Устройство для измерения уровня ферромагнитных сред Советский патент 1982 года по МПК G01F23/26 

Изобретение относится к технике измерения и может быть использовано в агломерационном производстве для измерения уровня ферромагнитного материсша в технологических емкостях.

Известны устройства измерения уровня магнитопроводных сред в технологических емкостях, в основу которых положен принцип шунтирования однополюсного круглого сечения магнитопровода с намотанными на него первичными и вторичными витками ферромагнитной средой..

При отсутствии материала в емкости магнитный поток рассеивается по длине магнитопровода и индуцируемая ЭДС во вторичной обмотке имеет максимальное значение. При повышении урон ня магнитный поток возбудителя частично замыкается через измеряемую среду, так как часть магнитопровода становится зашунтированной средой, и ЭДС вторичной обмотки уменьшается.

Недостатками данного устройства является его низкая чувствительность, а также нелинейная зависимости ЭДС вторичной обмотки от положения уровня.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст- ройство для измерения уровн.ч ферромагнитных сред, содержащее разомкнутый магнитопровод у-образной форми, вдоль которого размещены первичная и вторичная обмотки, подключенные соответственно, к источнику возбуждения и к индикатору. При появлении

10 материала у стенок чехла поток замыкается через магнитный материал и повышается взаимоиндуктивность между первичной и вторичной обмотками. Повышается ЭДС вторичной обмотки про5 порционально глубине погру);;ения датчика в измеряемую среду 2.

Недостатком известного устройства является его низкие чувствительность и точность, обусловленные фор20мой выполнения магнитопровода.

Це.яь изобретения - повышение чувствительности и точности измерения .

Указанная Цель достигается тем,

25 что в устройстве, содержащем магнитопровод с обмотками, помещенный в немагнитный чехол, источник возбуждения, подключенный к первичной обмотке и индикатор, магнитопровод вы30полнен крестообразным и составлен из четырех отдельных магнитопроводов, образующих четыре пары полюсов обращенных к внутренней поверхности ч ла, при этом на каждом отдельном маг нитопроводе симметрично относительжо его оси размещены первичная и вт ричная обмотки, соединенные согласн последовательно с одноименными обмо ками на других магнитопроводах. На чертеже изображено предлагаемое устройство, поперечное сечение. Устройство содержит защитный немагнитный чехол 1, крестообразной формы магни-топровод 2, представляющий собой сердечник линейного транс форматора с. разомкнутым магнйтопров дом, первичную одновитковую 3 и вто ричную 4 обмотки. В чехле 1, выполненном из немагнитного материала кр ,лого сечения, помещается вытянутый по длине разомкнутый крестообразной .формы сердечник 2, 5ыполненный из мягкого железа и составленный из че Гтырех отдельных магнитопроводов, сориентированных друг относительно друга под углом 90° Вдоль сердечника 2 в углублениях разноименных полю ных накокечников расположены симмет рично ОСЯМ секционные катушки с одновитковой первичной 3 и многовитковой вторичной 4 обмотками. Устройство работает следующим об разом. При подаче питания от стабилизированного источника 5 на первичную обмотку 3 в сердечнике 2 возникает магнитный поток Ф, направленный во внешнюю фер ромагнитную среду, Вторич ная обмотка подключается к измерительному прибору. Принцип работы датчика основан на шунтировании магнитопровода с первичной и вторичными обмотками ферромагнитным сыпучим материалом, являющимся внешним ферро магнитным кагнитопроводом. При погружении устройства в измеряемую среду магнит.йьай поток, создаваемый ка;1сдой обмоткой, проходит через маг нитный материал, взаимоиндуктивност между первичной и вторичной обмотками повышается и соответственно погружению йозрастает ЭДС во вторичной обмотке, измеряемая измерительным прибором Повышение ЭДС соответствует повЕлиению глубины погружения устройства в измеряемую среду.Поверхность агломерационной среды в непрерывном потоке значительно отличается от поверхности жидкости, являющейся, ро существу плоскостью. .Превышение, / отдельных участков поверхности среды относительно плоское ти достигает 25-32% от номинального значения уровня. Данное устройство имеет четыре магнитопронода, сориентированных под прямым углом друг к другу, следовательно, значение уровня среды усредняется в процессе самого измерения по четырем направлениям. Таким образом, выполнение магнитопровода в форме крестовины повышает точность измерения уровня сыпуч- й среды, обеспечивая усреднение результатов измерения. Кроме того, точность измерения в данном случае не зависит от угла встречи оси магнитопровода устройства и оси направления движения среды. Кроме того, возрастает глубина проникновения магнитного поля в среду и область охвата среды магнитным зонтом. Б связи с тем, что все внешние магнитные полюса одноименные, имеет место вытеснение мах нитного поля в ферромагнитную среду за счет бокового распора магнитных линий, что приводит к возрастанию плотности магнитного потока, и следовательно,,, к росту ЭДС вторичной обмотки. Чувствительность устройства возрастает пропорционально мо- дулю магнитного потока. Таким образом, точность изобретения повышена за счет создания концентрического магHfiTHoro поля и увеличения объема информации, а чувствительность - за счет повышения радиуса проникновения зонта магнитного поля в измеряемую среду, а также увеличения плотности магнитного поля в зоне измерения. Формула изобретения Устройство для измерения уровня ферромагнитных сред, содержащее магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, помещенный в немагнитный чехол, источник возбуждения, подключенный к первичной обмотке, и индикатор, подключенный к вторичной обмотке, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, магнитопровод выполнен крестообразным и составлен из четырех отдельных магнитопроводов , образуклшх четыре пары полюсов, обращенных к внутренней поверхности чехла, при этом на каждом отдельном магнитопроводе симметрично относительно его оси размещены первичная и вторичная обмотки, соединенные согласно-последовательно с одноименными обмотками на других магнитопроводах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 249674, кл. G 01 F 23/00, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 322637, кл. G 01 F 23/06, 1969 (прототип).

//V/-/