Устройство для измерения уровня жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к технике измерений, конкретно к устройствам для измерения уровня жидкости.

Целью изобретения является повышение точности и устранение диапазона неизмеряемого уровня.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит протяженный терморезистор 1, одна часть которого постоянно опущена в жидкость, а другая находится постоянно в воздушном пространстве над жидкостью. Последовательно с терморезистором 1 включен шунт 2 в цепь источника электрического тока 3. На нижней части терморезистора 1, постоянно находящейся в жидкости, заполняющей сосуд 4, установлен термометр 5, а на верхней части терморезистора 1, постоянно находящейся в воздухе, - термометр 6. Выходы шунта 2 по двухпроводной линии связи подключены к первому входу вычислительного устройства 6, к второму и к третьему входам которого подключены термометры 5 и 6, а к четвертому входу - источник электрического тока 3. Вычислительное устройство (ВУ) 7 подключено к блоку памяти 8 и индикатору 9.

О 4 Ю ГО Ю 00

Устройство работает следующим образом.

При подключении электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных протяженного терморезистора 1 и шунта 2, с зажима источника тока 3 по указанной электрической цепи проходит электричедкий ток, который нагревает протяженный терморезистор 1. При этом по причине большого различия значений коэффициентов теплоотдачи на сухом и погруженном в жидкость участках протяженного терморезистора 1 температура нагрева участка, находящегося в воздушной среде, будет равна ti, а участка, находящегося в жидкости, -12.

Полное сопротивление протяженного терморезистора 1 в этом случае определяется равенством

Rh r0(H - hX1 + a (ti - to) + + а (12 - to), (1)

где г0 - погонное (на единицу длины) сопротивление протяженного терморезистора 1 при температуре to, взятое, например, из справочника или полученное опытным путем:

Н - полная длина протяженного терморезистора 1;

h - длина погруженной в жидкость части протяженного терморезистора, по которой измеряется уровень жидкости;

а - температурный коэффициент сопротивления для протяженного терморезистора 1;

t0 - температура, при которой взято (получено) значение г0;

ti - температура участка протяженного терморезистора 1, находящегося в воздушной среде;

t2 - температура участка протяженного терморезистора 1, находящегося в жидкости.

Из равенства (1) после преобразований получают

к - Rh + g(ti -to) m nr0«(t2-ti) w

т.е. уровень жидкости, если известны величины, содержащиеся в правой части выражение (2).

В предлагаемом устройстве полное сопротивление Rh протяженного терморезистора 1 определяют по закону Ома, т.е. с помощью шунта 2 определяют величину тока, проходящего через протяженный терморезистор 1, с помощью ВУ 7 определяют напряжение, приложенное к протяженному терморезистору 1, при этом величиной сопротивления шунта вследствие его малости

0 по сравнению с величиной сопротивления протяженного термореэистора 1 пренебрегают. Полученные данные величины тока и напряжения вводят в ВУ 7, которое давлением величины напряжения на величину то5 ка вычисляет полное сопротивление h протяженного терморезистора 1. Значения температур ti и t2 вводят в ВУ 7 от термометров 5 и 6, а значения постоянных величин r0, H, a. to - в блок памяти 8 с пульта управ0 лёния ВУ 7. Используя перечисленные данные, ВУ 7 вычисляет уровень жидкости в соответствии с выражением (2) и индицирует результат измерения.

Формула изобретения

5Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее источник электропитания, подключенный к протяженному терморезистору, установленному вертикально, нижний и верхний термочувстви0 тельные элементы, размещенные на погруженном и не погруженном в жидкость концах терморезистора и вторичный измерительный прибор, отличающееся тем. что, с целью повышения точности измере5 ния и расширения диапазона измерения, в него введен шунт, который включен в цепь источника электропитания последовательно с протяженным терморезистором, а термочувствительные элементы выполнены в

0 виде термометров, а вторичный прибор - в виде вычислительного устройства с подключенными к нему блоком памяти и индикатором, при этом выходы шунта подключены к первому входу вычислительного устройства

5 по двухпроводной линии связи, нижний и верхний термометры подключены соответственно к второму и третьему входам вычислительного устройства, к четвертому входу которого подключен источник электропита0 ния.

2«ч А

LZHtJ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости. Цель изобретения - повышение точности и устранение диапазона неизмеряемого уровня жидкости. Ток источника электропитания 3, протекающий через последовательно соединенные шунт 2 с известной величиной сопротивления и протяженный терморезистор 1, вызывает нагревание погруженной и не погруженной в жидкость частей терморезистора 1 до различных температур, что вызывает изменение сопротивления терморезистора 1, линейно зависящее от измеряемого уровня. Информация о температурах погруженной и не погруженной в жидкость частях терморезистора 1 поступает в вычислительное устройство от термометров 5 и 6 соответственно. По величине падения напряжения на шунте 2, которое поступает по двухпроводной линии связи в вычислительное устройство 7 и измеряется им, и по величине падения напряжения на терморезисторе 1 в соответствии с законом Ома определяют величину измеряемого уровня в соответствии с алгоритмом работы вычислительного устройства. 1 ил.

-ч

Ц