Индикатор уровня электропроводной среды Советский патент 1992 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам контроля параметров в теплообменных и сепарационных аппаратах, в которых имеются две фазы среды: жидкая и паровая.

Проблема заключается в фиксации уровня переходной фазы, т. н. набухшего слоя среды с переменной электропроводностью.

Известно устройство для индикации такого уровня, содержащее пробоотборники, установленные на заранее известной высоте в парогенераторе ПГВ-1000, систему для закачки азотнокислого натрия в парогенератор, систему отбора проб и прибора для проведения анализа проб, например пламяфотометра.

Известен также индикатор уровня электропроводной среды, выбранный в качестве протртипа предлагаемого устройства, включающий в себя кондуктометрические датчики, размещенные по длине штанги и подключенные к источнику питания и соответствующим измерительным каналам с индикаторным элементом, при этом каждый из датчиков выполнен в виде двух плоских параллельных электродов.

К недостаткам этого устройства относятся: возможность ложного срабатывания при пульсациях уровня и удельной электропроводности в переходной области среды; горизонтальное расположение плоскостей электродов, которое не обеспечивает необходимого времени для анализа электропроводности среды; отсутствие между измерительными электродами заземленного электрода, что может привести, вследствие образования отложений между ними, к наличию токов перетечки, снижающих точность срабатывания устройства.

Цель изобретения - повышение точности в условиях наличия переходной области с двухфазным состоянием электропроводной среды.

С этой целью в индикаторе уровня электропроводной среды, включающем кондуктометрические датчики, расположенные по длине штанги и подключенные к источнику питания и соответствующим измерительным каналам с индикаторным элементом, каждый из датчиков выполнен в виде двух плоских параллельных электродов, плоскости которых расположены вертикально, каждый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя ток- напряжение, фильтра и дискриминатора и, за исключением канала верхнего датчика, соединен с блоком автоматического регулирования сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра,а

выход-с входом преобразователя смежного с ним вышерасположенного датчика, причем выход каждого блока автоматического регулирования сигнала нижнего датчика

также соединен с входом преобразователя этого же канала.

На фиг. 1 изображены кондуктометрические датчики, размещенные на штанге; на фиг. 2 - кондуктометрический датчик, про0 дольное сечение; на фиг. 3 - блок-схема индикатора уровня; на фиг. 4 - возможный вариант блок-схемы.

Устройство состоит из размещенных на штангах 1 пластинчатых электродов 2, рас5 положенных в вертикальной плоскости и закрепленных в изоляторах 3, а также установленных между электродами 2 вне измерительной зоны заземленных электродов 4, токоподводы 5 закреплены на штан0 rax 1.

Блок-схема индикатора уровня (фиг. 3) состоит из измерительных каналов 6, соединенных с кондуктометрическими датчиками 7, включающими в себя электроды 2 и 4, и

5 изоляторы 3. Измерительный канал 6 содержит последовательно соединенные друг с другом преобразователь ток-напряжение 8, фильтр 9, дискриминатор 10 и индикаторный элемент 11. Все каналы 6, за исключе0 нием соответствующего самому верхнему датчику 7, выполнены с блоком 12 автоматического регулирования сигнала (БАРС), представляющим собой последовательно включенные пиковый детектор, истоковый

5 повторитель и регулируемые сопротивления, например, полевые транзисторы, управляемым на входе амплитудой сигнала, поступающего от фильтра 9.

Выход блока 12 соединен с входом пре0 образователя 8 смежного с ним канала 6 вышерасположенного датчика 7. При этом вход блока 12 канала 6 самого нижнего датчика 7 соединен также с входом преобразователя 8 этого же канала (т. е. самый нижний

5 датчик 7 используют в качестве контрольного). Все датчики 7 запитывают от источника 13.

На фиг. 4 изображен вариант блок-схемы устройства, в котором вход блока 12 со0 единен только с выходом фильтра 9 канала б самого нижнего датчика 7, а выход - с входами преобразователей 8 всех каналов 6,

Различие в блок-схемах (фиг. 3 и 4) со5 стоит в том, что схема на фиг. 3 отслеживает изменение плотности двухфазной среды как во времени, так и в пространстве контролируемого объема, а блок-схема на фиг. 4 - только изменение плотности во времени.

Индикация уровня в контролируемом объеме осуществляется следующим образом.

На один из электродов 2 датчика 7 подается переменное напряжение от источни- ка 13 питания.

При достижении переходной фазой среды уровня, при котором замыкается электрическая цепь между электродами 2, ток от соответствующего датчика 7 поступает в преобразователь 8. Фильтр 9 выделяет полезный сигнал, а дискриминатор 10 сравнивает его с заданным сигналом дискриминации. При превышении величины сигнала от фильтра 9 над величиной постоянного сигнала дискриминации блок 10 выдает калиброванный сигнал вида Да- нет на индикаторный элемент 11, который и фиксирует наличие уровня переходной фазы электропроводной среды строго от сере- дины измерительной зоны датчика 7, т. е. по середине вертикальных пластин 2.

Сигнал преобразователя 8 корректируют в зависимости от значения удельной электропроводности жидкой фазы среды при помощи блока 12 и. таким образом автоматически учитывают изменение ее как по высоте контролируемого объема, так и по времени.

Характеристики БАРС 12 и параметры дискриминационного сигнала в блоке 10

оассчитывают исходя из условий предель- новозможных значений удельной электропроводности контролируемой двухфазной среды.

Формула изобретения Индикатор уровня электропроводной среды, включающий кондуктометрические датчики, расположенные по длине штанги, каждый из которых выполнен в виде двух плоских параллельных электродов и подключен к источнику питания и измерительному каналу с/ индикаторным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в условиях наличия переходной области с двухфазным состоянием электропроводной среды, плоскости электродов каждого датчика расположены вертикально, каждый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя ток-напряжение, фильтра и дискриминатора и, за исключением канала верхнего датчика, соединен с блоком автоматического регулирования сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра, а выход - с входом преобразователя ток-напряжение смежного с ним вышерасположенного датчика, причем выход каждого блока автоматического регулирования сигнала соединен с входом преобразователя этого же канала.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения уровня электропроводной среды. Цель изобретения - повышение точности индикации уровня в условиях наличия переходной области с двухфазным состоянием электропроводной среды. Генератор 13 создает на электродах датчиков 7 переменное напряжение, а протекающий при погружении электродов в среду между ними ток проходит через преобразователь ток-напряжение 8, отстаивается от помех в фильтре 9 и сравнивается с постоянным сигналом в дискриминаторе 10. выдающем калиброванный сигнал вида Да-нет на индикаторный элемент. При этом одновременно сигнал от датчиков 7 корректируется в зависимости от значения удельной электропроводности среды блоком 12 автоматического регулирования сигнала. 4 ил. 6 .Z.. ы о 01 «N О Фиг.З

Фиг.1

Фиг. 2

ЗНЗЧЗ 0

Фиг.Ь