Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости Советский патент 1981 года по МПК G01F23/24 

1

Изобретение относится к приборостроению f в частности к устройству уровнемера неустановившегося движения потока воды в открытых руслах.

Известно устройство .цля измерения уровня электропроводной жидкости, содержащее электроконтактный блок, выполненный в виде расположенных друг над другом неизолированных электродов, нереверсивного электродвигателя, остановкой и пуском которого управляют два реле, расположенных в выходных цепях усилителя f 1 .

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее спаренный следящий электрод, электрическую,схему слежения, преобразователь перемещения датчика уровня ,и исполнительный механизм,2,

Эти устройства наряду с надежностью механической схемы требуют сложных усилительных и коммутационных устройств, управляю1цих электродвигателями следящих уровнемеров и не поименимы при измерении уровня нестационарных потоков жидкости, вследствии большой инерционности электрической схемы слежения, или имеют сложную конструкцию и низкую надежность электрической схемы слежения.

Целью изобретения является упрощение устройства и увеличение быстродействия и чувствительности измере ния уровня жидкости.

Достигается это тем, что электрическая схема слежения устройства вы-; полнена в виде двух параллельных цепей, подключенных к источнику переменного напряжения, в.одной из которых обмотка возбуждения исполнительного механизма .включена между двумя выпряп мительно-усилительными устройствами, а вторая представляет собой делитель переменного напряжения, одним из сопротивлений которого является сопротивление электрод-жидкостьэлектрод спаренного следящего электрода . 3 На фиг. 1 изображена принципиальпая электрическая схема устройства для измерения уровня электропроводнон жидкости; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема уровнемер с электродвигателем постоянного тока и преобразователем перемещения датчика уровня; .на фиг. 3 - преобраз ватель перемещения датчика уровня, общий вид. Устройство для измерения .уровня электропроводной жидкости содержит понижающий трансформатор Тр, спаренный следящий электрод, два одинаковых злекторда 3 которого выполнены в виде неизолированной пластины из нер жавеющего металла; первое выпрямител но-усилительное устройство Вниз-сто состоящее из транзисторов Т. и ; диодов Д1, Д2, ДЗ и резистора R, второе выпрямительно-усилительное ус ройство Вверх-стоп, состоящее из транзисторов ТЗ и Т4, диодов Д4, Д5 и Д6 и резистора R2 ,делитель переме кого напряжения, состоящий из резист ров R3, R4 и межэлектродного сопрот вления спаренного следящего электрода Э, и обмотку возбуждения исполнительного механизма ИМ.. Устройство для измерения электропроводной жидкости работает следующим образом. Если вода не касается электродов Э датчика уровня, то сопротивление датчика велико. При первом полупери-i оде переменного тока (на конце J вторичной обмотки понижающего трансформатора - плюс, на кпнце П - минус электронный выключатель Т1, Т2 закры на базу транзистора ТЗ через резисторы R4, R3 подается переменное отрицательное напряжение, электронные выключатели ТЗ, Т4 открываются и течет однополупериодный первого полупе риода ток по цепи : плюс, транзистор Т4, диод D5, обмотка возбуждения исполнительногомеханизма ИМ, диод D3, минус обмотка возбз ждения исполнител ного механизма находится под напряжением. Исполнительный механизм опускает датчик вниз. При втором полупериоде переменного тока оба электронные выключатели закрыты. Если оба электрода находятся в воде,. то сопротивление датчика мало. При первом полупериоде переменного тока оба электронные выключатели закры ты . При втором полупериоде переменного тока электронные выключатели 14 ТЗ, Т4 закрыты, на базу транзистора Т1 через датчик уровня и резистор R4 додается отрицательное напряжение, электронные выключатели Т1, Т2 открываются и течет однополупериодный в то- рого полупериода ток по цепи: плюс, транзистор Т4, диод Д1, обмотка возбуждения исполнительного механизма ИМ, диод Д6, минус. Исполнительный механизм поднимает датчик вверх. Таким образом, если сопротивление датчика велико, исполнительный механизм опускает датчик, если сопротивление датчика мало, поднимает датчик. Но есть определенная величина сопротивления датчика, при которой одинаковы однополупериодные напряжения электронных выключателей разных полупериодов, и датчик стоит на месте. Практически такое положение наступает при касании электродами поверхности воды, т.е. электроды будут плавно следовать за уровнем воды. Уровнемер с электродвигателем пос тоянного тока с устройством отсчета жидкости содержит электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, обмотка якоря Д которого включена вместо обмотки возбуждения исполнительного механизма ИМ, а обмотка возбуждения электродвигате.ля ОВД включена на постоянное напряжение, снимаемое с выпрямительного моста Д7,-постоянное напряжение которого приложено также к осветителю Л1 устройства отсчета уровня, которое кроме осветителя Л1 содержит мост сопротивления, состоящий из фоторезистора R5 и резисторов R6, R7, R8, и поляризованное реле Р, включенное в измерительную диагональ моста. Устройство отсчета уровня содержит диск 3, который приводится во враще ние .исполнительным механизмом одновременно с перемещением датчика уровня, крьщ1ки 4 V 5, на которые крепятся осветитель Л и фоторезистор R5. Диск имеет отверстия малого диаметра по окружности с шагом пропорциональным единице измерения уровня, например, одному миллиметру. Если осветитель Л1, отверстия в крьшках, отверстие диска и фоторезистор R5 находятся на одной оси, то осветитель формирует луч света, направленный на фоторезистор. При изменении уровня воды на выходе устройства будет получаться положительный или отрицаетльный сиг нал, которым зависит от направления перемещения датчика. Если шаг отверстия диска равен одному миллиметру, то при вращении диска на выходных кон цах устройства будет импульсное напряжение. Счетчик импульсов или сумматор ЭВМ, подключенные на импульсное напряжение, будут -показывать конкретную цифровую величину уровня, а так как шаг отверстий пропорционален одному миллиметру перемещения датчика уровня, то цифровая величина будет выражаться в миллиметрах. Уровнемеры с синхронным магнитным механизмом имеют электрическую схему слежения (фиг.1) и устройства отсчета уровня (фиг. 2). Для перемещения спаренного следящего электрода по вертикали может применяться подъемник любого типа : тросовый, реечный, винтовой и т.д. при использовании в качестве исполни тельного механизма электродвигатели постоянного тока или электромагнитных муфт вращения при постоянно работающем нереверсивном электродвиг теле. При использовании в качестве испо нительного механизма-механизма посту пательного перемещения с магнитной связью, конструкция подъемника перемещения спаренного следящего электрода упрощается, так как в этом случае используется стальной стержень - сер дечник катушки электромагнита, пере16мещаемый по вертикали за счет магнитной связи с катушкой. Формула изобретения Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости, содержащее спаренный следящий электрод, электрическую схему слежения, преобри зователь перемещения датчика уровня и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения быстродействия и гувствительности измерения уровня жидкости электрическая схема слежения выполнена в виде двух параллельных цепей, подключённых к источнику переменного напряже- ния, в одной из которых обмотка воз-г буждения исполнительного механизма включена между двумя выпрямительноусилительными устройствами, а вторая представляет собой делитель напряжения, одним из сопротивлений которого является сопротивление эдектроджидкость-электрод спареиного следящего электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 527596, кл. G 01 F 23/10, 1977. 2.Патент США № 3969941, кл, кл. G 01 F 23/00, 1976 (прототип). А Фие. дз