Кодирующий трансформаторный уровнемер Советский патент 1983 года по МПК G01F23/10 

2. Уровнемер по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что магните-

г1рЬвойы, йесущйе секционированные обмотки, выполнены в виде цилиндри чёских стержней, закрученных относи705841

тельно своей продольной оси на

п ii , где 1 - длина стержня магнитопровода; d - диаметр стержйя магнитопровода.

1.КОДИРУЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОРНЬШ 'УРОВНЕМЕР, Сбдерзкай1ий okBa4eHHyiu короТкбэамкнУ^ой гильзой равномерйЬ ' распределёйную. обмотку, соединенную с трансфорМаторО!* источника напрйжения, и секционные обмоткис магнитопровбйайи,' ограничительные резистбры, источник контрольный импульсов, соединенный с контроль- ным ключом, и индикатор состояйия", .р т-л и ч а ю щ и и с я тем, что.с целью исключенйя^лржной. инфсэрма- ции'при неисправности, цепей обмоток и произвольном йоложенйи коротко- 3амкнутой гильэы, в Него дополййтёль• но введены делитель,Напряжения, , включенный меяаду объединенными концами магнйтЬпроводов, несущих секг Ционированные обмотки, и входами фазовых детекторов, дифференциальные усилители, включенные между выходами секцйонйроёйнныхобмоток и фазовыми детекторами, пЬслёдова^ель- но соединенные потенциальные накопители и пороговые "Устройства, соединенные также с выходами фазовых детекторО1в,' соеjfttfненкые^: между собой логическая ячейка и. схема запрета, подключенные к индикатору состояния, а также резистивная.матриц^, резисторы KpTopoift сЬёдинёны с ограни^и- т'еЛьныт рёэ'йст6р?ми"'й^вх6йами дифференциальных усилителей. '(Л'••::: Ш^^1^^р^.^.,:• ^^^^^acrij'';;• '"^'•i"»>&^._ ' ' «' 5.ел00»^

:.: . . :,z,.i;:,: .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть йсполь; зрвано для преобразования уровня жидкости в полярный электрический й6й; HanjpHMep, при измерении урой ня топлива в баках летательных аппаратов.. .

Известны кодирующие преобразователи уровня я(идкости, содержащие охваченнуй короткозамкнутой гильзойпоплавком рав номерио-распрёделе нную обмотку, секционные обмотки, подключённые ко входам фазовых детекторов, контрольный ключи индиКатор состояния Щ ,

Возникновение ложной информации при обрыве цепей обмоток является , недостатком таких преобразователей. Наибр лее -близким по технической сущности и по достигаемомурезультжту К предлагаемому являетсй коди-i рующий трансформаторный урбвнёмер, содёржагций охваченную короткоэамкнутой згильзой равномерно распр(еделен ную обмотку, соединенную с трансформатором источника напряженияi и секционные обмотки с магнитопроводами,

бграничительные резисторы, источник ЙЬнтрольных импульсов, соединенный С контрольным ключом, и индикатор состояния

Недостатком -этого уровнемера . является во:зникновение ложной информации во Время контроля целостности цепей обмоток при проиввольном положении гильзы-поплавка. Это вынужда ётг проврдить проверку целостности цепей обмоток только в Дёух положё Ниях гильзы-поплавка - в крайнем верхнем или в крайнем нижнем, т.е.

положениях, когда на выходе секционных обмоток отсутствует кодовый сигнал. В промежутЬчнь Х положениях гильзы-поплавка в секционных обмртJfjSLX iiKjK KT itiymfci

Во время контроля суммируются с сигналами контрольной кодовой комбинаЦИй и искажают её. Вызывая ложйую информацию.

Целью изобретения является исключение ложной информации вследствие обрыва цепей обмоток при произвольном положении короткозамкнутой гильзы-поплавка. ,:;,:. ..,. V . :.--

Это Дьстиг ется тем, что в уровнемер .дополнительно введены делитель напряжения. Включенный между объединeнны и концами магнитопроводов, несущих сёкцйЪнированные обмотки, и входами фазовых детекторов, дифференциальные усилит и, включенные между выходами секциониб овааных обмоток, и фазовыми детекторами, последовательно соединенные потенциальные накопители и пороговые устройства, соединенные также с выходами фазовых детекторов, соединенные между логическая ячейка ,и схема, запрета, подключенные киндикатору состояния, а также резистивная матрица, рёзистбры Которой соединены с ограничительными резисторами и входами дифференциальных усилителей, а также тем, что магнитопровод:йл, несущие секционированные обмотт ки выполнены в, виде цилиндрических. стержней, закрученных относительно

своей продольной оси на п -у , где

- длина стержня магнитопровода,

d - диаметр стержня магнитопровода. На чертеже изобра ена принципиальная схема уровнемера.

