RU2247606C2 - Устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости - Google Patents
Устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247606C2 RU2247606C2 RU2002126602/28A RU2002126602A RU2247606C2 RU 2247606 C2 RU2247606 C2 RU 2247606C2 RU 2002126602/28 A RU2002126602/28 A RU 2002126602/28A RU 2002126602 A RU2002126602 A RU 2002126602A RU 2247606 C2 RU2247606 C2 RU 2247606C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- membrane
- mechanical
- pressure screw
- housing
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
- G01F23/2967—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0611—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
Abstract
Устройство содержит установленную на отметке заданного уровня заполнения механическую колебательную систему, содержащую цилиндрический корпус (1), закрытый в концевой части мембраной (3). Расположенные столбиком (13) пьезоэлектрические элементы во время работы приводят механическую колебательную систему в колебания, воспринимают колебания, зависящие от уровня заполнения в данный момент, обеспечивают их последующее преобразование и/или обработку и располагаются между первым и вторым пестами (19, 21), примыкающими в концевой части к столбику (13). Причем столбик (13) зажат вдоль продольной оси корпуса (1) между завинченным в корпус (1) нажимным винтом (24) и мембраной (3). Технический результат - разработка универсально применимого устройства. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
Description
Изобретение относится к устройству для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости, содержащему расположенную на отметке заданного уровня механическую колебательную систему с перекрываемым мембраной, в концевой части, корпусом, колебания которой возбуждаются электромеханическим преобразователем. Колебания механической колебательной системы принимаются и преобразуются в электрические сигналы, которые затем дополнительно обрабатываются и/или преобразуются. На основе электрических сигналов можно определять, например, частоту и/или амплитуду колебания. По частоте и/или амплитуде определяют, находится ли механическая колебательная система под слоем загруженного материала.
Такие предельные выключатели индикатора уровня заполнения применяются во многих отраслях промышленности, в частности, в химической и пищевой. Они предназначены для определения предельного уровня и применяются, например, в качестве средства для предупреждения перезаполнения или холостой работы насоса.
В зависимости от назначения к таким устройствам предъявляются особые требования. Так, например, в том случае, когда заданный уровень заполнения располагается очень далеко от монтажного отверстия под соответствующий измерительный прибор, необходимо предусмотреть удлинитель корпуса, называемый ниже трубчатым, благодаря которому механическую колебательную систему можно располагать на месте заданного уровня и через который производится электрическое подключение электромеханического преобразователя.
В некоторых случаях предпочтительно наносить на устройство покрытие, например, из эмали или пластмассы, такой как, например, полифторамид или галар (ECTFE). При этом устройство, конечно, должно выдерживать иногда очень высокие температуры, сопровождающие нанесение покрытия.
Возможны также случаи применения, когда на устройство воздействуют очень высокие температуры и/или давления.
В DE-A 4118793 описано устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости, содержащее установленную на отметке заданного уровня заполнения механическую колебательную систему, содержащую горшкообразный корпус, закрытый в концевой части мембраной, расположенные столбиком пьезоэлектрические элементы, которые во время работы приводят механическую колебательную систему в колебания, воспринимают ее колебания, зависящие от уровня заполнения в данный момент, и обеспечивают их дальнейшее преобразование и/или обработку.
Преобразователь содержит расположенные столбиком пьезоэлектрические элементы в виде кольцевых шайб. По обоим концам столбика расположено по металлическому кольцу. Обращенное к мембране металлическое кольцо располагается на кольцеобразном буртике, выполненном на наружной, обращенной внутрь корпуса кольцевой поверхности мембраны. В середине мембраны предусмотрен натяжной болт, обращенный внутрь корпуса. Этот болт снабжен изоляцией и пропущен через преобразователь. На обращенный от мембраны конец натяжного болта навинчена гайка, опирающаяся на обращенное от мембраны металлическое кольцо. Гайка затянута, в результате чего мембрана предварительно напряжена.
Задачей изобретения является предложить устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости, являющееся по возможности универсально применимым.
