ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01F23/62 

1

Изобретение относится к бесконтактным индуктивным датчикам уровня жидкости в баллонах, применяемым, в частности, в ласосно-гккумуляторных станциях для питания гидромеханизмов и регуляторов мощности многофазных плавильных печей, используемых в черной металлургии, а также может быть применено в устройствах, где необходимо дистанционно автоматически контролировать уровень жидкости в баллоне при помощи электрического сигнала.

Известны бесконтактные индуктивные датчики уровня жидкости в баллонах, в которых электрический сигнал на выходе изменяется плавно по мере плавного изменения уровня жидкости в баллоне в пределе контролируемого уровня.

В предлагаемом датчике уровня для повышения быстродействия в немагнитной трубе расположены две втулки из магнитомяг кого материала, которые установлены по обе стороны сердечника с возможностью его перемещения между ними.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 - его принпипиальная электрическая схема включения.

Датчик крепят к баллону / при помощи трубопроводов 2 и 3. Его корпус 4 заканчивается патрубком 5, изготовленным из немагнитного материала (нержавеющей стали,

меди и т. п.). В корпусе размещены облегченный поплавок 6, изготовленный, например, из пенопласта. К поплавку жестко прикреплен щток 7 с сердечником 8, изготовленный из магнитомягкого материала. Корпус 4 закрывается крыщкой 9.

В нижней и верхней частях заглушенного патрубка 5 установлены втулки 10 и П, изготовленные из магнитомягкого материала п имеющие в центре отверстия, необходимые для выбора величины площади магнита, а верхняя втулка 11 - и для прохода через нее штока 7.

Снаружи патрубка 5 располол ены катушки 12 и 13 индуктивности, .между которыми установлена диэлектрическая прокладка 14.

Датчик работает следующим образом.

В исходном состоянии поплавок 6 находится в нижнем положении и вводит сердечник 8 в зону действия магнитного поля катущки 12. При включении источника питания катушка 12 сориентирует магнитные полюса втулки /) и сердечника S и втулка и сердечник резко сблизятся (притянутся).

При заполнении баллона / жидкость через трубопровод 3 заполняет пространство внутри корпуса 4. Возникающая при этом выталкивающая сила возрастает пропорционально уровню погружения поплавка 6 и, достигнув

величины, большей, чем сила притяжения между втулкой 10 и сердечником 8, резко перемещает сердечник 8 в зону действия магнитного поля катушки 13, которое сориенти рует магнитные полюса втулки 11 и сердечника 8 и приведет к их резкому сближению. В случае продолжения заполнения баллона / жидкостью образовавшаяся «воздушная подушка, а затем и избыточная жидкость уйдут из корпуса 4 в баллон / через трубопровод 2 и далее к другим датчикам (количество датчиков, установленных на одном баллоне, может быть больше одного).

При расходе жидкости из баллона I ее уровень внутри корпуса 4 понижается через трубопровод 3, вес собственно поплавка и связанных с ним штока 7 и сердечника 8 преодолевает удерживающую магнитную силу втулки //. Отделившись, сердечник 8 перемещается в зону действия катушки 12, которая сориентирует магнитные иолюса втулки 10 и сердечника, и цикл работы датчика повторится.

Для преобразования неэлектрической величины колебаний уровня жидкости в баллоне/в электрический сигнал катушек 12 и 13 индуктивности LI и L2 с включенными последовательно емкостями Ci и С образуют цепи двух резонансных контуров, которые с включенными в цепи переменными резисторами R и соединены по мостовой схеме. Нагрузка ., которой является обмотка реле, подключена к вершинам моста в точках

ED, полученным соединением перемеиных резисторов RI и .

при наличии жидкости в баллоне / на контролируемом уровне поплавок 6 находитСИ в верхнем ноложении, т. е. сердечник 8 находится в магнитном поле катушки 13 и притянут к втулке //, мостовая с.хема в это.м положении уравновешивается резисторами R, и /, при этом через сопротивление нагрузки . ТОК не течет.

При расходе жидкости из баллона / ниже контролируемого уровня ноплавок 6 опускается в нижнее положение, т. е. сердечник 8 перемещается в магнитное ноле катушки 12 и

притягивается к втулке 10.

Мост разбалансирован и через сонротивление нагрузки . течет ток, создавая на не.м падение напряжения и обеспечивая схему автоматического управления входным

сигналом.

Предмет изобретения

Датчик уровня жидкости, содержащий поплавок, соединенный с ферромагнитным сердечником, расположенным внутри трубы из немагнитного материала, на наружной поверх {ости которой установлены катушки индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен двумя втулками из магнитомягкого материала, которые установлены внутри трубы по обе стороны сердечника с возможностью его перемещения мелсду ними.

нагр

.

-V.cr,

-