Равномерно распределенная обмот-ка 1, расположенная на магнитопроводе 2, и секционные обмотки 3, расположенные На стержневых цилиндрических магнитопроводах 4, охвачены короткозамкнутой гильзой-поплавком 5

Концы магнитопроводов 4 электр ичёскй объединены и подсоединена к средней трчк:е полуобмоток 6, 7 вы- . icpfiHoifb трансформатора 8 и гтрчника 3 напряжения через.делитель 10 напряжения. Вторые концы магнитопроводо)а; 4 соединены каждый с началом соответствующей секцирнной обмо ки 3, а кЬнцй Сёкционйых обмоток 3 подключе ы к входам 11 Диффе зенциаЛьных уЪилителей 12. .,., ... ; .„: . -.:

Входы 13 дифференциальных усилйтел1ей 12 подключены к ограничитель-; йлмрезисторгим 14 и к выходам реэистивной кодирующей матрицы 15, которая нормально разомкнутый контакт 16 контрольного ключа 17,управляемого истрчником 18 контрольйвзис |и11шульсов, прдключённым к источнику 9 питания, соёданёна с полуобмоткой

С источником 18 контрольный импульсов и с ламповым табло 26 неисправности индикатора состояния.

Магнитопроводы 4 секционных обмоток 3 представляют собой цйлиндрйгческие ферромагнитные стержни, под.ключенные на время, контроля к источнику -напряжения прямоугольнЬй , необратимо закрученные вокруг своих продольных осей .на п Ьборо г6р, причем

. . „ - 1 . ---7 :

где 1 - длина стержня; d - диаметр стержня; К -.конструкционный коэффициент, зависящий от магнитных свойств материала стержня. Значение коэффициента.К находится в пределах ,25-1 В вийтообразнонагартованном цй-. , линдре возникает круговое направлёние наилегчайшего намагничивания, Лежаи;ее в плоскости поперечного сечвния циЛйнд1эа. ЕСЛИ по такому цилиндру пропустить продольный постоянный тЬК, то Ой создает круговое магнитное поле, йапрабление которого совпадает с направлением наилегчайшего йайагнйчйванйя. Это создает условия для техййческого насьвдения закручейнЬго цилиндрического стержйя вдоль линии наилегчайшего намагничивания, т.е. в круговом направлеНИИ. ;; ; - , Насыщение достигается при опрейелейнбм значбйии тока намагничивания, Полйота насыщения зависит от ма нитных свойств материала магнитойровода и степени закручивания. Число , оборотов п магнитопровода вокруг его продольной оси в процессе необратимого закручивания не должно

превосходить п -5 , где 1 - длина,

- диаметр магнитопровода, что является условием оптимальной Внн:тообразйой нагартовки наружного СЛЙй магйитопровода с углом подъема Л винтовой лийии ().,

Достаточно полное насыщение доС- тигается также и в том случае, когда вместо постоянного намагничивающего тока использован ток прямоугольной формы достаточно низкой частоты..

Преобразователь уровня жидкости работает следующим образом. При контроле неисправности цепей обмоток в крайнем .ййжнём йЛй 1ерхнемполо- женияхкороткозамкнутой гильзыпоплавка 5 источник 18 контрольных импульсов вырабатывает контрольный и пульс, поступающий на вход контрольного ключа 17. При этом нормально разом.кнутый переключающий контакт 16 и нормально замкйутый переключаю1ЦИЙ контакт 19 контрольного ключа

17 переключаются, образуя элект{)ические цепи, получающие питание от полуобмоток 6, 7 выходного трансформатора 8 источника 9 напряжения. Цепь, запитанная от поЛуобмоток 7,

состоит из равйомерйо распределенйой обмотки 1, нормально замкнутого переключакадего контакта 19, объединенйых концов 1агнит6проводов 4, подключейных через входные соп- .

Ротивления входов 11 диффёренциальных усилителей 12 и плечо делителя 10 йапряжения к средней точке полуобмоток 6,7 трайсформатора 8.

