ДАТЧИК УРОВНЯ МАГНИТОПРОВОДНЫХ СЫПУЧИХМАТЕРИАЛОВ Советский патент 1969 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для контроля уровня магаитопроводных сыпучих материалов в технологических емкостях (бункерах).

Известные датчики электродного типа, применяемые в аналогичных случаях, имеют дискретный характер зависимости выходного сигнала от измеряемого уровня.

Применяемые в некоторых случаях датчики уровня, использующие магнитопроводные свойства сыпучих материалов, представляют собой П-образный электромагнит, устанавливаемый на одной из стенок бункера. Недостатком такого датчика является необходимость замены одной из стенок бункера (или части стенки) немагнитной плитой. Кроме того, такой датчик обладает нелинейной зависимостью выходного сигнала от измеряемого уровня и имеет небольплой диапазон измерения, вследствие чего он также применяется только для дискретного измерения уровня.

Предлагаемый датчик отличается от известных тем, что, с целью обеспечения -непрерывности и расширения диапазона измерения, он выполнен в виде линейного трансформатора с разомкнутым магнитонроводом, стержень которого составлен из полос электротехнической стали и снабжен сосредоточенной на одном конце цервичной обмоткой и распределенной :по длине стержня вторичной обмоткой. Кроме того, отличие предлагаемого датчика заключается в том, что, с целью получения линейной зависимости выходного напряжения от измеряемого уровня, витки вторичной обмотки распределены по квадратичному закону.

На фиг. 1 представлена конструкция датчика; на фиг. 2 - график зависимости длины стержня от числа- витков; на фиг. 3 и 4 - расположение силовых линий магнитного потока до загрузки и в момент загрузки бункера сыпучими материалами.

Датчик представляет собой длинный стержень }, набранный из полос электротехнической стали с наложенными первичной 2, и вторичной 3 обмотками. Первичная обмотка выполнена сосредоточенной, а вторичная - распределенной по длине стержня. Стержень с обмотками помещен в немагнитную защитную трубу 4 (из нержавеющей стали). Первичная обмотка запитывается переменным напряжением, а вторичная подключается к измерительному прибору.

Датчик устанавливается над емкостью и погружается в сыпучий материал.

Работа датчика основана на принципе щунтирования стержня со вторичной обмоткой магнитопроводным сыпучим материалом, который в данном случае является внешним

в бункере маглитный поток первичной обмотки датчика распределяется по длине стержня так, как это условно показано на фиг. 3. При этом величина индуктируемого во вторичной обмотке напряжения максимальна. Когда уровень материала повышается, часть магнитного потока первичной обмотки замыкается измеряемым уровнем (фиг. 4) и, следовательно, соответствующая часть стерж.ня со вторичной обмоткой оказывается зашунтированной. В результате напряжение, индуктируемое во вторичной обмотке, снижается на величину, соответствующую глубине погружения датчика в сыпучий материал.

Таким образом, предлагаемый датчик близок к трансформаторным преобразователям с переменным коэффициентом трансформации.

В связи с нелинейным характером распределения напряженности магнитного поля по длине стержня датчика и с целью получения линейной зависимости выходного напряжения датчика от измеряемого уровня, витки вторичной обмотки распределены по длине стержня по квадратичному закону (см. фиг. 2).

Диапазон измерения датчика определяется длиной стержня с обмоткой (практически исследован датчик с диапазоном измерения 1,5м).

Таким образом, предлагаемый датчик обеспечивает достаточно .большой диапазон измерения уровня; удобство в эксплуатации (простота установки, замены); непрерывную и линейную зависимость выходното сигнала от измеряемого уровня.

Предмет изобретения

1.Датчик уровня магнитопроводных сыпучих материалов, содержащий стержень и защитный чехол, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности и расширения диапазона измерения, датчик выполнен в виде линейного трансформатора с разомкнутым магнитопроводом, стержень которого составлен из полос электротехнической стали и снабжен сосредоточенной на Одном конце первичной обмоткой и распределенной по длине стержня вторичной обмоткой.

2.Датчик по л. 1, отличающийся тем, что, с целью получения линейной зависимости выходного напряжения от измеряемого уровня, витки вторичной обмотки распределены по длине стержня по квадратичному закону.

7 /

«о

fPi/S. /

M,jiu:O /пв/.

Фиг. 2