Тепловой измеритель границы раздела двух сред Советский патент 1981 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в установках для определения гр ницы раздела двух сред, в которых чу ствительный элемент измерительного преобразователя имеет различную тепл отдачу, в частности для измерения уровня теплоносителя в атомных энергетических установках. Известны устройства контроля уров ня, содержащие подогреватель, термопарный датчик и вторичный прибор 1-5 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является изме ритель уровня, содержащий датчик, вы полненный в виде теплообменника, по которому пропускается теплоноситель со строго постоянными параметрами, и дифференциальной термопары, спаи которой размещены на входе и вьпходе трубы, причем выходной сигнал пропорционален разности температур на входе и выходе трубы 6 . Эти устройства сложны и имеют недостаточную точность и надежность, что обусловлено наличием источника теплоносителя, необходимостью поддержания постоянства расхода теплоносителя, постоянства параметров теплоносителя (температ фа, плотность и т.д.), а также сложностью конструкции, вызванной большим количеством сопутствующих устройств обеспечения необходимых параметров теплоносителя. Цель изобретения - повьшение точности и надежности измерения. Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе подогреватель выполнен в виде профилированной трубы с уменьшенной толщиной стенок в местах установки спаев термопар, подключенной концами к источнику питания. Для. линеаризации измерительной характеристики места установки спаев термопар имеют одинаковое сечение и равномерно распределены по длине трубы. На чертеже показана конструкция измерителя границы раздела. Измеритель содержит нагреватель, вьшолненный в виде профилированной трубы 1 переменного сечения, термопары 2, клеммы 3, источник 4 питания и вторичный прибор 5. Изолированные спаи термопар равномерно распределены по длине профилированной трубы нагревателя, установлены в местах измененного- сечения нагревателя и соединены последовательно в термобатарею. При измерении уровня среды, теплоотдача чувствительного элемента в которой отличается от теплоотдачи его в среде над ней, изменяется температура профилированной трубы по ее дли,не, а соответственно и выходной сигнал с термобатареи Е f(H), где Е электродвижущая сила термобатареи; Н - измеряемый уровень. Введение профилированной трубы с размещенными вдоль ее внутренней поверхности спаями термопар и обогреваемой электрическим током позволяет исключить теплоноситель, пропускаемый через трубу. Исключение теплоносителя автоматически исключает его источник и сопутствующие устройства для строго го поддержания параметров теплоносителя, что значительно упрощает конструкцию устройства для измерения уровня, а следовательно, повышает надежность всего устройства. Кроме того, устраняются также те составляющие погрешности измерений, которые обуслрвлены непостоянством параметров теплоносителя и их отклонением от номинальных значений. Профилированная труба с изменяющим ся сечением по ее длине по сравнению с трубой одинакового сечения позволяет линеаризовать выходную характеристику термобатареи Е f(H) на участках между соседними термопарами и на всей длине в целом, что также приводит к повышению точности измерения уровня. 5 24 Использование предлагаемого изобретения значительно уменьшает габаритные размеры, а большая надежность позволяет использовать такие устройства на подвижных объектах в условиях повышенной вибрации и ударов. Формула изобретения 1.Тепловой измеритель границы раздела двух сред, содержащий датчик, включающий в себя подогреватель - с установленньми на нем термопарами, подключенными к вторичному прибору, и источник питания, отличающий с. я тем, что, с целью повышения точности и надежности, подогреватель выполнен в виде профилированной трубы с уменьшенной толщино й стенок в местах установки спаев термопар, подключенной концами к источнику питания. 2.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью линеаризации измерительной характеристики, места установки спаев термопар имеют одинаковое сечение и равномерно распределены по длине трубы. Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 301546, кл. G 01 F 23-22, 1968. 2.Патент ФРГ № 2024911, кл. 42 е 34, 1973. 3.Патент ФРГ № 1548952, кл. 42 е 34. 1969. 4.Патент США. № 2824278, кл. 323-54, 1971. 5.Патент США № 3653262, кл. 73-290, 1973. 6. Авторское свидетельство СССР № 376664, кл. G 01 F 23/22, 1971 (прототип)