Ротаметр Советский патент 1980 года по МПК G01F1/22 

Изобретение относится к измерител |ной технике и может быть использован в частности, для измерения расхода в системах техводснабжения дождевальны агрегатов. Известны ротаметЕяд, содержащие конусную трубку с размещенным внутри :нее поплавком, снабженным магнитом; и герконы, расположенные вокруг конусной трубки, причем герконы одного ряда относительно герконов другого ряда на половину длины геркона fll.. Недостатком известного ротзи 1етра является невозможность получения линейной шкалы и невысокая надежност его работы. Цель изобретения - устранение указанных недостатков. Эта цель достигается тем, что в ротаметре каждый геркон снабжен обмотками подмагничивания, выполненными в виде соленоида, навитого на корпус геркона, и включенными между контактами данного и последукицего геркона, при этом сопротивления обмо

(54) РОТАМЕТР ок подмагничивания выбирают из соотношения: 3-th-i, 3-(П-2)А.З где RR - сопротивление, включаемое между герконами Я и h-1} U - напряжение питания; ц - число ступеней переключения т.е. число герконов и сопротивлений в измерительной цепи;3 - сила тока. На фиг.1 показан общий вид ротаметра; на фиг.2 его измерительная схема . Ротаметр содержит конусную трубку 1, внутри которой нахо.цится поплавок 2, изготовленный из немагнитного материала (фиг.1). В среднюю часть поплавка встроен постоянный магнит 3 с радиальным- намагничиванием, а в его верхней части закреплена пластина 4, выполненная в виде шайбы. На наружной поверхности конусной трубки 1 размещены в два ряда магнитоуправляемле контакты (герконы) 5 таким образом, что герконы

одного ряда смещены по отношению к герконам второго ряда на половину длины Геркона.

Каждый ряд герконов охвачен одной обмоткой подмагничивания 6. Для крепления к трубопроводу конусная трубка 1 снабжена фланцами 7. Перемещение поплавка 1 вверх и вниз ограничено упорами 8.

Ротаметр работает следующим образом,

При отсутствии расхода жидкости (или газа1 поплавок 2 под действием силы тяжести находится в нижней части конусной трубки 1. При этом магнитное поле постоянного магнита 3 не действует на самый нижний магнитоуправляемый контакт 5, и он находится в разомкнутом состоянии..Сопротивление измерительной цепи велико, поэтому ток В ней равен О, .

При проведении через ротаметр потока измеряемой среды на поплавок 2 сверху вниз действует его вес, а снизу вверх действуют разность статических давлений, динамическое давление и сила трения потока о ббковуй поверхность поплавка. Под действием этих си поплавок 2 поднимается до какого-то определенного положения, пропорционального расходу жидкости (газа). При этом под воздейстаием магнитного поля магнита 3, расположенного в поплавке 2, один (наиболее близко расположенный) геркон замкнется и через из- . мерительную цепь потечет ток, опреде ляемый напряжением питания и расположенвыми сопротивлениями в верхней части конусной трубки.

Ори изменении расхода исидкОсти (газа) поплавок 2 изменяет свое положени при увеличении расхода жидкости он поднимается вверх, а при уменьшении расхода жидкости он опустится вниз. При этом под воздействием магнитного поля будут находиться соответдтвукндие герконы, которые, замкнувшись, закоротят соответствунлцие сопротивления, в результате чего изменится ток в измерительной цепи.

Так как зависимость между расходом жидкости и высотой подъема поплавка в конусной трубке линейна, то при равных сопротивлениях, включенных между герконами, зависимость между расходом жидкости (газа) и током в измерительной цепи будет нелинейна, что чрезвычайно неудобно для использования этого сигнала как в системах автоматического управления, так и при визуальных наблюдениях.

При этом зависимость резко нелиней .на в начальной части характеристики, чувствительность устройства кргЛне мала, в средней части - удовлетворительная, в верхней части характеристики чувствител11ность высокая.

Для получения линейной зависимости 3-f(Q) величина сопротивлений должна изменяться по закону

п Сз-см-Об.З

ацц-2)йЗ

,

где и - напряжение питания;

И - число ступеней переключения т.е. число герконов и сопротивлений в измерительной цепи ;

RII - сопротивление, включаемое между герконами И и п-1 ступенями; 3 - сила тока.

При размещении герконов вдоль образующей конической трубки 1, расстояния по радиусу между магнитом поплавка и герконами при увеличении расхода также увеличиваются.

Увеличение расстояния между магнитом и герконами ведет к снижению надежности работы устройства в целом, так как при отклонениях поплавка в сторону, противоположную герконам, ампервитков магнита недостаточно для .срабатывания герконов. С целью повышения надежности на корпус каждого геркона навивается обмотка, выполняемая в виде соленоида и служащая одновременно ограничивающим сопротивлением. Каждая обмотка включается между контактами данного и последующего геркона..

При таком включении обмоток и подборе ампервитков и сопротивлений этих обмоток увеличивается надежность работы устройства за счет того, что при увеличении расхода жидкости.(газа) и поднятия поплавка уменьшение ампервитков магнита при увеличении расстояния между герконами и магнитом компенсируется за счет увеличения тока -и ампервитков обмоток подмагничивания, помогая замыканию герконов при приближении к ним магнита.

Формула изобретения

Ротаметр, содержащий конусную трубку с размещенным внутри нее поплавком, снабженным магнитом, и герконы, расположенные вокруг конусной трубки, причем герконы одного ряда смещены относительно герконов другого ряда на половину длины геркона, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и линеаризации шкалы,каждый геркон снабжен обмотками подмагничивания, выполненными в виде селеноида, навитого на корпус геркона, и включенными между контактами данного и последующего геркона, при этом сопротивления обмоток

подмагничивания выбирают из соотношения:

«Чз-(п-1.з 3-(h-2ib.dl

ir

где KH - сопротивление, включаемое

между герконё1ми h и (и-1) ступенями;и, напряжение питания/

. И число ступеней пiepeкяючeния, т.е. число герконоа и сопротивлений в измерительной цепи;«J - сила тока.

Источники информгщии, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США 3224270,кл. 73-209, )1965 (прототип).

Т)