Дискретный уровнемер Советский патент 1992 года по МПК G01F23/16 

2.1

5.1

Изобретение относится к измерительной технике и используется для измерения уровня жидкости.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения.

На фиг. 1 изображена схема дискретного уровнемера с регулируемой высотой ступенек; на фиг. 2 - схема уровнемера с мерным грузом, выполненным в виде ленгы; на фиг. 3 - вариант технической реализации уровнемера с выполнением мерного груза в виде замкнутой ленты; на фиг. 4 - вариант технической реализации уровнемера с использованием мерного груза в виде ленты из магниточувствительного материала.

Уровнемер (фиг. 1) содержит измерительную трубу 1, соединенную нижними коленом с емкостью ниже минимального значения уровня измеряемой жидкости, N датчиков информации 2 и блок обработки информации 3, при этом измеряемая труба имеет ступенчато-возрастающую форму с N ступенями, датчик информации 2.i (i 1,N) расположен на нижней поверхности i-й ступени трубы 1 под верхней поверхностью 1-й ступени трубы, выход датчика информации 2 соединен с соответствующим входом блока обработки информации 3, причем верхняя поверхность 4 измерительной трубы 1 выполнена с возможностью перемеще- ния по высоте между вертикальными стенками 5.1 и 5.2 трубы 1,

Стенки трубы 1 выполнены из жесткого материала с исключением возможности прогиба в процессе измерения уровня.

В уровнемере (фиг. 2) для создания дополнительного усилия на чувствительные элементы датчиков информации 2 дополнительно введен мерный груз в виде ленты 6, которая может перематываться с помощью барабанов 7, 8.

В уровнемере (фиг. 3) лента 6 выполнена замкнутой.

В уровнемер (фиг, 4) введены N маг- нитов 9. Магнит 9,i (i 1,N) закреплен с внутренней стороны на чувствительном зле- менте датчика информации 2.1, а лента 6 выполнена из магниточувствительного материала.

Лента 6 может быть выполнена одинаковой толщины по всей длине, но различного удельного веса на участке длиной

U- § (hi+ |,J, (к «1,2М)

i 1

(1)

hi - высота 1-й ступени измерительной трубы 1; li - ширина 1-й ступени измерительной, трубы (фиг. 2), L МЦ - длина ленты б,

5

10 15

20 25 30

35

40

4550

55

Лента может быть выполнена из отдельных мерных грузов 10, соединенных между собой, причем длина мерного груза 10.1 (i 1,N) равна It, а расстояние между мерными грузами 10,1 и 10.(1+1) равно hi.

Если датчик давления 2 имеет электрический выход, сигнал которого равен логической единице при достижении давления определенной величины (датчик давления 2 - релейного типа), то в качестве блока обработки информации 3 можно использовать цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).

К выходу блока обработки информации 3 может быть подключен узел индикации (не показан) в виде амперметра или вольтметра, отградуированных в единицах длины.

Дискретный уровнемер (фиг. 1) работает следующим образом.

Датчики информации 2.i (i 1.N) выбраны такими, чтобы выдавать сигнал логической единицы в момент полного заполнения i-й ступени измерительной трубы 1. Если высота всех ступеней одинакова, то датчики информации 2 - однотипны.

Предположим, что требуется измерять уровень воды при заполнении водой шлюза. В шлюзе данный уровнемер располагают вдоль стенки шлюза. При этом нижнее колено уровнемера помещено ниже минимального уровня воды в шлюзе,

Предположим, что уровень измеряемой жидкости изменяется и в определенный момент времени заполнит Но ступень трубы 1. При этом сработает датчик информации 2.I, выходной сигнал которого, ровный логической единице, подается на соответствующий вход блока обработки информации 3. который преобразует показания сработавших датчиков информации 2.1; 2.2; ... 2.i в аналоговый сигнал, который подается на вход узла индикации, показание которого будет пропорционально высоте уровня измеряемой жидкости.

