Датчик утечек жидкости Советский патент 1992 года по МПК G01F23/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для обнаружения утечек в емкостях для хранения радиоактивных и высокотоксичных жидкостей в атомной и химической промышленности.

Известны датчики утечек жидкости, содержащие поплавок, металлическую ленту с отверстиями силовой перфорации для подвешивания поплавка и соединения его с механизмом Натяжения, имеющего в качестве привода пружинный двигатель.

Выходным параметром датчика, по ко-. торому определяется начало утечек, является угол поворота мерного ролика.

Недостатком этого датчика является низкая чувствительность.

Известны также датчики утечек жидкости, содержащие поплавок, металлическую ленту с отверстиями силовой перфорации для подвешивания поплавка и соединения его с механизмом натяжения, имеющего в

качестве привода реверсивный электродвигатель, лавсановую ленту с отверстиями оптической перфорации, которая протягивается синхронно с металлической, осветитель и фоторезистор.

Выходным параметром датчика, по которому определяется начало утечек, является импульс, возникающий в цепи фоторезистора, при попадании на него света, прошедшего через отверстие.

Однако относительно низкая разрешающая способность оптической перфорации не позволяет получить чувствительность выше ± 1 мм.

Наличие двух перфорированных лент (металлической и лавсановой) обусловливает сложность конструкции.

Целью изобретения является повышение чувствительности и упрощение конструкции датчика утечек жидкости.

Для достижения этой цели в известном датчике утечек жидкости, содержащем поплавок, по меньшей мере одну перфорированную ленту, натяжное устройство, осветитель и фоторезистор, отверстия силовой перфорации,и углубления в виде поперечных пазов для индикации утечек расположены на одной металлической ленте двумя отдельными рядами, продольные оси которых, проходящие через центры отверстий и пазов, представляют собой вертикальные прямые линии, а осветитель выполнен в виде лазера непрерывного излучения.

Замена отверстий оптической перфорации на лавсановой ленте углублениями в виде поперечных пазов на металлической и выполнение осветителя в виде лазера непрерывного излучения позволяют повысить чувствительность датчика утечек жидкости.

Расположение отверстий силовой перфорации и углублений в виде поперечных пазов для индикации утечек на одной металлической ленте двумя отдельными рядами, продольные оси которых, проходящие через центры отверстий и пазов, представляют собой вертикальные прямые линии, позволяет упростить конструкцию датчика утечек жидкости.

На фиг.1 изображен общий вид датчика утечек жидкости; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.З, на котором показаны прямой и отраженный лазерные лучи при падении на поверхность перфорированной ленты между поперечными пазами и в паз.

Датчик утечек жидкости содержит поплавок 1, металлическую перфорированную ленту 2 с отверстиями силовой перфорации 3 и поперечными пазами 4, шкив 5, фоторезистор 6, реверсивны1й злектродвигатель 7, червячную передачу 8, реле 9 контроля усилия натяжения ленты, тормозной соленоид 10 и лазер 11 непрерывного излучения.

Поплавок 1 представляет собой герметичную полую конструкцию в форме диска, плавающую внутри емкости и предназначенную для отслеживания момента начала понижения уровня хранящейся жидкости в результате утечки.

По оси. в верхней части к нему крепится металлическая перфорированная лента 2, которая служит для подвешивания поплавка 1 и передачи на него усилия натяжения равного усилию отрыва поплавка от поверхности жидкости Ь помощью ряда отверстий силовой перфорации 3, которые взаимодействуют со штырями шкива 5 механизма натяжения.

Отверстия служат также для предотвращения проскальзывания и соскакивания ленты со шкива при намотке.

Кроме того, снаружи на длине перфорированной ленты, равной высоте емкости имеется отдельный ряд равномерно расположенных с шагом 0,1 мм и менее углублеНИИ в виде поперечных пазов 4 для индикации утечек.

Продольные оси обоих рядов, проходящие через центры отверстий и пазов, представляют собой вертикальные прямые

линии.

Поперечные пазы 4 предназначаются для исключения попадания отраженного лазерного луча в фоторезистор 6 путем изменения положения отражающих плоскостей

и имеют в поперечном сечении определенную, например треугольную, форму.