Цепь, запитанчая от полуобмотки 6, состоит из -резистивной матрицы 15, параллельно соединенных масштабных резисторов 14, входных

сопротивлений -ВХОДОВ 13 дифференциальных усилителей 12 и плеча делителя 10 напряжения.

По образованным цепям на входы 11, 13 каждого дифференциальйого усилителя 12 -поступают находящиеся в противофазе сигналы от полуобмоток 6, 7 трансформатора 8: на входы 11 - сигналы, снимаемые с секционных обмоток 3, а на. входы 13 сигналы, сформированные кодирующей матрицей 15.

Соотношение сопротивлений масштабного резистора 14 и плечей делителя 10 напряжения подобрано таким, чтобы секционных обмоток 3 при исправности обмотки 1,3 превытиалй сигналы с матрицы 15. Благодаря этому, на входах дифференциальных усилителей 12 при исправности обмоток 1, 3 формируются йапряжения

фазы, условно принятой, за О. Эти йапряжения выпрямляются фазовыми детекторами 20 и поступают на пороговые элементы 21, скачкообразно изменяющие свое . состояйие и в случае исправности обмоток 1,3 формирующие комайду О О О об исправности обмоток 1,3. Эта команда выявляется

логической ячейкой 23, включающей лампу 24 и рдйовремейно вырабатывающей сигнал запрета, поступающий на вход схемы 25 запрета.

При обрыве одной или нескольких

обмоток 1,3 на вход соответствующих

wMtj--™

ййвй86ЙЙ 5Мп- - 11 «..« Jt - ,. t- -- a -чЧ-г:, .J Ma t f t Vyai-xyiii. y. ,( Ч. ... -, -.- V -- lE i

дифференциальных усилителей 12 поступают сигналы ТОЛЬКОс матрицы 15, Благодатря этому, на выходах соответствующих усилителей 12 формир гг я напряжения фазы, условно принятой за 1. Этинап я сения пЪсле выпрямления фазовыми детекторами 20 йостуnanf на вход пороговых элементов 21 и ерез потенцисшьные накоййт1ёлй 22 - на входы логической ячейки 23. В связи tf тем, что на входе логической ячейки ,23 возникает сигнал, Содержащий лбмимо логических нулей и логические единицы, логическая ячейка 23 йе включает ламповое табло 24 иггправности и не вырабатывает дигнай запрета. Поэтому импульс от источника 18 контрольных импульсов включает яемпов ое табло 26 неисправности Индикатора сЪстояния. . - v Автономное включение ламповых . табло 24, 26 обеспечивает надежную индикацию неисправности даже в случае отказа одного из ламповых табло 24, 26. При кбнтрбле неисправности 1|епей обмоток 1,3 в промежуточном толожении гильзы-поплавка 5 в сёк-, ционных обмоткёос 3 помимо контроль-.

ных сигналов 0, О, О индуктируются гильзой-поплавком 5 дополйителЬНые сигналы, фазы которых могут соответствовать как О, так и 1 в зависимости от местонахождения -гильзь -поплавка 5. Однако благодаря наличИ1б К1ругьвых напра)8лёний

наилегчайшего закручивания в каждом из закрученНыХ магнитопроводов 4ток I прямоугольной формы, проходящий по магнитопроводам 4 при переключеНИИ нормально замкнутого , 19 под воздейвтв ием контрольного импульса, вызывает техническое насыщение магнитопроводов 4, что снижает коэффициент взаимоиндукции между обмотками 1 и 3 до пренебрежимо

0 .мгшор величины.

Насыщение магнитопроводов 4 продольным током вызвано вознйкновенйем в них при необратимом закручивании крутящим моментом , механических напряжений 6кр крутильного типа, действуйадх ёдоль винтовых линий. ЭТО приводит к формирование в ма нитопроводе кругового направления LHJJ Наилегчайшего намагничивания,

при сйвпг ении направления намагничивдющего поля, вызванного продольным током t, с направлением 1кр наилвг.чайше о намагничивания техничебкое насыщение достигается при относительно небольших значениях тока f.

ПотенцЦальйые н акопители 22 служат для поддержания рабочих уровней выходных напряжений U«eM,-4J.0wл I при срабатывании контрольного ключа 17 в случаях, кЬгйа обмотки 1,3 исправны