Для варьирования чувствительных стандартных датчиков информации 2 при измерении уровня жидкостей с различным удельным весом можно изменять высоту одновременно всех ступеней путем изменения расстояния Л между верхней и нижней стенками трубы 1 (фиг, 1) путем перемещения верхней стенки трубы 1 вдоль стен 5.1, 5,2 трубы 1 вверх или вниз и их последующей фиксацией (например, клеем и механически) на определенной высоте h,

Регулирование чувствительности стандартных датчиков информации 2 можно осуществлять путем размещения на каждом датчике информации 2 (например, датчика давления) груза определенным весом (так называемого мерного груза), создающего

дополнительное давление Рд на датчик информации 2. Изменять значение мерного груза возможно, если сделать измерительную трубу 1 разборной. Однако на разборку, сборку такой измерительной трубы 1 требуется значительное время. Кроме того, при этом оозникает проблема очистки ступеней измерительной трубы от осадков твердых частиц, находящихся в реальных жидкостях, например, о реках (при измере- нии уровня воды в шлюзах).

Для повышения быстродействия изменения значения мерного груза его выполняют в виде ленты (фиг. 2), которую по мере необходимости перемещают с помощью ба- рабанов 7, 8.

Лента 6 может быть выполнена:

а)одинаковой площади поперечного сечения из материала с различным удельным весом;

б)из однородного материала различной площадью поперечного сечения.

Ленту на каждой ступени трубы размещают так, чтобы ее вес был бы приложен к чувствительному элементу датчика инфор- мации 2.

Перемещая ленту б (фиг. 2) с помощью барабанов 7, 8 одновременно изменяется значение мерного груза, т.е. сила Рд. и появляется возможность проводить очистку сту- пеней измерительной трубы 1 от осадков.

Лента 6 может быть выполнена также замкнутой (фиг. 3). Принцип работы уровнемера при этом не изменяется.

Значение величины силы Рд можно ре- гулировать с помощью магнитных сил. Для этого используются магниты 9 и выполняют ленту б из магнитного материала, например, путем напыления железного порошка на материал ленты (например, из резины, ткани и т.д.). Можно также использовать в качестве магнита 9 электромагнит с регулируемой магнитодвижущей слой. Принцип работы уровнемера (фиг. 4) аналогичен принципу работы уровнемера, схема кото- рого изображена на фиг. 2.

При использовании магнитов 9 нижние ступени трубы 1 должны быть выполнены из магнитопроницаемого материала.

В результате применения предложен- ного уровнемера расширяется класс измеряемых жидкостей при использовании стандартных датчиков информации путем регулирования чувствительных, элементов за счет;

изменения высоты ступеней;

использования мерного груза;

использования взаимодействия магнитов.

Указанные способы могут использоваться как порознь, так и совместно в любой комбинации исходя из особенностей измеряемой жидкости.

Регулирование чувствительности осуществляется за счет механических или магнитных сил, что исключает опасность возникновения искрения и взрывов при измерении уровня взрывоопасных жидкостей,

Использование мерного груза в виде ленты позволяет повысить точность измере- ния за счет упрощения процесса очистки от осадков твердых частиц на ступенях измерительной трубы.

Формула изобретения

1.Дискретный уровнемер, содержащий ступенчатую измерительную трубу с размещенными на каждой ступени датчиками дав- ления, выходы которых соединены с соответствующими входами блока обработки информации, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, стенки измерительной трубы выполнены с возможностью перемещения.

2.Уровнемер по п. 1,отличаю щи й- с я тем, что нижние ступени измерительной трубы снабжены мерным грузом.

3.Уровнемер по п. 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что мерный груз выполнен в виде бесконечной ленты, охватывающей измерительную трубу.

4.Уровнемер по п. 3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что лента выполнена из однородного материала переменной толщины по длине ступеней измерительной трубы.

5.Уровнемер по п. 3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что лента выполнена из материала с различным удельным весом по длине ступеней измерительной трубы.

6.Уровнемер по пп. 3-5, отличающийся тем, что каждый датчик давления снабжен магнитом, а лента выполнена из магниточувствительного материала.

Использование: относится к измерительной технике, используется длд дискретного измерения уровня жидкостей. Сущность изобретения: уровнемер содержит измерительную трубу 1, соединенную нижним коленом с емкостью ниже минимального значения уровня измеряемой жидкости, N датчиков информации 2 и блок обработки информации 3, при этом измеряемая труба 1 имеет ступенчато-возрастающую форму ступенями, датчик информации 2.I (I 1 ,N) расположен на нижней поверхности 1-й ступени трубы 1 под верхней поверхностью 1-й степени трубы, выход датчика информации соединен с соответствующим входом блока обработки информации 3, причем верхняя поверхность 4 измерительной трубы 1 выполнена с возможностью перемещения по высоте между вертикальными стенами 5.1 и 5.2 трубы 1. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

Ы.Ъ

Ј