Индуктивный уровнемер для жидких металлов Советский патент 1982 года по МПК G01F23/26 

(54) ИНДУКТИВНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОЭ

I

Изобретение относится к среаствам контроля и регулирования уровня жицкометаллических рабочих срец.

Известен инцуктивный уровнемер цля жидких металлов, у которого первичный преобразователь имеет катушку возбуж- цения и приемную катушку, выполненные в вице прямоугольных рамок, установленных параллельно, а жиокий металл служит экраном 1 .

Недостатками этого устройства являются конструктивня сложность, обусловленная разцельным ввоаом обеих катушек в объект контроля, и высокая температурная погрешность.

Наиболее близким к предлагаемому является инцуктивный уровнемер для жидких металлов, содержащий первичный преобразователь, генератор питания и индикатор, причем первичный преобразователь включает в себя две катушки взаимоиндуктивности, рабочую и компенсационную, соединенные по дифференциально-трансформаторной схеме и помещенные в защитный

технологический корпус,, причем комп нсационная катушка размещена нац рабочей и определяет неизмеряемый уровень

Недостатком известного уровнемера являются наличие большого неизмеряемого уровня, а также температурная погрешность, обусловленная градиентом температур по высоте. Разность температур между жидким металлом и защитным га10зом в реальных системах достигает цесятков градусов, что не позволяет создать идентичные по температуре условия цля рабочей и компенсационной катушек.

Цель изобретення - уменьшение темпе15ратурной погрешности и обеспечение измерения по всей высоте первичного преобразователя.

