Сигнализатор уровня жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01F23/72 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля равенства уровней жидкостей в двух емкостях, например, в бьефах судоходных шлюзов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности контроля положения уровня относительно положения другого уровня.

На фиг. 1 приведен сигнализатор, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема электрической части.

Сигнализатор (фиг. 1 и 2) содержит две соосно расположенные наружную трубу 1 и внутреннюю трубу 2, выполненные из немаг- нмтного материала, наружная труба 1 опуще- на нижним концом ниже максимально возможного уровня жидкости в первой емкости, а внутренняя труба 2 своим нижним концом соединена с второй емкостью ниже минимально возможного уровня второй жидкости. Внутри каждой трубы расположены поплавки 3 и 4. Над верхним срезом внутренней трубы 2 расположен выходной блок 5.

На наружной поверхности поплавка 3 (горообразной формы) расположен магни- топровод 6, имеющий во фронтальной проекции форму магнитопровода двухполюсного электродвигателя постоянного тока с явно выраженными полюсами, на магнитопроводе 6 симметрично под углом 90° относительно явно выраженных полюсов выполнены два выреза, в которые вставлены постоянные магниты 7 и 8, направленные одноименными магнитными полюсами к одним и тем же явно выраженным полюсам магнитопровода 6, т. е. маг- нитно-встречно. Поплавок 3 в разрезе имеет форму овала для уменьшения сопротивления трения.

Поплавок 4 имеет яйцеобразную форму с верхней тупой вершиной, центр тяжести поплавка 4 расположен ниже его метацентра. Внутри немагнитного поплавка 4 (фиг. 2 и 3) расположены постоянный магнит 9, два магниточувствительных ключевых элемента 10 и 11 (герконы, магнитодиоды и т. д.), индикаторный элемент 12 (светодиод) и источник 13 питания (аккумулятор), Постоянный магнит 9 и ключевые элементы 10 и 11 расположены в горизонтальной плоскости на одной оси, переключательные элементы 10 и 11 расположены около северного и южного полюсов магнита 9 соответственно на расстоянии, при котором не происходит их срабатывание. Источник 13 питания одним (плюсовым) выводом соединен с первыми объединенными отводами переключательных элементов 10 и 11, вторые отводы которых объединены и соединены с входом

индикаторного элемента 12 (с анодом свето- диода), выход которого (катод светодиода) соединен с другим (минусовым) выводом источника 13 питания. Индикатор 12 располо- жен 8 вершине тупого конца поплавка 4 и оптически соединен с выходным блоком.

Выходной блок 5 может быть выполнен в виде источника питания, исполнительного механизма и матрицы фотоэлементов, т. е.

0 фотоэлементов, собранных по схеме фасеточного глаза, оптически соединенной с им дикатором 12. Поплавок 4 выполнен яйцеобразной формы, чтобы индикаторный элемент 12 находился все время наверху i/-;

5 имел оптическую связь с матрицей фотоэлементов приемного блока 5.

На фиг. 1 и 3 показано, что детектор уровней жидкостей имеет два магниточувствительных переключательных элемента 10 и

0 11. Однако детектор может содержать один элемент 10 (11), Использование двух элементов 10 и 11, соединенных по схеме ИЛИ, повышает надежность работы устройства за счет резервирования.

5Сигнализатор работает следующим образом.

Магниточуаствительные ключевые элементы 10 и 11 располагают на таком расстоянии от магнитных полюсов (методом,

0 например, подбора), чтобы не происходило их срабатывания под действием суммарного магнитного поля постоянного магнита 9 м внешнего магнитного поля (окружающей среды). Но в то же время указанное рассто5 яние должно быть таким, чтобы ключевые элементы 10 и 11 срабатывали в тот момент, когда они находятся на одной оси и в одной горизонтальной плоскости с явно выраженными полюсами магнитопровода 6.

0 Когда уровни жидкостей не равны друг другу, поплавки 3 и 4 под действием внешнего магнитного поля на постоянные магниты соответственно 7-9 подвергнутся параллельно мгновенному значению маг5 нитного меридиана. Магниточувствитель- ные ключевые элементы 10 и 11 находятся под действием суммарного магнитного поля постоянного магнита 9 и магнитного поля окружающей среды, которые недостаточны

0 для их срабатывания.