Для этого изобретением предусмотрено устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости, содержащее установленную на отметке заданного уровня заполнения механическую колебательную систему с цилиндрическим, закрытым мембраной в концевой части корпусом, расположенные столбиком пьезоэлектрические элементы, которые во время работы приводят механическую колебательную систему в колебания и воспринимают колебания, зависящие от уровня заполнения в данный момент, и обеспечивают их дальнейшее преобразование и/или обработку и которые расположены между первым и вторым пестами, примыкающими в концевой части к столбику, в которой столбик зажат вдоль продольной оси корпуса между ввинченным в корпус нажимным винтом и мембраной.
В предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент служит передатчиком, в который во время работы подается электрический сигнал и который возбуждает в механической колебательной системе механические колебания, и по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент служит в качестве приемника, принимающего во время работы механические колебания механической колебательной системы и преобразующего их в электрические сигналы.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения между передатчиком и приемником расположена разделительная шайба.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения пьезоэлектрические элементы расположены в гильзе, которая в концевой части закрыта первым и вторым пестами.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения столбик расположен внутри корпуса.
Согласно предпочтительному варианту выполнения нажимной винт соединен со вставкой посредством защелки.
Согласно предпочтительному варианту выполнения в нажимном винте выполнена выемка, через которую проходят соединительные провода пьезоэлектрических элементов.
Согласно предпочтительному варианту выполнения в столбик вставка и нажимной винт образуют узел, выполненный с возможностью завинчивания в корпус инструмента, воздействующего на нажимной винт.
Согласно предпочтительному варианту выполнения измерительная мембрана содержит желобок, выполненный в форме первого песта, в котором установлена с возможностью поворота круглая купольная часть песта.
Преимущество изобретения состоит в том, что передача усилия от расположенных столбиком пьезоэлектрических элементов осуществляется непосредственно на мембрану. В результате становятся возможными возбуждение и прием колебаний, сопровождающихся малыми потерями и фазосинхронностью.
Применяемые при этом дискообразные пьезоэлектрические элементы обеспечивают по сравнению с описанными в упомянутом выше уровне техники пьезоэлектрическими элементами в виде кольцевых шайб то преимущество, что при одинаковой величине производимого усилия можно применять пьезоэлектрические элементы с меньшим наружным диаметром.
Более подробно изобретение и дополнительные преимущества поясняются ниже с помощью чертежей, на которых представлен пример выполнения изобретения, при этом одинаковые элементы на фигурах обозначены одинаковыми позициями.
При этом представлено:
фиг.1 - продольный разрез устройства, согласно изобретению;
фиг.2 - дополнительный продольный разрез устройства, причем плоскость сечения развернута на 90° по отношению к плоскости сечения представленного на фиг.1 продольного разреза;
фиг.3 - изображение деталей, расположенных в корпусе согласно примеру выполнения на фиг.1 и 2;
фиг.4 - изображение представленных на фиг.3 деталей под другим углом зрения;
фиг.5 - продольный разрез столбика пьезоэлектрических элементов, закрепленного в концевой части между первым и вторым пестами;
фиг.6 - дополнительный продольный разрез столбика пьезоэлектрических элементов, закрепленного в концевой части между примыкающими к нему пестами, причем плоскость сечения развернута на 90° по отношению к плоскости сечения представленного на фиг.5 продольного сечения;
фиг.7 - звездообразный электрод;
фиг.8 - дискообразный электрод;
фиг.9 - вид спереди на гильзу, согласно фиг.1;
фиг.10 - вид сверху на гильзу, согласно фиг.1;
фиг.11 - вид спереди на вставку, согласно фиг.1, в разрезе;
фиг.12 - вид спереди на вставку, согласно фиг.1, в разрезе;
фиг.13 - вид сверху на торец нажимного винта, обращенный в сторону мембраны;
фиг.14 - продольный разрез нажимного винта;
фиг.15 - вид сверху на торец нажимного винта, обращенный в обратную сторону от мембраны;
фиг.16 - вид спереди на нажимной винт.
На фиг.1 и 2 показан продольный разрез устройства для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости согласно изобретению.
Выбранная на фиг.2 плоскость сечения развернута на 90° по отношению к изображенной на фиг.1 плоскости сечения.
