поэтому по мере увеличения уровня жидкости 7 роста скорости изменения выходного сигнала не наблюдается, характер изменения выходного сигнала приближен к линейному. Точно также при увеличении температуры контролируемой жидкости 7увеличивается давление воздуха в полостях стакана 12 и сильфонов 10 и 11, что также раздвигает электроды 4 и 5 между собой, вьздв::гает их из жидкости в осевом направлении и уменьшает погрешность из-за уменьшения жидкостного сопротивления между ними при увеличении температуры. Чем выше уровень контролируемой жидкости и ее температура, тем выше давление в полостях стакана 12 и сильфонов 10 и И, тем на большее расстояние раздвинуты электроды 4 и 5 между собой и вкивннуты из жидкости 7, чем обеспечиваются сохранение показаний . неизменными и повьш1ение точности работы устройства на всей длине изменения уровня, Изобретение позволяет линеаризировать выходной сигнал устройства, уменьшить погрешность определения уровня электропроводной жидкости при колебаниях температуры контролируемой жидкости и работать со стандартньми приборами, имеющими равномерную шкалу или одинаковую цену, деления шкалы прибора. Таким образом, расширяется температурный днапазон использования предлагаемого устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее индуктивный датчик с 0-образным магнитопроводом,включенный ВСЕШЬ331Д SATEfJTH. , Ш%, в схему контроля с индикатором, электроды, размещенные в сосуде по высоте контролируемого уровня и соединенные перемычкой, проходящей внутри магнитопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня,оно снабжено полым упругим элементом, размещенным между электродами, .и электрически изолированньм от них и кинематически связанным с ними и трубой с закрытым верхним отверстием, расположенной вертикально в сосуде по его высоте, при этом, полость трубы в нижней ее части сообщается S с полостью сосуда, а в верхней - с полостью упругого элемента, а. электроды выполнены подвижными в одной вертикальной плоскости. Ор 00 Од ел а