Преобразователь уровня в электрический сигнал Советский патент 1977 года по МПК G01F23/12 

1- .

Изобретение относится к области приборостроения. Оно может быть использовано для измерения уровней легких жидкостей.

По основному авт. св. № 405033 известен преобразователь уровня.в электрический сигнал, содержащий измерительную трубку, якорь-поплавок с магнитопроводяш,ими элементами и дифференциальный трансформаторный датчик. Якорь-поплавок конструктивно выполнен из целиком погруженного в жидкость полого цилиндра с наглу о закрытыми торцами, по внутренней образующей которого расположены магнитопроводящие элементы.

Однако у такого преобразователя невысокая чувствительность.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя уровня в электрический сигнал.

Это достигается тем, что внутри якоря-поплавка выполнен центральный проводной канал в виде двух усеченных конусов, расположенных вертикально и симметрично относительно друг друга, причем основания размещены на торцах якоря-поплавка.

На фиг. 1 изображен преобразователь уровня при стабилизированном положении поплавка, разрез; на фиг. 2 - преобразователь уровня при движении якоря-поплавка вверх, разрез; на

фиг. 3.- преобразователь уровня при движении якоря-поплавка вниз, разрез; на фиг. 4 - поперечный разрез якоря-поплавка и измерительной трубки.

Преобразователь состоит из измерительной трубки 1, частично заполненной неэлектропроводной жидкостью 2. в которую целиком погружен якорь-поплавок 3, выполненный в виде цилиндрического тела. Внутренняя полость якоря-поплавка представляет собой два одинаковых, симметричных относительно плоскости, проведенной через среднюю часть якоря-поплавка, сужающихся от торцов к средней части усеченных конусов 4 со сквозными отверстиями для свободного протекания жидкости из одной полости трубки в другую.

Вдоль внутренней образующей цилиндрического тела якоря-поплавка размещен магнитопроводящий элемент 5, выполненный, например, в виде ферромагнитных стержней. Снаружи измерительную трубку охватывает дифференциальный трансформаторный датчик 6, имеющий обмотку возбуждения 7 и две измерительные обмотки 8 и 9, включенные по разностной схеме. Обмотки датчика размещаются на катущке с обмотками, которая охватывается магнитопроводящим корпусом. Датчик вместе с корпусом может жестко фиксироваться на задагной отметке мерной трубки для случая регистрации заданного уровня и свободно перемещаться вдоль трубки при работе в следящем режиме.

Якорь-поплавок- пеликом погружен в жидкость так, что верхний торец совпадает с меписком жидкости. Тем са.мым повьппается чувствительность за счет уменьшения сил трепия о степки трубки 1, так как рабочая жидкость выполняет роль смазки.

Работает устройство следующим образом. На обмотку возбуждения датчика 6 подается переменное напряжение. Когда якорь-поплавок 3 стабилизирован по уровню жидкости в мерной трубке 1 -О его магнитопроводящие стержни по свое .ине располагаются одинаково по отнои .чо к измерительным обмоткам 8 и 9, вклю,енным по разностной схеме. Измерительные обмотки охватывают равные магнитные потоки, наводящие в них равные ЭДС. На выходе измерительных обмоток нри разностном включении выходной сигнал М/вых. равен 0.

В случае, если уровень жидкости в мерной трубке изме ится, например, увеличится (фиг. 2), то стабилизация якоря-пиллавка по уровню нарушр.гся, его положение относительно обмоток летчика т.кже меняется, Магнитные потоки, охватывающие измерительные обмотки, бу.jT разными (для фиг. 2 поток, охватывающий j6MOTKy 9, будет больше потока, охватывающего обмотку 8). В измерительных обмотках наводятся разные по амплитуде ЭДС.

Выходной сигнал датчика пропорционален степени отклонения якоря-поплавка от нулевого положения, определяемого стабилизированным положением якоря-поплавка по уровню, а фаза выходного сигнала определяется направлением

смещения якоря-поплавка относительно нулевого положения.

При повышении уровня жидкости в мерной трубке якорь-поплавок поднимается, стремясь занять стабилизированное положение.

При малом зазоре между внутренними стенками мерной трубки 1 и цилиндрическим телом якоря-поплавка избыточная жидкость переходит из одной полости трубки в другую, повышая динамику якоря-поплавка, и, кроме того, повышая его чувствительность за счет того, что избыточная жидкость, переходя из верхней полости трубки в нижнюю через внутреннюю полость якоря-поплавка, проходит через сужающее отверстие. Скорость жидкости в этом сужв НИИ увеличивается. На выходе из сужающего

5 отверстия жидкость попадает в коническое расширение, в котором, а также на нижнем торце якоря-поплавка, возникает турбулентное течение, равнодействующая сил которого в каждый момент времени меняет свое направление по отношению к стенкам конического расширения якоря-поплавка и внутренних стенок мерной трубки. Возникающие при этом вибрации якоря-поплавка повышают его чувствительность.

Формула изобретения

Преобразователь уровня в электрический сигнал, по авторскому свидетельству № 405033, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, внутри якоря-поплавка выполнен центральный проходной канал в виде двух усеченных конусов, расположенных вертикально и симметрично относительно друг друга, причем основания размещены на торцах якоря-поплавка.

fl /

)( i

/

Ui.l

Риг. 2

иг.З

Л%г/