Устройство содержит, по существу, цилиндрический корпус 1, закрытый заподлицо в концевой части дисковой мембраной 3. На внешней стороне корпуса 1 расположены на мембране 3 два входящих в емкость вибрационных стержня 5. Корпус 1, мембрана 3 и вибрационные стержни 5 входят в состав механической колебательной системы, приводимой в колебания электромеханическим преобразователем, расположенным внутри корпуса 1. При этом мембрана 3 совершает изгибные колебания, и вибрационные стержни 5 приводятся в колебания перпендикулярно их продольной оси.
Однако изобретение не ограничивается механической колебательной системой с двумя вибрационными стержнями; она может также применяться с концевыми выключателями, содержащими только один или ни одного вибрационного стержня. В последнем случае с находящимся в емкости материалом контактирует только, например, колеблющаяся мембрана.
Устройство расположено на отметке заданного уровня заполнения. Для этого предусмотрена, как показано на левой стороне на фиг.1 и 2, на корпусе 1, например, наружная резьба 7, с помощью которой устройство завинчивается в соответствующее отверстие в емкости. Возможны также другие виды крепления, например, с помощью фланцев. В том случае, когда заданный уровень заполнения находится на некотором расстоянии от монтажного устройства для измерительных приборов, предусмотрен, например, трубный удлинитель 9, показанный на правой половине фиг.1 и 2. Наиболее частым случаем такого применения устройства является применение для предупреждения холостой работы насоса. В этом случае заданный уровень заполнения является минимальным уровнем, который должен обеспечиваться в емкости в целях защиты насоса. Следовательно, заданный уровень заполнения предусмотрен обычно вблизи днища емкости. Однако устройства для крепления измерительных приборов располагаются, как правило, на крышке емкости. Трубчатый удлинитель 9 должен крепиться, например, с помощью выполненной в концевой части наружной резьбы 11. Также возможны другие виды крепления, например, с помощью фланцев.
В качестве электромеханических преобразователей предусмотрены расположенные в виде столбика 13 пьезоэлектрические элементы 15, 17, которые во время работы приводят в колебание механическую колебательную систему, принимают ее колебания, зависящие от уровня заполнения в данный момент, и обеспечивают их дальнейшее преобразование и/или обработку.
Пьезоэлектрические элементы 15, 17 закреплены между первым и вторым примыкающими в концевой части к столбику пестами 19, 21. На фиг.5 и 6 детально показаны столбик 3, первый и второй песты 19, 21. Первый и второй песты 19, 21 выполнены предпочтительно из очень твердого материала, например, из металла.
Столбик 13 зажат между ввинченным в корпус 1 нажимным винтом 24 и мембраной 3 и располагается вдоль продольной оси корпуса 1. Благодаря этому достигается предварительное напряжение мембраны 3. В результате прямой передачи усилия от столбика 13 на мембрану 3 и жесткого крепления посредством нажимного винта 24 становится возможным с помощью нажимного винта 24 задавать относительно большое предварительное напряжение мембраны 3. Таким образом достигается преимущество, состоящее в том, что устройство может применяться при высоких температурах, например, свыше 100°С, и при высоких давлениях, например, свыше 60 бар, так как частота и/или амплитуда колебаний механической колебательной системы при сильном предварительном напряжении мембраны 3 в меньшей степени зависит от воздействующего на колебательную систему давления и/или от разницы теплового расширения отдельных элементов устройства, вызванной температурными изменениями.
По меньшей мере один пьезоэлектрический элемент 15 служит в качестве передатчика и по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент 17 - в качестве приемника. Передатчики и приемники содержат по два электрода 23. Они располагаются на противолежащих поверхностях пьезоэлектрических элементов 15, 17. Одним электродом 23 каждый передатчик связан с опорным потенциалом, например, землей. Другой электрод 23 передатчиков связан соответственно с проводом передачи сигнала. Аналогичным образом один электрод 23 каждого приемника связан с опорным потенциалом, например, землей. Соответственно другой электрод 23 приемников связан с проводом передаваемого сигнала. В процессе работы приемники служат для приема механических колебаний колебательной системы и преобразования их в электрические сигналы.
Все пьезоэлектрические элементы 15, 17, а именно передатчики и приемники, поляризованы соответственно параллельно или встречно продольной оси L столбика 13. При работе передатчик служит для возбуждения механических колебаний в механической колебательной системе. Для этого в процессе работы на передатчик поступает электрический передаваемый сигнал, с помощью которого передатчик и, следовательно, столбик 13 приводятся в поперечные колебания.