В плане поперечные пазы выполняются прямоугольной формы с целью исключения выхода прямого лазерного луча из зоны углублений при возможном поперечном смещении ленты 2 за счет зазоров между отверстиями силовой перфорации 3 и штырями шкива 5. ,

Натяжение перфорированной ленты

осуществляется с помощью реверсивного электродвигателя 7 через соединительную муфту и червячную передачу S, приводящую во вращение шкив 5.

Величина усилия натяжения контролируется реле 9, по сигналу которого производятся пуск, изменение направления вращения злектродвигателя и его мгновенная остановка с помощью тормозного соленоида 10.

Снаружи емкости, перед прямолинейным участком металлической перфорированной ленты 2 со стороны поперечных пазов 4 под некоторым углом а к поверхности ленты неподвижно установлен лазер 11

непрерывного излучения.

Лазер предназначен для генерирования прямого луча, падающего на поверхность перфорированной ленты в зоне поперечных пазов, и получения отраженного лазерного луча, угол отражения уЗ которого либо равен углу падения а при падении прямого луча на участок ленты между поперечными пазами 4 и в зтом случае попадающего в фоторезистор 6, вызывая импульс

тока, либо резко отличается от угла падения а при падении прямого луча в поперечный паз, когда изменяется положение отражающей плоскости. Дважды отраженный лазерный луч проходит мимо фоторезистора и тока в цепи последнего не возникает.

Фоторезистор 6 неподвижно устанавливается под углом отражения /5 , равным углу падения а прямого лазерного луча на

поверхность металлической перфорированной ленты 2 между поперечными пазами 4, и служит для преобразования отраженного лазерного луча в ток, возникновение или исчезновение которого в цепи фоторезистора служит сигналом появления утечек жидкости из емкости,

Датчик утечек работает следующим образом.

При хранении уровень жидкости в емкости постоянный, поплавок 1 плавает на поверхности жидкости, металлическая перфорированная, лента 2 находится в натянутом состоянии, лазер 1 генерирует непрерывное излучение так, что прямой лазерный луч падает на поверхность перфорированой ленты в зоне поперечных пазов 4.

В зависимости от степени заполнения емкости в точке падения прямого лазерного луча на ленту может оказаться или промежуток между поперечными пазами, или паз.

В первом случае отраженный лазерный луч будет попадать в фоторезистор бив цепи последнего будет непрерывно ,течь ток, а во втором случае тока не будет.

В момент возникновения утечки в емкости поплавок 1 начинает опускаться вместе с поверхностью жидкости, перемещая перфорированную ленту 2 вверх.

При этом в точку падения прямого лазерного луча вместо промежутка между поперечными пазами попадает паз, и наоборот, что вызь1вает мгновенное прекращение или возникновение тока фоторезистора 4 и служит сигналом о возникновении утечки.

В режимах заполнения и опорожнения емкости лазер 11 выключается.

Замена отверстий оптической перфорации на лавсановой ленте углублениями в виде поперечных пазов на металлической и выполнение осветителя в виде лазера непрерывного излучения могут повысить чувствительность датчика утечек жидкости до 0,1 мм и выше по сравнению с ±1 мм у лучших известных датчиков зарубежных фирм.

Расположение отверстий силовой перфорации и углублений в виде поперечных пазов для индикации утечек на одной металлической ленте двумя отдельными рядами, продольные оси которых, проходящие через центры отверстий и пазов, представляютсобой вертикальные прямые линии, позволяет упростить конструкцию датчика утечек жидкости.

Формула изобретения Датчик утечек жидкости, содержащий

поплавок, металлическую ленту с отверстиями силовой перфорации, механизм натяжения, осветитель и фоторезистор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, на металлической ленте выполнены поперечные пазы, расположенные по вертикальлой прямой линии, а осветитель выполнен в виде лазера непрерывного излучения.,

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для обнаружения утечек в емкостях для хранения радиоактивных и высокотоксичных жидко-2стей в атомной и химической промышленности. Целью изобретения является повышение чyвcтвиteльнocти и упрощение конструкции. В момент возникновения утечки в емкости поплавок 1 начинает опускаться вместе с поверхностью жидкости, перемещая перфорированную ленту 2 вверх. При зтом в точку падения прямого лазерного луча вместо промежутка между поперечными пазами попадает паз, и нао-* борот, что вызывает мгновенное прекраще- ние или возникновение тока в цепи фоторезистора 4 и служит сигналом о возникновении утечки. ^ ил.

7

вид/I

6-6

l/2.J

Фиг.