Уровнемер Советский патент 1989 года по МПК G01F23/72 G01F23/68 

(Л

СП 1C

о

OQ 4

СО

установлен наклонно, при этом восходящая ветвь его снабжена пригрузом 17, а нисходящая - понтоном 1б. При изменении уровня жидкости понтон сохраняет положение ватерлинии 20, а полюсные наконечники 10, 11 обеспечивают постоянный контакт со стойками 6, 7, для чего полюсные наконечники 10, 11 выполнены в виде ограни- ;ченных меридиональными плоскостями (с двугранным углом р) пояса вытянутого эллипсоида вращения, большая полуось С которого совмещена с вертикальной осью Z магнитопровода . Соотношение осей эллипсоида не менее 10. 5 ил.

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей. Целью изобретения является повышение чувствительности. П - образный магнитопровод 4 образован стойками 6, 7 и сердечником дросселя 3. Между стойками 6, 7 размещен поплавок 8 с ферромагнитным якорем 9. Якорь 9 снабжен двумя профилированными полюсными наконечниками 10, 11. Якорь 9 установлен наклонно, при этом восходящая ветвь его снабжена пригрузом 17, а нисходящая - понтоном 16. При изменении уровня жидкости понтон сохраняет положение ватерлинии 20, а полюсные наконечники 10, 11 обеспечивают постоянный контакт со стойками 6, 7, для чего полюсные наконечники 10, 11 выполнены в виде ограниченных меридиальными плоскостями (с двугранным углом β) пояса вытянутого эллипсоида вращения, большая полуось C которого совмещена с вертикальной осью Z магнитопровода 4. Соотношение осей эллипсоида не менее 10. 5 ил.

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг,1 представлен уровнемер, общий ВИД на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З схема образования геометрической формы полюсов-, на фиг о 4 - схема баланса сил на поплавке, размещенном между стойками магнитопровода j на фиг.5 - полюсные наконечники, сечение.

Уровнемер содержит резервуар 1 , контролируемую жидкость 2, дроссель 3 с П-образным магнитопроводом 4 и измерительной катушкой 5. Между стойками 6 и .7 П-образного магнитопровода размещен поплавок 8 с ферромагнитным якорем 9, который снабжен двумя профилированными полюсными наконечниками 10 и 11, расположенными один выше другого. Стойки 6 и 7 выполнены в горизонтальном сечении в виде круглого кольца, рассеченного двумя щелями 12 и 13 (фиг.2). Кромки стоек 6 и 7 снабжены вертикальными буртиками Ui и 155 выполненными из диамаг- нитного материала, и изолированы от дна резервуара 1.

Ферромагнитный якорь 9 установлен между стойками 6 и 7 наклонно к горизонту и имеет на нисходящей ветви узел крепления понтона 1б положительной плавучести, а на восходящей ветви - узел крепления балластного груза 17. Понтон 1б и груз 17 выполнены из диамагнитного материала,

Полюсные наконечники 10 и 11 представляют собой ограниченные меридиональными плоскостями с двугранным углом jb (фиг.З) отсеков пояса вытя- нутого эллипсоида вращения, меньшая полуось которого равна Ь, а большая полуось С совмещена с вертикальной осью Z магнитопровода 4, при соотношении осей эллипсоида не менее 10 (фиг.5).

Измерительная катушка 5 включена в мостовую измерительную схему 18 переменного тока с вторичным прибором 19о

На понтоне 1б нанесена отметка ватерлинии 20, которая размещена выше кромки верхнего из полюсных наконечников 11 так, что при работе уровнемера ферромагнитная часть поплавка 8 погружена в контролируемую жидкость.

Из условий баланса сил (фиг.) угол наклона ферромагнитного якоря 9 к горизонту выбирается из соотношения

arctg |(l - |) - f.

угол наклона якоря к горизонту j

Р - выталкивающая сила поплавка, погруженного до ватерлинии, приложенная/, к узлу крепления понтона, при этом Р G; G - сила от веса поплавка, приложенная в точке Ц; К - расстояние от внутренней поверхности стоек до точек приложения силы веса и выталкивающей силы b - ширина (внутренний диаметр) свободного пространства между стойками магнитопровода( f - коэффициент трения. . В зависимости от используемых материалов для изготовления магнитопровода 4 и деталей поплавка 8 толи1Ина полюсных наконечников 10 и П в вертикальном (фиг.5) и горизонтальном сечениях может быть переменной.

