PL60769B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 22.1.1968 (P 124 808)' 5.XII.1970 60769 KI. 42 e, 31/02 MKP G 01 f, 23/10 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Dlugolecki, Tadeusz Ochman, Jan Podgórski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Urzadzenie do precyzyjnego pomiaru poziomu wody w systemie nadaznym o bezposrednim odczycie cyfrowym Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do pre¬ cyzyjnego pomiaru poziomu wody w systemie na¬ daznym o bezposrednim odczycie cyfrowym.Najdokladniejsze z dotychczas znanych i stoso¬ wanych urzadzen nadaznych sledzacych poziom wody sa mierniki z czujnikami stykowymi, w których sygnal do ukladu sterowania podawany jest z mostka elektrycznego, w którego jednej ga¬ lezi znajduje sie elektroda ostrzowa czujnika sty¬ kowego. Opornosc przejsciowa styku elektroda — woda jest funkcja zanurzenia elektrody w wodzie, stad sygnal zalezny jest od glebokosci zanurzenia elektrody.Pomiary wykonywane czujnikiem stykowym obarczone sa bledami menisku nie mniejszymi od 0,3 mm. Mierniki z czujnikami stykowymi nie na¬ daja sie do pomiaru poziomu cieczy nieprzewodza- cych pradu elektrycznego.Do dokladnego pomiaru poziomu cieczy stoso¬ wane sa takze czujniki sledzace wiazke odbitego od mierzonej powierzchni swiatla. Wada takich czujników jest zlozona konstrukcja mechaniczna oraz duze bledy pomiarowe powstale przy zafalo¬ waniu mierzonej powierzchni.Poza tym znane sa rozwiazania plywakowe z przetwarzaniem indukcyjnym, w których zmia¬ ny poziomu wody przez plywak oddzialywuja bez¬ posrednio na sworzen magnetyczny czujnika.Wada tych rozwiazan jest mala czulosc tak zbu¬ dowanego czujnika nie lepsza od pojedynczych mi- 20 25 30 limetrów zmian poziomu, poniewaz plywak i swo¬ rzen magnetyczny przy zmianie poziomu ulegaja jednakowym przesunieciom.Celem wynalazku jest umozliwienie dokladnego i ciaglego pomiaru poziomu wody, stanowiacej czesciowy lub pelny moderator i reflektor w reak¬ torowym zestawie krytycznym. Wymagana pred¬ kosc sledzenia powinna byc nie mniejsza od 40 mm/min, a dokladnosc z jaka mierzony jest poziom wody przy stalej temperaturze otoczenia nie mniejsza od 0,1 mm, w zakresie poziomów 0—700 mm.Cel ten zostal osiagniety przez zbudowanie urza¬ dzenia, w którym czujnik plywakowy wyposazony jest w dzwignie mechaniczna, i§a której dluzszym ramieniu zamocowana jest zwora magnetyczna, a krótsze ramie dzwigni mechanicznej polaczone jest stykowo z membrama, pod która znajduje sie ply¬ wak.Sygnal elektryczny pradu zmiennego z mostka elektrycznego wspólpracujacego z czujnikiem, wzmocniony, przetwarzany na sygnal pradu sta¬ lego i wzmacniany we wzmacniaczu mocy, powo¬ duje uruchomienie silnika, który poprzez naped sprowadza czujnik do nowego polozenia równo¬ wagi albo sledzi za ciaglymi zmianami mierzonego poziomu cieczy. Napiecie sygnalu elektrycznego pradu zmiennego wywolywane przy zmianach po¬ ziomu mierzonej cieczy ruchem plywaka w sto¬ sunku do jego obuaowy jest, w przedziale ± 0,5 mm 6076980769 3 wzglednych zmian