Тепловой уровнемер Советский патент 1977 года по МПК G01F23/22 

(54) ТЕПЛОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к тепловыл уровнемерам и найти применение при измерении уровня жидкости в сосудах и открытых каналах. Известны уровнемеры 1 и 2, содержащие термочувствительные элементы, намотанные на стержни, нагреватель и измерительную схему. Известен также уровнемер 3, содержащий зонд, выполненный в виде трубки, снаружи которой намотано термосопротивление, нагреватель, расположенный по оси внутри трубки, и измерительную схему, в которую подключено термосопротивление. Недостаток известпых уровнемеров заключается в низком быстродействии и большой динамической погрешности измерений. Пред.лагаемъш уровнемер отличается тем, что термосопротивления намотаны бифнлярно и равномерно но одному на боковых стержнях П-образното магнитоировола по всей высоте, обмотка нагревателя расположена мейду витками одного из термосопротивленнй, а основание магнитоировола снабжено измерительной обмоткой, которая подключена последовательно и согласно к выходу измерительной мостовой схемы, в смежные плечи которой включены зпомянутые термосопротивления. На фиг. 1 представлена схема теплового уровнемера; на фнг. 2 - измерительная схема. Тепловой уровнемер состоит из П-образного магннтопровод.а, включающего основание / и боковые стержни 2 и 3. На стержнях 2 и 3 магнитопровола бифилярно и равномерно по всей высоте намотаны термосопротивления 4 к 5. Между витками термосопротивления 4 намотана обмотка нагревателя 6, а между боковыми стержнями 2 и 3 магнктопровода в поплавке 7 расположен ферромагнитный сердечник 8. Основание / магнитонровода снабжено измерительной обмоткой 9. Мостовая измерительная схема состоит из термосопротивлений 4 и 5 и постоянных сопротивлений 10 и //. Схема подсоединена к источнику постоянного тока 12. К выходу мостовой измерительной схемы подключены последовательно и согласно измерительная обмотка 9 и измерительный прибор 13. Уровнемер работает следующим образом. При подаче питания от источника стабилизированного напряжения к нагревателю 6 и мостовой схеме термосоиротивление 4 нагревается. Распределение температуры и теплового потока зависит от зфовня и от свойств жидкости. РЬменение уровня вызывает переход термосопротивления 4 из газообразной среды

в жидкостную или наоборот. При этом изменяется поверхность теплообмена термосопротивления 4 с жидкостью и с газообразной средой и в результате происходит изменение распределения температуры а следовательно и сопротивления термосопротивления 4. Это приводит к разбалансу мостовой схемы, и в измерительной диагонали возникает выходной сигнал, пропорциональный уровню жидкости.

При изменении уровня в результате перемещения поплавка 7 с ферромагнитным сердечником 8, через который магнитный поток от обмотки возбуждения (нагревателя 6} замыкается между боковыми стержнями 2 и 3 магнитопровода, изменяется магнитный поток и в обмотке 9 индуцируется э. д. с., величина которой пропорциональна скорости изменения уровня. Обмотка 9 подсоединена к выходу мостовой схемы последовательно и согласно. В результате сложения выходных напряжений мостовой схемы и измерительной обмотки 9 происходит корректирование динамической характеристики уровнемера.

Тепловой уровнемер с корректированной динамической характеристикой обладает малой динамической погрешностью и высоким быстродействием и может найти применение в системах автоматического регулирования в качестве датчика и реле уровня.

Формула изобретения

Тепловой уровнемер, содержащий поплавок, снабженный ферромагнитным сердечником и расположенный между боковыми стержнями П-образного магнитопровода, термочувствительные элементы, выполненные в виде термосопротивлений, нагреватель и измерительную схему, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности и быстродействия измерения, термосопротивления намотаны бифилярно и равномерно по всей высоте на боковых стержнях П-образного магнитопровода, обмотка нагревателя располол ена между витками одного из термосопротивлений, а основание магнитопровода снабжеио измерительной обмоткой, которая подключена последовательно и согласно к выходу измерительной мостовой схемы, в смежные плечи которой включены упомянутые термосопротивления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

М., Энергия, 1971 г., стр. 7-11.

Фиг. 2