Соответственно колебание вибрационных стержней 5 вызывает изгибающее колебание мембраны 3 и, следовательно, поперечное колебание столбика 13. Такие поперечные колебания ведут к изменению напряжений, уменьшающихся над приемниками. Соответствующий принимаемый сигнал поступает по приемному сигнальному проводу.
Амплитуда таких принимаемых сигналов тем больше, чем больше амплитуда механических колебаний механической колебательной системы. Используя этот факт, предпочтительно применять устройство при его резонансной частоте fr. При резонансной частоте fr амплитуда механических колебаний является максимальной.
Для приведения механической колебательной системы в колебания с резонансной частотой fr возможно применение, например, регулирующего контура, с помощью которого фазовая разница между передаваемым и принимаемым сигналами устанавливается равной определенной постоянной величине ΔφR, например, в результате того, что принимаемый сигнал с помощью фазокомпенсатора и усилителя снова приводится в соответствие с передаваемым сигналом. Такой регулирующий контур описан, например, в DE-A 4419617.
Задаваемая резонансная частота fr и ее амплитуда зависят от того, закрыта ли механическая колебательная система находящимся в емкости материалом. Соответственно могут применяться одна или обе замеренные величины для определения и/или контроля заданного уровня заполнения.
Принимаемый сигнал может быть подан, например, в блок обработки сигнала, в котором с помощью схемы измерения частоты определяется его частота и результат подается в компаратор. Последний сравнивает замеренную частоту с опорной частотой fR, хранимой в запоминающем устройстве. Если замеренная частота меньше опорной частоты fR, то блок обработки сигнала выдает выходной сигнал о том, что механическая колебательная система закрыта слоем загруженного материала. Если величина частоты превышает опорную частоту fR, то блок обработки сигнала выдает выходной сигнал о том, что механическая колебательная система не закрыта загруженным материалом.
Выходным сигналом служит, например, напряжение, которое принимает соответствующее значение, или ток, который принимает соответствующее значение или на который накладывается сигнальный ток в виде импульсов соответствующей частоты или соответствующей длительности.
Поперечное колебание передатчика всегда сопровождается поперечным сужением соответствующего пьезоэлектрического элемента 17. Это поперечное сужение оказывает лишь незначительное влияние на колебание механической колебательной системы, однако вследствие наличия механической связи между передатчиком и приемником оно может привести к деформированию пьезоэлектрического элемента 15, служащего в качестве приемника. Такое деформирование имело бы своим следствием изменение принимаемого сигнала, не зависящее от колебательных свойств колебательной системы и, следовательно, от уровня заполнения, и могло бы привести к ошибочным измерениям.
В устройстве согласно изобретению, на его обращенной к мембране стороне, расположены два пьезоэлектрических элемента 15, служащих в качестве приемников, которые используются либо совместно, например, при одинаковой поляризации пьезоэлектрических элементов 15 в виде суммарного сигнала обоих приемников, либо раздельно. На обращенной от мембраны стороне электрически параллельно и механически последовательно подключены четыре пьезоэлектрических элемента 17, служащих в качестве передатчиков. Между передатчиками и приемниками расположена разделительная шайба 25 для механического разделения. Разделительная шайба 25 выполнена, например, из керамики и имеет преимущественно форму, соответствующую форме пьезоэлектрических элементов 15, 17. Толщина разделительной шайбы 25 определяется преимущественно размером механического соединения между передатчиком и приемником без учета разделительной шайбы 25.
В представленном примере выполнения предусмотрены четыре передатчика и два приемника для достижения по возможности большой мощности передачи. В тех случаях, когда этого не требуется, может применяться, например, симметрично построенный столбик, например, с двумя близко расположенными друг к другу передатчиками и двумя близко расположенными друг к другу приемниками. Предпочтительным является то, что при таком расположении между передатчиками и приемниками проложена разделительная шайба. Такое расположение пьезоэлектрических элементов обеспечивает то преимущество, что столбик получается симметричным, т.е. во время сборки нет необходимости следить, каким концом столбик обращен к мембране 3.
