Индуктивный уровнемер Советский патент 1986 года по МПК G01F23/26 G01F23/36 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промьшшенности в тех случаях, когда свойства контролируемой жидкости позволяют приме- нять в качестве чувствительного эле- ,мента поплавок.

Целью изобретения являете повышение точности измерений.

На чертеже изображена электричес- кая схема уровнемера и конструкция катушки индуктивности.

В вертикальной защитной трубе I датчика, установленного в контролит руемом сосуде, расположена секциони- рованная катушка 2,имеющая электрические отводы 3, выполненные через расстояния, равные длине электромагнитного. экрана 4, установленного в поплавке 5. Катушка 2 подсоединена к источник 6 переменного тока. Труба предназначена для защиты катушки 2, выполнена из немагнитной стали или другого материала, не сказывающего существенны экранирующего действия на магнитное поле, создаваемое током, проходящим через катушку 2. Одновременно защитная труба 1 служит направляющей для

поплавка 5, который свободно плавает в контролируемой жидкости и перемещается между упорами 7, установленными на защитной трубе 1. Между смежными отводами 3 включены первичные обмотки 8 трансформаторов 9, напряжения, вторичные обмотки 10 которых

соединены последовательно одна с

другой и с вторичным прибором 11, измеряющим выходное переменное напряжение датчика, являющееся функцие уровня жидкости.

ЭДС наводимые во вторичных об- мотках 10, увеличиваются по направлению от середины,к краям датчика в пропорции, обеспечивающей совместное со схемой соединений обмоток 10 необходимую форму градуировочной. характеристики выходное .напряжение - уровень жидкости. Для юстировки характеристики число витков вторичных обмоток 10 регулируется при настройке датчика,

Трансформаторы 9 образуют две группы - нижнюю и верхнюю (относительно контролируемого диапазона), в пределах каждой из которых вторичные обмотки 10 соединены согласно одна с другой (с учетом соединения первич ньк обмоток 8) и встречно относитель но вторичных обмоток 10 другой груп

0 5

0

5

0

5

пы. Для обеспечения нуля градуировочной характеристики предназначен трансформатор 12, первичная обмотка 13 которого подсоединена к секции катушки, находящейся вне зоны электромагнитного влияния экрана 4 поплавка 5. ЭДС во вторичной обмотке 14 трансформатора 12 должны быть такой, чтобы при суммировании ее с ЭДС вторичных обмоток 10 обеспечивалось заданное (обычное нулевое) напряжение на входе вторичного прибора 11 при нахождении поплавка 5 у нижне- го упора 7.

Уровнемер работает следующим образом.

Проходящий через катушку 2 индуктивности переменный ток создает ; вдоль диапазона перемещения поплавка 5 равномерное магнитное поле. Установленный на поплавке 5 электромагнитный экран 4 вносит в катушку 2 напряжение IJ , не зависящее от положения поплавка 5. В зависимости от участка катушки 2, в которьй вносится напряжение U оно различным образом передается к вторичному прибору 11. При положении экрана 4 в крайнем нижнем положении напряжение U входит с определенным коэффициентом трансформации в нулевое значение напряжения, поступающее к вторичному прибору 11. При перемещении экрана 4 вверх коэффициент передачи напряже- |Ния постоянного уменьшается, проходит через нулевое значение с инвер- сией фазы передаваемого напряжения и затем постепенно увеличивается.При этом напряжение, поступающее на вторичный прибор 11,изменяется по заданной зависимости сигнал-уровень от нулевого значения до максимального без существенного изменения фазы.

Регулировка числа витков вторичных обмоток 10 трансформаторов 9 позволяет обеспечить требуемую градуиро- вочную характеристику с высокой точностью, при этом соответствующим образом корректируется число витков обмотки 14.

В связи с неполным совпадением фаз напряжений на обмотках 8 (вследствие наличия напряжения U,) и относительно напряжения на обмотке 13 (вследствие краевого эффекта) нулевое значение сигнала, подаваемого к вторичному прибору 11, точно не обеспечивается. Однако остаточная ЭДС может быть исключена из показаний либо фазочувст витальной схемы, либо введением компенсирующего напряжения в цепь измеряемого сигнала.

С целью исключения влияния температурной неоднородности катушки 2 на сигнал (при этом будут различными активные сопротивления участков катушки) , катушка 2 может быть вьтолне- на по трансформаторной схеме: с равномерно намотанной обмоткой возбужде- ния, подсоединенной к источнику переменного тока 6, и равномерно намотанной измерительной обмоткой с отводами 3, подсоединенными к трансформаторам 9 и 12.

Формула изобретения

Индуктивный уровнемер, содержащий поплавок с кольцевым электромагнит

ным экраном, установленный с возможностью вертикального перемещения вдоль коаксиально размещенной п-сек- ционной катушки индуктивности, высота секций которой равна высоте электромагнитного экрана, при этом вьшоды секций подключены к измерительной схеме, связанной с вторичным прибором, а крайние вьшоды - к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повьвпения точности измерений, измерительная схема выполнена в виде п-1 трансформаторных преобразователей, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к соответствующим отводам секций, за исключением нижней, а вторичные обмотки также соединены последовательно и подключены к вторичному прибору.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различ.ньгх отраслях промьш- ленности в тех случаях, когда свойства, контролируемой жидкости позволяют применять в качестве чувствительного элемента поплавок. Цель изобретения - повышение точности измерений. Проходящий через катушку 2 индуктивности переменный ток создает вдоль диапазона, перемещения поплавка 5 равномерное магнитное поле. Электромагнитный экран 4 вносит в катушку 2 напряжение, не зависящее от положения поплавка 5. Катушка 2 выполнена с равномерно намотанной обмоткой возбуждения, подсоединенной к источнику 6 переменного тока, и равномерно намотанной измерительной обмоткой с отводами 3, подсоединенными к трансформаторам 9 и 12, что позволяет исключить влияние температурной неоднородности катушки 2. Напряжение, поступающее на вторичный прибор 11, изменяется от нулевого значения до максимального в зависимости от положения переменного экрана 4. 1 ил. (Л с ю tsS со о 4