polozenia, proporcjonalne do wielkosci tych zmian. Faza napiecia zmiennego za¬ lezy od kierunku wzglednych zmian polozenia ply¬ waka w stosunku do jego obudowy.Ruch sruby napedowej przekazywany jest za po¬ moca lacza selsynowego na przetwornik analogo¬ wo-cyfrowy. Z przetwornikiem wspólpracuje wskaznik cyfrowy, na którym odczytywane jest polozenie plywaka.Korzysci techniczne z zastosowania ukladu do pomiaru poziomu wody w rdzeniu reaktorowego zestawu krytycznego wynikaja z istoty i sposobu przeprowadzania doswiadczen krytycznych. Prze¬ prowadzenie doswiadczen krytycznych przez pod¬ noszenie poziomu wodnego moderatora i reflektora zwiazane jest z ryzykiem, a bezpieczenstwo rosnie jezeli pomiar odbywac sie moze z duza doklad¬ noscia i w sposób ciagly w czasie trwania do¬ swiadczenia. Brak dokladnego miernika poziomu wymaga objetosciowego porcjowania modera¬ tora i co za tym idzie wydluza wielokrotnie czas trwania doswiadczenia krytycznego.Urzadzenie do precyzyjnego pomiaru poziomu moze byc stosowane w technice reaktorowej oraz wszedzie tam, gdzie wymagane jest dokladne sle¬ dzenie zmian poziomu cieczy. Dopuszczalny zakres zmian poziomu dla rozwiazania przykladowego wynosi 700 mm, a dopuszczalna szybkosc zmian nie moze przekraczac 40 mm/min. Zarówno granice pomiaru jak tez graniczna szybkosc zmian pozio¬ mu moga ulec zwiekszeniu przez proste przeróbki konstrukcyjne urzadzenia, a dokladnosc pomiaru zostanie zachowana.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy- kladzde wykonania przedstawionym ina rysunku,* na którym fig. 1 przedstawia schemat czujmika ply¬ wakowego, fig. 2 — schemat blokowy ukladu zasi¬ lania, a fig. 3 — urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju pionowym.W czujniku plywak 1 przez dzwignie mechanicz¬ na 2 uruchamia zwore magnetyczna 3 wplywajaca na zmiane opornosci magnetycznej dwóch prosto¬ padle do zwory 3 umieszczonych obwodów magne¬ tycznych 4 i 4'. Kiedy zwora 3 z polozenia równo¬ wagi (polozenie symetryczne w stosunku do obwo¬ dów magnetycznych 4 i 4') zostanie wychylona w kierunku jednego z obwodów magnetycznych, wów¬ czas opornosc magnetyczna tego obwodu maleje,- a opornosc symetrycznego obwodu magnetycznego wzrasta.Równolegle ze zmianami opornosci obwodów magnetycznych zmieniaja sie indukcyjnosci dlawi¬ ków Lt i L2, których rdzenie stanowia czesc obwo¬ dów magnetycznych 4 i 4'. Zmiany indukcyjnosci sa takie, ze zmniejszaniu sie opornosci magnetycz¬ nej towarzyszy wzrost indukcyjnosoi przyporzadko¬ wanego obwodowi dlawika. Male gabaryty czujnika oraz czulosc wynoszaca 40 mV/mim osiagnieto przez • zasilanie czujnjiika napieciem o czestotliwosci 3 kHz, oraz przez zastosowanie dzwigni mechanicznej 2 do przenoszenia ruchu plywaka 1 na ruch zwory magnetycznej 3 o przelozeniu 1/16. Czujnik zasila¬ ny jest z generatora 5 napiecia sinusoidalnego o czestotliwosci 3 kHz. 10 25 30 35 40 45 50 60 65 Odchylki poziomu wody h od stanu chwilowej równowagi wywoluja ruch plywaka w stosunku do jego obudowy oraz zachwianie równowagi miedzy indukcyjnosciami w