В качестве альтернативы может применяться также безопасное расположение пьезоэлектрических элементов. Так, например, могут применяться два пространственно разделенных между собой, преимущественно электрически раздельно подключенных передатчика. Такая избыточность обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что в случае выхода из строя передатчика колебания будут возбуждаться по-прежнему. Аналогично, при таком безопасном расположении, применяются преимущественно два электрически раздельно друг от друга подключенных приемника, передаваемые сигналы которых обрабатываются преимущественно раздельно. И в этом случае достигнутая избыточность обеспечивает дополнительную безопасность. Предпочтительным является то, что везде, где рядом располагаются передатчик и приемник, между ними расположена разделительная шайба.
Пьезоэлектрические элементы 15, 17 размещены друг на друге с промежуточным расположением электродов 23, при этом к соответствующему наружному электроду 23 в концевой части примыкает изолированная шайба 27, выполненная, например, из керамики.
На фиг.7 представлен первый пример выполнения электрода 23а, на фиг.8 - второй пример выполнения электрода 23b. Электрод 23а содержит звездообразные лапки, между которыми сохраняются свободные пространства. Такая форма электродов особо предпочтительна в том случае, когда необходимо приклеивать оба смежных элемента к электроду 23а и друг к другу. Это имеет место, например, в том случае, когда два расположенных рядом пьезоэлектрических элемента 15, 17 срабатывают от электрода 23а. Свободные пространства между лапками вбирают в себя в процессе приклеивания избыток клея и предупреждают его попадание из промежуточного пространства на поверхность связанных с электродом деталей. Наличие клея на их поверхности могло бы привести к паразитарным электрическим соединениям и, следовательно, к ошибочным сигналам.
Представленный на фиг.8 электрод 23b, напротив, использует всю свободную поверхность, обеспечивая в результате более значительную и более равномерную контактную поверхность.
Электроды 23а, 23b содержат соответствующий, выполненный на них флажок 29, через который происходит электрическое подключение электродов 23, 23а и 23b.
Сформированные в столбик пьезоэлектрические элементы 15, 17 и примыкающее к ним в концевой части изолированное тело расположены в гильзе 31, детально представленной на фиг.9 и 10. Гильза 31 выполнена цилиндрической формы и имеет два выреза 33, через которые пропущены флажки 29. Флажки 29 расположены параллельно и со смещением к диагонали электродов 23, 23а, 23b. Это обеспечивает то преимущество, что в зависимости от того, какая поверхность электрода 23, 23а, 23b обращена к мембране 3, флажок 29 выступает либо из правой, либо из левой прорези 33. Благодаря этому становится возможным располагать отдельные электроды 23 в соответствии с прорезью. В результате облегчается объединение нескольких идентично подключаемых электродов 23.
Флажки 29 подключены к гибкой печатной плате 30, содержащей прямоугольный участок 32, который, как показано на фиг.3, 4, охватывает столбик 13. К этому участку примыкает другой участок 34, располагающийся параллельно продольной оси столбика 13 в направлении от мембраны. В концевой части на этом участке 34 расположен участок 36, на котором, в концевой части, провода пьезоэлектрических элементов 15, 17 подключены к соединительным штифтам 38.
В концевой части гильза 31 закрыта первым 19 и вторым 21 пестами. Песты 19, 21 имеют цилиндрический участок, который входит внутрь гильзы 31.
Столбик 13 размещен во вставке 35 внутри корпуса 1. Эта вставка 35 детально представлена на фиг.11 и 12. Она выполнена, по существу, горшкообразной формы и содержит днище, в середине которого выполнено сквозное отверстие 37. Форма отверстия 37 соответствует форме песта 19. В представленном примере выполнения пест 19 имеет круглую купольную часть прямоугольного сечения. Соответственно отверстие 37 также прямоугольной формы, в результате чего пест 19 находится в фиксированном положении по отношению к вставке 35. Мембрана 3 имеет желобок, форма которого соответствует форме первого песта 19 и в котором расположена с возможностью поворота круглая купольная часть песта 19. Такая форма опоры имеет то преимущество, что благодаря круглой форме купольной части и наличию желобка поворот происходит без больших потерь на трение и без воздействия на столбик 13 скручивающих усилий, и тем не менее одновременно обеспечивается благодаря большой опорной поверхности купольной части в желобке очень надежная механическая передача усилия от столбика 13 на мембрану 3.
Вставка 35 содержит узкий участок 39 стенки, расположенный в направлении от мембраны и служащий в качестве защитной опоры для участка 34 гибкой печатной платы 30.
