Уровнемер Советский патент 1988 года по МПК G01F23/28 G01F23/16 

Изобретение относится к технике измерения уровня сыпучих сред в бункерах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг,1 представлен уровнемер в бункере, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.З; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - нибродат- чик; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг, 6 - структурная эле ктричес- кая схема уровнемера; на фиг. 7 - принципиальная электрическая схема вибродатчика.

Уровнемер состоит из электромагнитной системы возбуждения колебаний, упругой ленты 2, виброметрических датчиков 3 и сравнивающего

устройства 4,1 Уровнемер установлен на корпусе бункера 5.

Упругая лента 2 соединена с Z-об- разным сердечником 6 -с двумя прямолинейными концами 7,8, двумя сильфо- нами 9,10 Сердечник 6 крепится к крышке с помощью мембраны 11.

Стержень 12 одним концом соединен с первым электромагнитом 13 и пригру- зом 14, а вторым концом соединен с центром боковой мембраны 15, закрепленной в корпусе. Второй электромаг-/ нит 16 крепится непосредственно к корпусу 17 с противоположной стороны от мембраны. Концы 7, 8 Z-образного сердечника 6 входят в полость электромагнитов 13, 16 и размещены в пространстве так что их оси установлены

Од

-

горизонтально и параллельно плоскости мембраны 11.

Компенсационный виброметрический датчик 18 крутильных колебаний установлен на боковой мембране 15 в зоне крепления стержня 12, По конструкции виброметрические датчики 3 и 18 аналогичны и могут быть выполнены, например, оптоэлектронными. Сильфоны 9, 10 предназначены для герметизации и защиты от пыли.

Упругая лента 2 имеет в верхней . части скрутку 19 на 90°.

Электромагниты 13, 16 соединены с генератором 20 импульсов. Выходы виброметрических датчиков 3, 18 через формирователи импульсов 21, 22 соединены с накопителями импульсов, выполненными,например, в виде нагревателей 23, 24 с терморезисторами 25, 26, Тер морезисторы 25, 26 соединены с входами, сравнивающего устройства 27,

Виброметрические датчики iсодержат (фиг,4,5) плоские пружины 28, 29, закрепленные в электроизоляционных колках 30, 31, фольгированную траверсу 32, на концах которой закреплены све- тодиоды 33, 34, и две фоторезистор- ных пары 35-36 и 37-38. Виброметри-г ческие датчики 3 размещены в полостях или снаружи гибкой ленты так, что ось потока света от светодиода 33 или 34 пар аллельна оси бункера, а оба светодиода 33, 34 размещены на одинаковом расстоянии от середины упругой ленты по ширине.

Уровнемер работает следующим об- рдзом,

При незаполненном бункере электромагниты подключаются к источнику напряжения частотой порядка 0,1 Гц периодически, формируя кратковременные крутящие механические импульсы, приложенные к упругой ленте 2, Виброметрические датчики вводятся в колебания с собственной частотой в течение 2-3 с после подачи импульса. Выходное напряжение, формируемое на виброметрических датчиках, преобразуется в импульсное в формирователях импульсов 21, 22,включающих на время существования этих импульсов, соот- ветствующее периоду затухания, нагреватели 23, 24, Б соответствии с количеством импульсов нагреватели передают тепло к терморезисторам 25, 26, Подбором количества нагревателей и рабочих резисторов добиваются уста

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

новки о на сравнивающем устройстве 27.