Указанная цель достигается тем, то в устройстве, содержащем первичный пре20образователь, состоящий из двух двухрбмоточных катушек, выполненных в виде прямоугольных рамок и соединенных между собой по дифференциально-трансформ.чторЕКй , и ашпнгного гехноло сическги-п чехлас ценгрпл1 ным трубчаты стержнем, генератор питания и индикатор обе рамки выполмоны с .одинаковой цлиной, равной аиапааону измерения, и ус- тановлены в технологическом чехле, так, что витки одной катушки вплотную приле гают к внутренней поверхности чехла, а витки цругой катушки сгруппированы в центре и вплотную прилегают к наружной .стенке центрального стержня, причем плоскости обеих рамок взаимоперпенцикулярны. При этом защитный технологический чехол и центральный стержень выполнены из идентичных конструкционных материалов с оцинаковой толщиной стенки. На фиг. 1 прецставлена конструкция первичного преобразователя; на фиг. 2 принципиальная схема уровнемера. Уровнемер содержит первичный преобразователь, состоящий из защитного технологического чехла I, который устанавливается в объект контроля и уплотняется с помощью фланцевого соецинения 2, а внутри чехла размещается чувствительный элемент, выполненный из двух плоских спиралеобразных оэухобмоточных катушек 3 и 4, представляющих собой прямоугольные рамки, закрепленны с помощью каркаса 5 на центральном стержне 6. Каркас 5 представляет собой набор дисковых пластин с прорезями, внутри Которых уложены провода катушек, ичем витки рабочей катушки 3 вплотную примыкают к стенке технологического чехла I, а витки компенсационнойкатушки 4 вплотную прилегают к стенке центрального стержня. 2. Централь ный стержень 2 вместе со всеми закрепленными на нем элементами уровнеме ра герметично соединяются с технологическим чехлом I фланцем 7. Выводы катушек 3 и 4 размещаются в головке 8 и коммутируются на ее щтепсехгьном раз еме; на выходе из центрального стержня 2 в головке 8 обмоточ 1ые провода проходят через уплотнение, герметизирующее внутреннюю полость уровнемера. Установка катуиюк во взаимоперпендикулярных плоскостях исключает их вли яние друг на друга. Рабочая 3 и компенсационная 4 катушки выполнены из двухжильного кабеля. Каждая из катушек 3 и 4 имеет первичную, и вторичную обмотки. Первичная обмотка рабочей катушки 3, имеющая выводы 9 и 1О, соединена послеа вательно с первичной обмоткой компенсациониой катушки 4, имеющей вывоцы 11 и 12. Вьпводы Ю и 11 созаинены между собой в головке первичного преобразователя, а вьгооды 9 и 12 соединены с генератфом 13 питания, представляющим собой генератор звуковой частоты. Вторичные обмотки соединены между собой последовательно-встречно: вывод 14 катушки 3-е вьюодом 15 катушки 4, а другие два вывода 16 и 17 связаны с индикатором 18. При отсутствии жидкого металла к контролируемой емкости выходной сигнал уровнемера равен нулю, |так как вторичные обмотки рабочей 3 и компенсационной 4 катушек включены встречно, а взаимная индуктивность каждой из этих обмоток со своей первичной обмоткой одинакова вследствие равенства длин обмоток. Влияние на взаимную индуктивность обмоток рабочей катушки 3 со стороны технологического чехла 1 и обмоток компенсационной катушки 4 со стороны центрального стержня 2 также одинаково, так как толщина стенок и химический состав (а значит, и электропроводность) чехла 1 и центрального стержня 2 идентичны между собой. Разность во взаимодействии катушек 3 и-4 с жидким, металлом, находящимся с наружной стороны чехла, обусловлена различными расстояниями от стенки чехла до витков обеих катушек. Так как витки рабочей катушки 3 вплотную примыкают к стенке чехла, ее магнитное поле проходит через стенку и взаимодействует с жидким металлом, наводя в нем вихревые точки, которые в свою очередь взаимодействуют с вторичной обмоткой рабочей катушки 3, Удаленность витков компенсационной катушки 4 от стенок чехла не позволяет полю этой катушки взаимодействовать с рабочей средой, поэтому ЭДС взаимоиндукции, наводимая во вторичной обмотке этой катушки, практически не. зависит от того, в каком состоянии находится уровнемер - в погруженном или сухом. Благодаря встречному включению вторичных обмоток катушек 3 и 4 при появлении жидкого металла с наружной стороны чехла на выходе датчика появляется разностный сигнал, поступающий на вход индикатора, который, будучи проградуирован в единицах уровня рабочей среды, показьюает степень заполнения объекта контроля. Предлагаемый уровнемер обесиочнвает более глубокую термокомпеитнию п-тходного сигнала поскольку рпбг.чпя и кг}Мпс.нсационная катушки няхоаятся в совершенно одинаковых условиях по гемперагуре, что снижает температурную погрешность измерений, кроме того, измерение уровня по всей высоте обьекта контроля, так как обе катушки устанавливаются в пределах всего диапазона измерения. Формул аизобретения I. Индуктивный уровнемер цля жидких металлов, содержащий первичный преобразователь; состоящий из двух дзухобмоточных катушек, выполненных в вице прямоугольных рамок, и соединенных меж ду собой по дифференциально-трансформаторной схеме, и защитного технологического чехла с центральнь1М трубчатым стержнем, генератор питания и индикатор отлича ющ и йс я тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности и обеспечения измерения по всей высоте первичного преобразователя, обе рамки выполнены с одинаковой длиной, равной циппазону измер ения, и установлены в технологическом чехле так, что витки одной катушки вплотную прилегают к внутренней поверхности чехла, н витки другой катушки сгруппированы в центре и вплотную прилегают к наружной стенке центрального стержня, причем плоскости обеих рамок взаимоперпенцикулярны. 2. Индуктивный уровнемер по п. I, чающийся тем, что защитный технологический чехол и центральный стержень выполнены из идентичных конструкционных материалов с одинаковой толщиной стенки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I.Патент ФРГ N 121О998, кл. 42 е 34, 1963. 2. Болланц Д. Приборы контроля яаерных реакторов. М., Атомиздат, 1972, с. 90-91 (прототип).

(Pu.j

13

n

(риг. 2