Нажимной винт 24 и вставка 35 соединены между собой с помощью защелки. Для этого вставка 35 содержит две выемки 41, расположенные друг против друга на ее обращенном от мембраны конце, в которые заходят фиксирующие выступы 43, соответственно, выполненные и расположенные на обращенном к мембране конце. Благодаря защелке обеспечивается преимущество, при котором вставка 35 и нажимной винт 24 очень простым способом соединяются между собой.
Нажимной винт 24 содержит открытую сбоку выемку 42, через которую проходят соединительные провода пьезоэлектрических элементов 15, 17. Соединительные провода пропущены в гибкой печатной плате 30. Боковое отверстие выемки 42 перекрыто участком 39 стенки.
Нажимной винт 24 детально представлен на фиг.13 - 16, а его установка представлена на фиг.3 и 4. Он содержит, по существу, три участка. Средний участок имеет предпочтительно форму диска и содержит наружную резьбу 45, с помощью которой нажимной винт 24 завинчивается в корпус 1. К среднему участку примыкает обращенный к мембране участок, имеющий преимущественно прямоугольное сечение и на наружных концах которого выполнены стопорные выступы 43. Этот участок содержит выемку 47, представленную на фиг.4, 13, 14 и 16, в которую заходит второй пест 21. Пест 21 имеет круглую купольную часть с прямоугольным поперечным сечением. Соответственно прямоугольной является и выемка 47, в результате чего обеспечивается фиксация песта 21 в его положении относительно нажимного винта 24.
Кроме того, нажимной винт 24 содержит обращенный от мембраны участок с двумя противолежащими зонами 49 одинаковой формы, имеющие поперечное сечение в виде кругового сегмента и разделенные между собой выемкой 51. Поперечные сечения в виде кругового сегмента образуют круг, выемка 51 проходит параллельно диагонали такого круга. Снаружи, в обоих зонах 49 выполнен охватывающий, радиально простирающийся наружу заплечик 53.
В заплечики 53 заскакивает узкая опора 57 прямоугольного сечения. Для этого опора 57 содержит два участка 59, выполненные в концевой части друг против друга, располагающиеся в направлении к мембране и содержащие ориентированные радиально внутрь выступы 61. При запирании выступы 61 заскакивают за заплечики 53 нажимного винта 24. Дополнительно опора 57 содержит направляющую шину 63, которая заходит в выемку 51 нажимного винта 24 и препятствует повороту опоры 57 по отношению к нажимному винту 24.
На опоре 57 располагается участок 36 гибкой печатной платы 30, содержащий соединительные штифты 38. С опорой 57 и соединительными штифтами 38 защелкивается штеккер 65. Штеккер 65 выполнен с узким прямоугольным сечением.
При сборке устройства согласно изобретению сначала формируют столбик 13, пьезоэлектрические элементы 15, 17 соединяют через флажки 29 с соединительными проводами на гибкой печатной плате 30. Затем вставляют столбик 13 во вставку 35 и защелкивают нажимной винт 24. На нажимной винт 24 устанавливают опору 57, штеккер 65 соединяют с опорой 57 и соединительными штифтами 38.
Столбик 13, вставка 35 и нажимной винт 24 образуют узел. Это, в частности, означает, что отдельные детали конструкции не могут поворачиваться по отношению друг к другу. Этот узел выполнен с возможностью завинчивания в корпус 1 посредством инструмента, воздействующего на нажимной винт 24. Так, например, такой инструмент может быть выполнен в виде двузубчатой вилки, зубцы которой заводятся в зоны выемки 51, свободно доступные по обеим сторонам опоры 57 и штекера 65 в обратном от мембраны устройства направлении.
Такой узел выполнен также с возможностью монтажа посредством трубчатого удлинителя 9 значительной длины, например, в несколько метров. Это обеспечивает значительное преимущество, при котором механическая колебательная система выполнена с возможностью соединения с трубчатым удлинителем 9, например, с помощью сварки, затем предусмотрена возможность нанесения покрытия, например эмалевого или пластмассового, и только после этого производится установка узла. Это обеспечивает преимущество, при котором в тех случаях применения, когда требуется трубчатый удлинитель, устройство выполнено с возможностью нанесения покрытия, при очень высоких температурах, например, более 100°С, хотя ни электромеханический преобразователь, ни его соединительные провода таких температур не выдерживают.