По мере наполнения бункера свобод- нь1Й конец упругой ленты будет засыпан контролируемой средой, под слоем сыпучего материала окажется часть вибродатчиков 3, Одновременно затрудняется прохождение механического крутильного импульса к вибродатчикам 3, размещенным вьпие уровня среды. Поэтому по мере повьппения уровня среды количество тепла, подводимого к терморезистору 26, уменьшается. Разность выходных электрических параметров терморезисторов пропорциональна уровню сыпучего материала,

При подаче импульса возбуждения от генератора 20 импульсов на электромагг; ниты 13,16 концы сердечника 6 втягиваются внутрь электромагнитов на 20-40 мс и закручивают мембраны 11 и 15, В результате от мембран 11,15 приводятся в колебания вибродатчики 3, 18. При- груз 14 позволяет увеличить реакцию электромагнита 13 с целью передачи большей доли энергии импульса на ленту 2 и сердечник с боковой мембраной 15, Лента 2 ловорачивается вокруг. своей оси на . мс, после чего упругая лента 2 возвращается в исходное положение, а вибродатчики продолжают формировать выходной сигнал в зависимости от времени затухания собствен- ных колебаний плоских пружин 28, 29, траверсы 32 и светодиодов 33, 34, а также в зависимости от энергии скр.у- чивающего импульса по высоте упругой ленты, погруженной в сыпучий материал.

Возбуждение в упругой ленте крутильных колебаний позволяет исключить влияние вибрации от промьппленного оборудования, а размещение нескольких виброметрических датчиков по длине упругой ленты позволяет производить измерение уровня по линейной шкале.

Формула изобретения

Уровнемер, содержащий упругую ленту, соединенную с крьш1кой бункера, систему электромагнитов, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в негр введены Z-образный сердечник, опорная мембрана, боковая мембрана со стержнем, закрепленным в ее центре, рабочие и компенсационный виброметрический датчики колебаний, формирователи импульсов, накопители импульсов и сравнивающий преобразователь, при этом упругая лента соединена с середи- ной Z-образного сердечника и через опорную мембрану - с крышкой корпуса бункера, один из электромагнитов системы закреплен на стенке бункера, дру- гой электромагнит установлен на стержне боковой мембраны, которая заделана в стенке бункера, электромагниты установлены с зазором и в направлении концов Z-образного сердечника и обра-

зуют индукторы, оси которых размещены в пространстве горизонтально и параллельно плоскости опорной мембраны, компенсационный виброметрический датчик установлен в зоне соединения стержня с боковой мембраной, а рабочие закреплены с интервалом по дпине на упругой ленте, выходы виброметрических датчиков соединены через формирователи с накопителями импульсов, выходы накопителей импульсов соединены с входами сравнивающего преобразователя, выход которого соединен с регистратором.

Изобретение относится к технике измерения уровня сыпучих сред в бункерах. Цель изобретения - повьппение точности измерений. По мере наполнения бункера свободный конец упругой ленты будет засыпан контролируемой средой, под слоем сыпучего материала окажется часть вибродатчиков. По мере повышения уровня среды количество тепла, подводимого к терморезистору 26, уменьшается. Разность выходных электрических параметров терморезисторов пропорциональна уровню сыпучего материала. При подаче импульса возбуждения от генератора 20 импульсов на электромагниты приводятся в колебания вибродатчики 3,18, формирующие выходной сигнал в зависимости от времени затухания собственных колебаний плоских пружин, траверсы и светодиодов, а также в зависимости от энepГJии скручивающего импульса по высоте упругой ленты, погруженной в сыпучий материал. 7 ил. с S

: р .- -

.. -. .X

-.(7-::: i . :- -ч

;( л.

:-,-(7-. V - b I л -«.

, . S - ..

..-.- .. « .- ,-:.t7 -: -: .-, - . .

f О/.-.-.г. ;. .-.;

г. . о f N-,4

.- C 4 .f- . . -V/- V .

fd-.v.-;..:

v.-i...;Vi.,-.

Ш:

Х

V

V

-г

j

Фиг.1

А-А

Фие.2.

6-6

16

Фие.З

16

В-В

38

22 22 22 Q Q И

/1/1 t t , t

Фие.6

21, Zl

Составитель Е. Подымов Редактор М. Ииткииа Техред Л.Олийнык Корректор И. Муска

Заказ 5939

Тираж 660

ВНИИПИ Государстрбнного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произволстмр-нно-И ддательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10)

Фиг. 7

Подписное