Устройство контроля уровня металла в кристаллизаторе Советский патент 1979 года по МПК G01F23/284 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике контроля и измерения уровня металла в кристаллизаторах по всей их рабочей высоте. Известно устройство контроля уро ня , содержащее датчик в виде стержня , погруженного в контролируемую среду и подключенного к высокочасто ному преобразователю 1. Такое устройство неработоспособно в условиях высоких температур, напри мер при контроле уровня жидких метал лов . Наиболее близким по технической сущности является устройство контрол уровня жидких металлов, содержащее емкостной датчик, выполненный в виде металлической пластины, размещенной параллет ьно поверхности металла, и измерительный преобразователь в виде моста 2. Недостатком известного устройства является малый диапазон измерения, обусловленный тем, что расстояние между пластиной и поверхностью металла должно быть значительно мень ше поперечных размеров пластины. Целью изобретения является расширение пределов измерения. Эта цель достигается тем,что датчик уровня выполнен в виде штыревой антенны и установлен в верхней части кристаллизатора перпендикулярно широкой грани и параллельно поверхности металла в кристаллизаторе. На чертеже показано предлагаемое устройство. В верхней части кристаллизатора 1 с жидким металлом, уровень которого должен быть измерен, установлена в жаропрочном диэлектрическом корпусе штыревая антенна 2 перпендикулярно широкой грани кристаллизатора и параллельно поверхности металла. Эта антенна с помощью кабельной линии 3 соединена с высокочастотным мостом 4, ко входу которого подводится энергия высокочастотных колебаний, поступающая от генератора 5. К выходу высокочастотного моста подключен регистратор уровня 6. Полый кристаллизатор можно рассматривать как отрезок прямоугольного волновода, открытый МО стороны MNPQ и закорачиваемый жидким металлом. Возбудив в таком волноводе (кристаллизаторе) с помощью штыревой антенны электромагнитные колебания (граничная частота этих колебаний определяется размером грани MQ), его можно представить в виде отрезка короткозамкнутой длинной линии, входное,сопротивление которой определяется выражением BXA- Р е - гдер - волновое сопротивление, величина постоянная; m - волновое число, величина постоянная;L - длина волновода (высота кристаллизатора) . В выражении (1) входное сопротивле ние эквивалентной короткозамкнутой ли нии однозначно связано функциональной зависимостью с длиной этой линии. Сл довательно, при изменении положения уровня металла вполне определенно из меняется и входное сопротивление эквивалентной короткозамкнутой линии и следовательно входной импеданс шты ревой антенны. Измерение входного им педанса штыревой антенны от положения уровня металла обеспечивается включением высокочастотного моста в цепь питания штыревой антенны. Формула изобретения Устройство контроля уровня металла в кристаллизаторе, содержащее высокочастотный генератор, датчик уровня и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов измерения, датчик уровня выполнен в виде штыревой антенны и установлен в верхней части кристаллизатора перпендикулярно к плоскости широкой грани и параллельно поверхности металла в кристаллизаторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Австрии № 210163, кл. 42 е 11, I960. 2.Патент ФРГ № 1248969, кл. 42 е 34, 1960.