Предположим, что перепад уровней воды в трубах 1 и 2 начинает уменьшаться и, в некоторый момент времени, станет равным нулю (фиг, I). При этом поплавки 3 и 4 повер5 нутся друг относительно друга так, чтобы магнитное сопротивление в магнитной цепи, состоящей из поплавков 3 и 4, было минимальным. В данном случае явно выраженные полюса магнитопроаода 6, магнито- чувствительные ключевые элементы 10 и 11

и постоянный магнит 9 будут лежать в одной плоскости и на одной оси.

Постоянные магниты 7 и 8 будут создавать магнитные потоки. Магнитные силовые линии этих потков, выходящие из северного полюса N магнитов, проходят через часть магнитопровода 6, один ярко выраженный полюс магнитопровода 6, ключевой элемент 10, магнит 9, ключевой элемент 11, второй явно выраженный полюс магнитопровода, часть магнитопроводэ 6 и входят в южный полюс S соответствующего постоянного магнита 7 и 8 (магнитные силовые линии, соответствующие потокам, создаваемым магнитами 7 и 8, будут замыкаться для каждого магнита 7 и 8 в своей половине магнитопровода 6).

При этом сработают ключевые элементы 10 (11). По цепи источник 13 питания (фиг. 3) - ключевой элемент 10(11)-индикаторный элемент 12 - источник 13 питания потечет ток, что приведет к зажиганию индикаторного элемента 12, находящегося в верхней тупой вершине поплавка 4. Свет от загоревшегося индикаторного элемента 12 попадает в выходной блок, который вырабатывает соответствующий сигнал, например прекращение {вменения уровней воды в емкостях.

При изменении уровней жидкостей магнитный поток, проходящий через азючевые элементы 10 и 11, будет уменьшаться, что приведет к их закрытию и, соответственно, к погасанию индикаторного элемента 12. При этом энергия от источника 13 питания не потребляется.

Формула изобретения

Сигнализатор уровня жидкости, содержащий две соосно расположенные вертикальные трубы, кольцевая полость которых в нижней части снабжена первым подводящим штуцером, причем в этой полости размещен первый поплавок с первым 5 постоянным магнитом, а в полости внутренней трубы размещены второй постоянный магнит и выходной блок, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности контроля 0 положения одного уровня относительно другого, он снабжен расположенным во внутренней трубе вторым поплавком с размещенным в нем источником питания, двумя магниточувствительными ключевыми 5 элементами и индикатором, при этом внутренняя труба в нижней части снабжена вторым подводящим штуцером, а первый поплавок выполнен в виде тора и снабжен мзгнитопроводом и третьим постоянным 0 магнитом, причем Магниты на первом поплавке размещены диаметрально противоположно, ориентированы по окружности, тора своими полюсами навстречу друг другу и соединены магнитопроводом, выполнен- 5 ным в виде двух кольцевых сегментов с полюсными наконечниками в средней части, при этом второй поплавок выполнен яйцеобразной формы, на тупой верхней части которого размещен индикатор, а второй 0 магнит размещен на втором поплавке и ориентирован по его диаметру, причем магни- точувствительные элементы размещены по концам этого магнита по его магнитной оси и электрически параллельно соединены 5 между собой и последовательно с индикатором подключены к источнику питания, а индикатор оптически связан с выходным блоком.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к сигнализаторам уровня жидкости. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет контроля положения уровня относительно положения другого уровня. Сигнализатор содержит соосные вертикальные трубы 1 и 2, кольцевая полость которых соединена с одной жидкостью, а полость внутренней трубы 2 с другой жидкостью. В обеих полостях размещены поплавки 3 и 4. Поплавок 3 выполнен в виде тора и снабжен магнитами 7 и 8, размещенными диаметрально противоположно и соединенными магнитно встречно с помощью магнитопроводов 6 с полюсными наконечниками. Поплавок 4 выполнен в форме яйца с тупым концом вверху, где размещен индикатор, оптически соединенный с выходным блоком, размещенным над срезом внутренней трубы 2. На поплавке 4 размещены также ориентированный диаметрально магнит 9 с размещенными по его концам магниточувствительными элементами 10, 11 и источник питания. При выравнивании уровня в кольцевой полости с уровнем во внутренней трубе поплавок 4 принимает положение относительно поплавка 3, при котором магнит 9 ориентирован вдоль линии полюсных наконечников, при этом срабатывают элементы 10, 11 и включают индикатор, в результате чего на выходе выходного блока появляется сигнал. 3 ил.