Уровнемер Советский патент 1981 года по МПК G01F23/10 

Изобретение относится к области приборостроения. в основном изобретении по авт. е 392344 описан уровнемер, содержащий шарнирно укрепленный пустотелый поплавок с закрепленным внутри элек трическим преобразователем в виде двух параллельных металлических пластин, снабженный металлическим шариком, расположенHbw в полости поплавка и перемещающимся по ребрам пластин, которые вьтолнены изогнуты ми по радиусу 1J. Однако описанный известный уровнемер имеет невысокую чувствительность . Это обусловлено тем, что измерительная цепь, составленная из преобразователя и вторичного прибора, например неуравновешенного моста, содержит только один элемент, изменение паргиметра которого, вызванное изменением измеряемого уровня, вызывает изменение положения индикатора механизма с указателем. Этим элементом является суммарное сопротивление участков пластин преобразователя между металлическим шариком и выходными зажимгми. Целью дополнительного иэобретвняя является повшаение чувствительности уровнемера. Поставленная цель достигается тем, что уровнемер снабжен консоль- но закрепленной в корпусе поплавка и изогнутой по радиусу упругой третьей металлической пластиной, подключенной в диагональ мюста последовательно с измермтеяьиьм прибором а первые две металлические пластины включены в смежные клечи этого же моста. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена общая конструкция описываемого уровнемера} на фиг. 2 - схема вк почвяия пластин преобразователя в измерительную цепь. Уровнемер содержит поплавок 1, выполненный, например ,из двух скрепленных между собой полусфер или полуцилиндров, который посредством поворотного рычага 2 соединен с шарниром 3, укрепленньвл на стенке резервуара. Поплавок 1 содержит внутри корпуса преобразователь, выполненный в виде двух параллельньис металлических пластин 4, начала

и концы которых жестко соединены с корпусом. Указанные пластины изогнуты по радиусу с центром кривизны, который может совпадать с центром осей симметрии поплавка 1. Межд параллельньши пластинами 4 установлена консольно закреш1енная упругая третья металлическая пластина 5. Параллельные пластины 4 выполнены из материала с высоким удельным сопротивлением, а пластина 5 с низким удельньам сопротивлением. На гранях пластин 4 и 5 расположен металлический шарик 6, причем для обеспечения надежности электрического контакта между пластинами и шариком упругая третья металлическая пластина 5 выполнена и закреплена следующим образом.

Длина пластины 5 больше длины пластины 4, причем место закрепления защемленного конца ее смещено относительно места закрепления начал пластин 4 на величину разности между длиной пластины 5 и пластин 4 Этим обеспечен необходимый прогиб пластины 5 под действием веса шарика 6 при расположении его на любых из участков пластин 4) радиус пластины 5 равен радиусу пластин 4; центр кривизны пластины 5 смещен относительно центра кривизны пластин 4 несколько вверх и влево, чем обеспечено расположение вогнутой грани пластины 5 выше вогнутых граней пластин 4.

Таким образом надежность электрического контакта между пластинами 4 и металлическим шариком 6 обеспечена силой его тяжести. Надежность электрического контакта между металлическим шариком б и упругой пластиной 5 обеспечена силой упругости последней.

Шхастины 4 подключены к клеммам а и © и здааемленный конец упругой пластины 5 подключен к клемме в. Клеммы а, б и в посредством выведенного наружу кабеля 7 соединены с измерительной мостовой схемой. Ири этом две металлические пластины 4 включены в смежные плечи моста, упругая третья металли еская пластина 5 подключена в диагональ этого же моста, последовательн с фазочувствительным измерительным прибором 8 со стрелкой 9 и шкалой 10, отградуированной в единицах контролируемого уровня.

Уровнемер работает следующим обрзом.

В исходном положении жидкость заполняет половину резервуара и ее уровень совпг1дает с-серединой диапазона контроля, этом металлический шарик 6 занимает положение, которое совпадает с осью сим,методам пластин 4. Поэтому электрическое сопротивление участка одной

пластины 4, между клеммой а и точкой соприкосновения с шариком б, равно электрическому сопротивлению участка другой пластины 4, между клеммой б и точкой соприf косновения с шариком б. Мост измерительной схемы уравновешен, ток через измерительный прибор уравновешен и стрелка 9 на шкале 10 показывает значение отметки середины

- диапазона контроля. При повышении уровня жидкость поднимает поплавок и поворачивает егопосредством рычага 2 вокруг шарнира 3. Это вызывает соответствукадий поворот пластин 4 и 5 вокруг центра кривизны

5 против часовой стрелки, следовательно, прокатывание по их граням метал- лического шарика 6, который сохраняет положение устойчивого равновесия под действием собственного

Q веса. Прокатывание металлического шарика вызывает пераг щение точек соприкосновения его с пластинами 4 и 5, что уменьшает длину и электрическое сопротивление участка одной

5 пластины 4, между клемиой а и точкой соприкосновения с шариком б, и увеличивает длину и электрическое сопротивление участка другой пластины 4, между клеммой б и точкой соприкосновения с шариком б. Так как пластины 4 включены в смежные плечи моста 10, по его диагонали через измеритель 8 протекает электрический ток, величина которого пропорциональна измерению сопротивления участков пластин, и следовательно, величине повышения уровня. В результате возникает отклонение стрелки 9 вправо от среднего (нулевого) положения на соответствующий

0 угол и ее конец показьшает на шкгше 10 значение контролируемого уровня жидкости.

При понижении уровня жидкости от середины диапазона контроля ра5 бона элементов уровнемера аналогична вышеописанному случаю пов1Л11ения уровня за исключением того, что жидкость опускает поплавок 1, в результате чего электрическое сопротивление участка одной пластины 4, между клеммой а и точкой соприкосновения с шариком 6, увеличивается, а электрическое сопротивление другой пластины 4, между клеммой б и точкой соприкосновения с шариком 6

уменьшается. Это вызывает протекание тока через измеритель 8 в направлении, обратном направлению тока в случае повышения уровня и, следовательно, отклонение стрелки 9 влево от среднего положения, а ее конец показывает на шкгше 10 значение конт рслируамого уровня.

Таким образом при повышении или понижении уровня жидкости от середины диапазона контроля в фазочувствительном измерителе 8 возникает электрический ток, величина которого пропорциональна изменению уровня, а фаза зависит от направления изменения (повышения или понижения) уровня. Предлагаемая конструкция позволяет за счет включения параллельных металлических пластин в смежные плечи измерительного моста повысить чувствительность уровнемера в два раза. Кроме того, за счет того, что в процессе измерения происходит одновременно увеличение электрического сопротивления одной пластины и уменьшение сопротивления другой| уровнемер имеет повышенную линейность преобразования уровня в выходной сигнал.

Формула изобретения

Уровнемер по авт. св. 392344, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности, он снабжен консольно закрепленной в корпусе поплавка и изогч нутой по радиусу упругой третьей :металлической пластиной, подключенной в диагональ моста последовательно с измерительным прибором, а первые две металлические пластины включены в смежные плечи этого же моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 392344, кл. С 01 F 23/10, 1971 (прототип).