Поплавковый преобразователь расхода Советский патент 1979 года по МПК G01F1/68 G01F1/52 

.1 ,

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода жидкостей в открытых каналах с произвольной формой профиля фиксированного русла

Известны расходомеры, в которых тепловой преобразователь скорости установлен в поплавке, а преобразовательуровна расположен на гидрометрическом мос-шкеГ

В таких расходомерах не учитывается изменение сечения канала различного профиля в зависимости от урсюня жидкости.

Известны также расходомеры, содержащие тепловой преобразователь скорости, расположенный в поплавке, выполнен- ный в виде термочувствительных элементов, один из которых снабжен нагревателем, и -преобразователь уровня, шарнирно связанный рычагом с поплавком и выполненный в виде кольцевой камеры, наполовину заполненной неиспаряющейся жидкостью с помещеннымн внутри него профилированными, с учетом профиля канала, термосопротивлениями я.

Известное устройство недостаточно надежно и имеет сложную конструкцию.

Цель изобретения - повышение точнос и надежносоя работы устройства и упрощение его констрзгкции.

Это достигается тем, что в предлагаемом рреобразоватеае расхода преобразователь уровня выполнен в виде расположенного в пснишвке таашррв из диамагнитного материала, на боковой поверхности которого.выполнены пазы, один - круговой, второй - профилированный, в первом пазу расположена обмотка возбуждения, во втором - измерительная обмотка, причем цилиндр с обмотками охвачен П-образным магнитопроводом, а измерительная обмотка включена в диагональ питания мостовой измерительной схемы.

На фиг. 1 - п жазан обший вид описываемого расходомера; на фиг. 2 - конструктивная схема датчика угловых перемещений; на фиг. 3 - процесс преобразования нзменеаня уровня в напряжение переменного тока; на фиг. 4, а - зависим(х;ть изменения площади ги;фопоста с трапециевидным сечением фиксированного русла при изменении уровня; на фиг. 4, б - характер изменения выходного напряжения и характер профилирования изме рительной обмотки; на фиг. 5 - измерительная схема расходомера. Расходомер содержит (фиг. 1) обте- каемыЙ цилиндрический поплавок 1, шарнирно закрепленный с помощью рычага 2 на металлоконструкции гидрометрическог мостика 3. Внутри корпуса поплавка в донной его части закреплены полупроводниковые термосопротнвления 4 и 5, причем сопротивление 5 снабжено нагревателем 6, а на оси 7 закреплен подвижны магнитопровод 8 индуктивного преобразователя уровня 9. Индукшв 1ый преобра зователь уровня (фиг. 2) содержит корпус 10 из изоляционного дааЫагнитнохч) материала, в пааы которого заложены круговая обмотка возбуждения 11 и плоская про(}шянрованная измерительная обмотка 12, профиль которой соответствует профшво канала; обмотки охвачены длинными стержнями П-образного магнитопровода 8. Расходомер работает следующим образом. Скорость потока измеряется тепловым преобразователем, в котором внут ри корпуса неконтактно с измеримой средой установлены термочувствительные виементы 4 и 5 до и после нагревателя по ходу потока. При известйой разности температур, намеряемой термодатчиками н мощности, выделяемой в нагревателе, определяют коэффициент теплоотдачи, кото{Ш1й в основном зависит от скорости потока. Прж перемещении поплавка иэменяется угол наклона рычага-рамы при изменении уровня потока, при этом происходит перемещение магнитопровода относительно плоской измерительной обмотки. Процесс преобразования изменения урсжня в напряжение переменного тока проиллюстрирован на фиг. 3. Для пояснения принципа преобразования разрежем преобразователь по образующей цилиндра параллельно выводам обмоток возбуждения н измери1ельной и развернем цилинд Угловое перемещение магнитопровода 8, передаваемое через ось 7 при изменениях уровня жидкости (положения поплавка) на фиг. 3 изображено как линейное перемещение (по стрелкам) вверх и вниз вдоль оси чертежа. Таким образом, данный преобразователь по принципу действия относится к преобразователям с переменной площадью воздушного зазора, т.е. при малом уровне погака магнитопровод находится внизу и под воздействием магнитопровода йаходится площадь ABC. При повышении уровня потока воды в канале магнитопровод подЕШмается и под воздействием магнитного потока находится уже площадь D W Ь N , т.е. гораздо большая, что ведет к увеличению ЭДС на зажимах измернтелы5ой обмотки. Статическая характеристика данного преобразователя - прямая линия, подчиняющаяся закону у ах + в. Наклон линии зависит от тока возбуждения, чис- ЛЗ витков измерительной обмотки, а также от угла наклона Л образующей измерительной обмотки. Такой преобраз(юатель уровня применим для гищюпостов с црямоуголыним фиксированным руслом. Площадь ги/фопоста с трапецеидальным фиксированным руслом изменяется по закону (В 4- 2 m Н)Н, т.е. представляет собой зависимость, изображенную на фиг. 4а, где В - ширина канала по дну; W - коэффициент откоса берегов; /-| - текущее значение уровня потока воды в канале. Таким образом, для соблюдения зависимости Q «W-B-W-V , где V - скорость потока; . К - постоянная гядропоста, выходная величина преобразователя уров ня должна всегда давать линейную зависимость от пршзведенйя В И . Для этого треугольная обмотка преобразователя должна быть профилированной, как это изображено на фиг. 46. В измерительной схеме расходомера (фиг. 5) автома-ппескн производится перемножение величины выходного сигнала моста, пропорционального скорости потока V , на напряжение питания моста, пропор- цвональное уровню потока Н .т.е. вычисление расхода воды в канале по известной зависимости Q K-BHV . Изменение ширины канала в завйсимос го от уровня В- Н(2 Ц1+ в) автоматичесЕЯ учитывается профилем измерительнс обмотки. Изменением тока а обмотке, возбуя дения индуктивного преобразователя уровня, мощности нагрева и величины сопротивлений в плечах измерительного преобразователя скорости при иаладке расходомера производится тарировка расходомера применительно к данному гидропосту. рмула изобретения Поплавковый преобразователь расход содержапшй тепловой преобразователь с ростн, выполненный в виде полупроводни термочувствительных элементов, один нэ которых, снабжен нагревателем расположенным в поплавке, шарнирно соединенвом рдчагом с гидрометрическим МОСТИКОМ преобразователь уровня и мостовую измерттельную схему, в плечи которой включены термочувствительные элементы, отличающи с 9 тем, что, с целью повышешш точНОС1В и надежности работы устройства И упрощения его конструкции, преобразоваогель уровня |адполнен в виде расположенного в поплавке цилиндра из диамагнитного материала, на боковой поверхности которого клполнены пааы, один - круговой, второй - профилированный, в первой пазу расположена обмотка возбуждения, во втором - измерительная обмотка, причем пилиндр с обмотками охвачен П-образным магннтопрсводом, а измерительная обмотка включена в диагональ питания мостовой измерительной схемы. Источники информации, принятые во внимание при аксвертвзе 1.Авторское св {детельство СССР J 285268, кл. G 01 F 1/68, 1969. 2.Авторское свидетельство 512375, кя. Q О1 F 1/68, 197-3.

/ff:y/tff7i //yyAty Kf/fif//i n /Ky7fy/i yfynfSfwyi

Фиг f

N

160

м

гго юо

80 60 0 20

а)

Uu,S

в

S)

РиъЛ

Ь

/ Лг