czujniku, co powoduje powsta¬ nie napieciowego sygnalu bledu na wyjsciu mostka elektrycznego 6 o amplitudzie proporcjonalnej do wielkosci odchylek poziomu i fazie zaleznej od kie¬ runku odchylki.Sygnal bledu wzmacniany jest we wzmacniaczu czestotliwosci akustycznej 7 i przetwarzany w de¬ tektorze fazoczulym 8 na sygnal pradu stalego o znaku zaleznym od kierunku odchyliki poziomu cieczy oraz waittosci proporcjonalnej do wartosci odchylki poziomu cieczy. Sygnal jest nastepnie wzmacniany we wzmacniaczu mocy 9. Napiecie ze stopnia mocy doprowadzone jest na iribstek elek¬ tryczny 10, w którego jedna galaz wlaczony jest silnik napedu 11 wprowadzajacego w ruch czujnik.Kierunek ruchu czujnika jest zgodny z kierun¬ kiem zmian poziomu cieczy. Napiecie z mostka elektrycznego 10 proporcjonalne do predkosci ka¬ towej walu silnika napedu 11 wlaczone jest w ukla¬ dzie przez petle ujemnego sprzezenia zwrotnego na wzmacniacz 7 w ceflu dobrania punktu stabilnej pracy ukladu, nadto mierzone na wskazniku 12 wskazuje szybkosc z jaka zmienia sie poziom wody.Z napedem zwiazane jest lacze selsynowe 13, 13' zakonczane elektromechanicznym przetwornikiem analogowo^yflrowyim 14 wykonanym w oparciu o zasade stosowana w przekaznikach mechanicz¬ nych, a jednoczesnosc wskazan uzyskano stosujac zapadke na wale napedu, która uniemozliwia zaje¬ cie stanów posrednich przetwornika prowadzacych do jednoczesnego wykazywania dwóch cyfr.Przykladowa konstrukcje urzadzenia bedacego przedmiotem wynalazku w zastosowaniu do sledze¬ nia poziomu moderatora w reaktorowym zestawie krytycznym przedstawila fig. 3. Plywak 1 umiesz¬ czony jest swobodnie w koszyku 16. Scianki koszy¬ ka stanowia dla plywaka elementy wodzace, a dno i górna czesc ograniczniki ruchu. Plywak oddzia- lywuje na dzwignie 2 przez przepone,elastyczna 17 uszczelniajaca obudowe 18 przed wilgocia. Dzwignia 2 ulozyskowana w korpusie 19 wprawia w ruch zwore magnetyczna 3, ta zas oddzialywuje na opor¬ nosci magnetyczne obwodów magnetycznych 4 i 4' (obwód 4 uwidoczniony na rysunku, obwód 4' mag¬ netyczny nie uwidoczniony na rysunku).W obwodzie czujnika zamocowane sa zaciski po¬ laczen elektrycznych 20. Czujnik przymocowany jest za pomoca sworznia 21 do napedu 11. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do precyzyjnego pomiaru poziomu wo¬ dy w systemie nadaznym o bezposrednim odczycie cyfrowym, skladajace sie z czujnika plywakowego reagujacego na zmiany poziomu wody, ze wzmac¬ niacza pradu zmiennego, detektora fazoczulego, wzmacniacza mocy, napedu czujnika, elektromecha¬ nicznego przetwornika analogowo-cyfrowego oraz ze wskaznika cyfrowego poziomu, znamienne tym, ze czujnik plywakowy wyposazony jest w dzwig¬ nie mechaniczna (2), na której dluzszym ramieniu60769 5 6 zamocowana jest zwora magnetyczna (3), a krótsze kowo z membrana (17), pod która znajduje sie ramie dzwigni mechanicznej (2) polaczone jest sty- plywak (1). OCpG 4 4 hm Fig.1 ^H \17~ 15 11 7 ^=i=^=y 8 Fig. 2.KI. 42 e, 31/02 60769 MKP G 01 f, 23/10 v / & fio. 3 LZGraf. ,Zam. 1580. 27.Y.70. 230. PL PL