ПАТЕНТНО-ТЕХ;.;-'.БИБЛИОТЕКАlimТ. А. Макаров Советский патент 1970 года по МПК G01F23/56 

Даиное устройство относится к области пр-иборостроения.

Известные устройства для измерения уровня нлотиости и границы раздела жидкостей, выполненные на базе дифференциально-трансформаторных ультразвуковы.х и изотонных приборов, громоздки и не обеспечивают достаточной надежности и точности.

Онисываемое устройство обеспечивает одновременное измерение уровня, плотности и контроля раздела жидкостей, имеющих различный удельный вес и находящихся в общем резервуаре, за счет того, что поплавковый уровнемер снабжен дополнительным преобразователем пере.мещений, обмотка которого подключена к вторичному прибору через измерительную обмотку преобразователя датчика погружения, причем дополнительный преобразователь поплавкового уровнемера размещен на общем каркасе с основным преобразователем и подвижные сердечники их механически соединены между собой с кулачком и возвратной пружиной.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - его электрическая схема.

Устройство выполнено на базе датчика погружения и поплавкового уровнемера.

буждения, расположенной на стальном сердечнике 5, измерительной об.мотки 6, расположенной на диамагнитном каркасе 7, нрикреаленном к одному из чувствительных элементов при помощи втулки 8.

Обратное перемещение стержня с обмоткой возбуждения относительно каркага достигается пружиной 9.

Для компенсации температурной погрешности в датчик погружения вмонтирован термометр 10 сопротивления.

Датчик погружен в измеряемую среду при помощи трубы 11 и с вторичным прибором 12 соединен кабелем 13. Измерительная обмотка закрыта экраном J4.

Поплавковый уровнемер содержит поплавок 15, нодвещепный на тросик 16 к барабану 17 и уравновешенный противовесом 18, редуктор 19, на выходной оси которого укреплен кулачок 20, трансформаторный преобразователь с обмотками 21, 22 возбуждения, расположенными на отдельных сердечниках 23, 24, прикрепленных тягой 25 к кулачку и связанных между собой и пружиной 26 возврата, измерительные обмотки 27 и 28, одна из которых подключена к вторичному прибору 12, а другая - к вторичному прибору 29.

Вторичные цепи снабжены устройством 30, в которое входит источник питания и другие элементы измерительной схемы.

преобразователь перемещения датчика погружепия, состоящий из обмотки 4 возбуждения с сердечпиком 5 и измерительной обмоткой 6, подключен к вторичному прибору 12 через измерительную обмотку 28, зашунтированную сопротивлением 31, и неуравновешенный мост с сопротивлениями 32-35, предназначенный для компенсации температурной погрешности датчика погружения, где 32 - терлюсонротивление.

Обмотки 21 и 22 возбуждения с сердечниками 23 1 24 W. измерительные обмотки 27 и 28 принадлежат преобразователю поплавкового уровнемера.

Обмотка 27 подключена к вторичному прибору 29 через измерительную обмотку 36 трансформаторного датчика с обмоткой возбуждения 37 и сердечника 38, служащим для подгонки нуля при градуировке прибора 29.

На чертежах, видно, что величина и изменение выходного сигнала f/i датчика погружения зависит от величины и изменения давления PI, воздействующего на чувствительные элементы датчика погружения и определяемого из следующего выражения:

р, ;, .d/y./y,T.. 6

где Н - высота столба жидкости; Yi - удельный вес жидкости; //1- верхний предел изменения жидкости. Величина и изменение выходных сигналов 2 и Un поплавкового уровпемера зависят только от положения поплавка, отражаюн1,его фактический уровень.

Следовательно, можно записать следуюидие зависимости:

(H,}, U. h(H,),

u,-h(H,).

Если произвести градуировку датчика погружения с учетом зависимости (iYi) при Yi const и совместить характеристику зависимости L2 l-2(Hi) с полученной характеристикой датчика погружения, то при нодключении прибора 12 к измерительной обмотке 28 через измерительную обмотку 6 при встречном направлении сигналов этих обмоток результирующий сигнал f/g, подаваемый на вторичный прибор 12 при изменении уровня, будет равен нулю:

.

так как при совмещении указапных характеристик во всем диапазоне измерения будет соблюдаться равнозначное изменение сигналов .

Совмещение характеристики поплавкового уровнемера с характеристикой датчика погружения достигается за счет соиротивлепия P,i и изменения профиля кулачка 20.

Если же емкость, где измеряется уровень,, заполнить на высоту Я2 жидкостью с удельным весом Y2 при условии

Y2 const,

то в этом случае сила Р, действующая на чувствительные эле.менты датчика погружения, будет равна:

Я Я, т, + Н., . d-, Н, т, + Н, (тз - тОtl

Если написать Р Н2(), то сила, действующая на датчик погружения, может быть заиисана следующим равенством:

Р Р, + Яз.

В результате изменения силы, действующей на датчик ногружения, произойдет изменение выходного сигнала

U-, (,)U2. при условии Ui LJ-2 получи.м ДЦз А/71.

В данном случае величина ALi зависит от величины из.менепия РЗ.

Следовательно, можно написать след Ющую зависимость:

и-,(р,},

или

y:i / //2{Y2-Y2).

При 2-Yi const величина бз является функцией //2, а при уз - Yi з будет

функцией ()- Показания прибора 12 при соответствующей градуировке будут отражать величииу уровня Яг, что соответствует границе раздела жидкостей, или величину пзменения плотности нри общем изменении

уровня.

Общее изменение уровня //i определяется при по.мощи вторичного прибора 29, где величина и пропорциональна величине перемещегп1я поплавка.

Пред.мет изобретения

Устройство для измерения уровня, плотности и границы раздела жидкостей, содержащее датчик погружения, вынолиеппый из двух мембран и трансформаторного преобразователя неремещений, вмонтированного в герметичный корпус и погружепного в измеряемую среду, поплавковый уровнемер, снабженный

трансформаторным преобразователем пере.мещения, редуктором, на выходной оси которого укреплен профилированный кулачок, и возвратной пружиной, два вторичных прибора, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения уровня, плотности и границы раздела жидкостей, в нем поплавковьи уровнемер снабжен дополнительным преобразователе.м перемещений, измерительная обмотка которого подключена к вторнчпому прибору