Уровнемер работает следущим образом.

В исходном состоянии при пустом резервуаре поплавок находится на дне .

При поступлении, жидкости понтон 1б обеспечивает подъемную силу, при которой поплавок 8 устанавливается в жидкости до уровня ватерлинии. При этом полюсные наконечники сопряжены со стойками 6 и 7, обеспечивая постоянство силы прижима наконечников, а соответственно, и постоянное про- странственное положение якоря. Кроме того, обеспечивается постоянство формы жидкостного зазора между стойками магнитопровода и полюсными наконечниками.

Измерительная катушка 5 индуцирует магнитодвижущую силу, которая вызывает магнитный поток, замыкающийся по магнитной цепи дросселя 3 П-об- разный магнитопровод и ферромагнитный якорь 9 с полюсными наконечника- ми 10 и П.

При изменении уровня жидкости поплавок 8 перемещается вслед за уровнем, при этом постоянный механический контакт между стойками в экваториаль- ной области полюсных наконечников обеспечивает изменение магнитного сопротивления дросселя 3. регистрируемое в мостовой схеме измерения.

Уровнемер, содержащий П-образный магнитопровод, на основании которого размещена измерительная обмотка, включенная в мостовую измерительную схему, и поплавок с ферромагнитным сердечником, расположенным между боковыми стержнями магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном повышении надежности, ферромагнитный сердечник выполнен в виде двух соединенных перемычкой полюсных наконечников, при этом каждый из которых представляет собой пояс вытянутого эллипсоида вращения с соотношением размеров осей 1:10, огра ниченный меридиональными плоскостями образующими двугранный угол отсека.

При колебаниях поверхности жидкое- ад с

при этом большая ось эллипсоида сов- ти изменение формы жидкостного зазора

между одним из полюсных наконечников и стойкой магнитопровода приводит к обратному в вертикальной плоскости изменению формы жидкостного зазора в области другого полюсного наконеч- .ника, что обеспечивает минимальную погрешность измерений от искажения магнитного поля в результате колебаний поверхности жидкости.

Изменение активной длины магнито35

падает с вертикальной осью магнитопровода, а перемычка установлена под углом гр к 1 d arct8 -(1 - |) - fj,

40

d - угол наклона к горизонту,- Р - выталкивающая сила поплавка N - суммарный вес поплавка с сердечником;К - расстояние от центра тяжести

до стенки;

провода дросселя 3 определяет величину тока в измерительной катушке и величину рассогласования мостовой измерительной схемы, однако активная длина магнитопровода при колебаниях поверхности жидкости.относительно какого-либо среднего ее уровня в резервуаре практически не меняется.

Наличие опрокидывающего момента от веса груза 17, обеспечивающего по15203 9

стоянстео механического контакта полюсных наконечников со стойками магнитопровода, обуславливает минимальное переходное магнитное сопротивление в экваториальной области полюсных наконечников, что приводит к незначительным рассеяниям магнитного потока и повышенной чувствительности уровнемера. Формула изобретения

Уровнемер, содержащий П-образный магнитопровод, на основании которого размещена измерительная обмотка, включенная в мостовую измерительную схему, и поплавок с ферромагнитным сердечником, расположенным между боковыми стержнями магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном повышении надежности, ферромагнитный сердечник выполнен в виде двух соединенных перемычкой полюсных наконечников, при этом каждый из которых представляет собой пояс вытянутого эллипсоида вращения с соотношением размеров осей 1:10, ограниченный меридиональными плоскостями образующими двугранный угол отсека.

с

при этом большая ось эллипсоида сов-

падает с вертикальной осью магнитопровода, а перемычка установлена под углом гр к 1 d arct8 -(1 - |) - fj,

d - угол наклона к горизонту,- Р - выталкивающая сила поплавка N - суммарный вес поплавка с сердечником;К - расстояние от центра тяжести

до стенки;

b - диаметр (внутренний) кольца f - коэффициент трения поверхностей полюсов

и к плоскости горизонта, на восходящем от вертикальной оси симметрии плече перемычки размещен груз, а на нисходящем - поплавок, боковые стойки магнитопровода выполнены в форме выгнутых дуг, образующих в горизонтальном сечении контур кольца.

Фиг. г

J()

Образующий

ЭААипС .(Zj