Датчик уровня жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01F23/10 

(54 ) ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовано для измерения уровня кидких сред в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известен уровнемер, содержащий смещенные относительно друг друга по высоте на uh два буйка, связанные с нэмерителяю силы, подключенные к блоку деления, соединенные с вторичным прибором ClJ.

Недостатком известного ypjOBHeMe-. pa является зависимость показаний от плотности при контроле кидких сред,,расслаивэквдихся по высоте, так. как в зоне uh вследствие расслаивания плотность значительно больше, чем в обшей зоне.

. Наиболее близким к предлагае « му является датчик уровня жидкости, содержащий соединенный с преобразователем перемещения поплавок, выполненный в виде каглеры, в днище которой укреплена упругая ме лбрана 2J.

Однако датчик не обладает достаточной точностью измерения, так как в нем происходит учет плотности только в зависимости от температуры и ,вго показания зависят от изменения плотности при контроле двикущихся

горизонтально жидких сред,-расслаивающихся по высоте.

Цель изобретения - повышение точности измерения при работе на движущихся жидких средах, расслаивающихся по высоте.

Поставленная цель достигается тем, что внутри камеры размещена пружина, установленная между перегород10кой и упругой мембраной, жесткий центр которой штоком, свободно проходящим через отверстие в перегородке, соединен с преобразователем перемещения, а стенки камеры выполнены в 15 виде усеченного конуса, верхнее основание которого закреплено на одном конце двуплечего рычага, связанного другим концом с дополнительным преобразователем перемещения.

20

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит установленный в корпусе 1 поплавок 2, выполненный в виде усеченного конуса, вднище которого укреплена мембрана 3. Внут25ри поплавка 2 установлена пружина 4, ограниченная перегородкой 5и мембраной 3, жесткий центр которой штоком 6, свободно проходящим через от30верстие в перегородке 5, соелинен с преобразователем перемещения 7. Верх нее основание 8 конического поплавка 3 соединено с одним концом двупле чего рычага 9, установленного на оси 10. Другой конец рычага 9 через (Ифференциально-трансформатррный ; (Датчик 11 с плунжером 12, усилитель ДЗ, реверсивный двигатель 14, пре образователь 15 вращательного дви:жения в поступательное, а также пружину 16, связан с дополнительным преобразователем перемещения 17. Элементы 9 - 16 образуют компенсационную систему, фиксирующую выталкивающую силу поплавка по величине сжатия (или растяжения) пружины 16 (в зависимости от ее установки сверху или СНИЗУ рычага 9). Преобразователи перемещения 7 и 17 соединены с блоком деления 18, выход которого подключен к втopичнo iy прибору 19 шкала которого проградуирована в единицах уровня. Устройство работает следующим образом. При изменении уровня среды в емкости 1 на мембрану.3 на глубине ее погружения действует сила давления I;, Hy,,. р. д, а на поплавок 2 действует выталкивающая сила FAPX Нц,,„у8(Н)р g. Сила давления, действующая на мембрану, преобразуется с помощью пружины 4 и щтока 6 в перемещение и фиксируется преобразователем перемещения 7, а выталкивающая сила, действующая на поплавок 2, преобразуется в перемеще ние с помощью компенсационной систекы 9 - 16 и фиксируется дополнительным преобразователем перемещения 17 Электрические сигналы с преобразователей перемещения 7 и 17 поступают в блок деления 18, подключенный к вторичному прибору 19, шкала которого проградуирозана в единицах уровня FAPX НИШ-З(Н)-Р g S(H) Миг/л5« f- 9 где F.p выталкивающая сила, действу ющая на. поплавок 2; F - сил а, действующая на мембран 5(Й)- функция изменения среднего сечения поплавка 2 в,завис мости от изменения уровня (т.е. по высоте поплавка); S - площадь мембраны 3, равная площади, основания коническ го поплавка; f - средняя плотность исследуемой среды в зоне измерения, что возможно только при наличи общей оси симметрии для конического поплавка мембраны, являющейся егооснованием;Н - глубина погружения поплавка и мембраны в исследуемую . среду;. 9 - ускорение силы тяжести. Таким образом, повышается точность работы датчика при контроле движущихся жидких сред, расслаивающихся по высоте, так как обеспечивается возможность создания двух независимлх измерительных систем, определяющих силу давления на гдамбрану и выталкивающую силу на поплавок в нап равлении общей силы симметрии. При этом, как следует из приведенного выражения, на вторичный прибор поступает не зависящий от изменения плотности (в том числе вследствие расслаивания ) сигнал, соответствующий уровг ню исследуемой , а каждому уровню любой исследуемой среды, в данном случае, соответствует свое соотношение выходных величин. Формула изобретения Датчик уровня жидкости, содержащий соединенный с преобразователем перемещения поплавок, выполненный в виде камеры, в днище которой укреплена упругая мембрана, jo тли Ч а-, ющийся тем, что, с целью повышения точности измерения при работе на движущихся жидких средах, расслаи вающихся по йысоте, внутри камеры , размещена пружина, установленнгш между перегородкой и упругой,мембраной, жесткий центр которой штоком, свободно проходящим через отверстие в перегородке, соединен с преобразователем перемещения, а стенки каперы выполнены в виде усеченного конуса, верхнее основание которого закреплено на одном конце двуплече-i го рычага, связанного другим концом с дополнительным преобразова- . телем перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 669199, кл. G 01 F 23/08, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР 411306, кл. G 01 F 23/06, 1971 (прототип).