Claims (9)
1. Устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости, содержащее установленную на отметке заданного уровня заполнения механическую колебательную систему с цилиндрическим, закрытым мембраной в концевой части корпусом (1), расположенные столбиком (13) пьезоэлектрические элементы (15, 17), которые во время работы приводят механическую колебательную систему в колебания и воспринимают колебания, зависящие от уровня заполнения в данный момент, и обеспечивают их дальнейшее преобразование и/или обработку и которые расположены между первым и вторым пестами (19, 21), примыкающими в концевой части к столбику (13), в которой столбик (13) зажат вдоль продольной оси корпуса (1) между ввинченным в корпус (1) нажимным винтом (24) и мембраной (3).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один пьезоэлектрический элемент (17) служит передатчиком, в который во время работы подается электрический сигнал и который возбуждает механические колебания в механической колебательной системе и, по меньшей мере, один пьезоэлектрический элемент (15) служит в качестве приемника, принимающего во время работы механические колебания механической колебательной системы и преобразующего их в электрические сигналы.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между передатчиком и приемником расположена разделительная шайба (25).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пьезоэлектрические элементы (15, 17) расположены в гильзе (31), которая в концевой части закрыта первым и вторым пестами (19, 21).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что столбик (13) расположен во вставке (35) внутри корпуса (1).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что нажимной винт (24) соединен со вставкой (35) посредством защелки.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нажимном винте (24) выполнена выемка (42), через которую проходят соединительные провода пьезоэлектрических элементов (15, 17).
8. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что столбик (13), вставка (35) и нажимной винт (24) образуют узел, выполненный с возможностью завинчивания в корпус (1) посредством инструмента, воздействующего на нажимной винт (24).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана (3) содержит желобок, выполненный в форме первого песта (19), в котором установлена с возможностью поворота круглая купольная часть песта (19).
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00104945.1 | 2000-03-08 | ||
| EP00104945A EP1134038A1 (de) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes in einem Behälter |
| US19754600P | 2000-04-17 | 2000-04-17 | |
| US60/197,546 | 2000-04-17 | ||
| US60/197.546 | 2000-04-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002126602A RU2002126602A (ru) | 2004-04-20 |
| RU2247606C2 true RU2247606C2 (ru) | 2005-03-10 |
Family
ID=8168059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002126602/28A RU2247606C2 (ru) | 2000-03-08 | 2001-03-01 | Устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1134038A1 (ru) |
| JP (1) | JP3831665B2 (ru) |
| CN (1) | CN1239274C (ru) |
| AT (1) | ATE295233T1 (ru) |
| AU (1) | AU5825601A (ru) |
| RU (1) | RU2247606C2 (ru) |
| WO (1) | WO2001066269A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713987C1 (ru) * | 2019-04-16 | 2020-02-11 | Олег Владимирович Зацерклянный | Устройство для контроля предельного уровня в ёмкости и/или трубопроводе |
| RU2786773C1 (ru) * | 2022-06-25 | 2022-12-26 | Ооо "Смартприбор" | Устройство для определения плотности и/или вязкости жидкостей и газов |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10260088A1 (de) * | 2002-12-19 | 2004-08-05 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Größe mit einem Piezoantrieb zur Schwingungserregung und -detektion |
| DE102004033311B4 (de) * | 2004-07-08 | 2010-07-22 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums |
| DE102006013255A1 (de) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße |
| DE102007038022B4 (de) * | 2007-08-10 | 2021-02-04 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße |
| GB0803901D0 (en) * | 2008-03-01 | 2008-04-09 | Mobrey Ltd | Vibrating element apparatus |
| GB0803899D0 (en) | 2008-03-01 | 2008-04-09 | Mobrey Ltd | Vibrating element apparatus |
| DE102008043764A1 (de) | 2008-11-14 | 2010-05-20 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße |
| DE102009029490B4 (de) | 2009-09-16 | 2023-09-28 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Füllstandsmessgerät |
| DE102010002608A1 (de) | 2009-12-29 | 2011-06-30 | Endress + Hauser GmbH + Co. KG, 79689 | Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße |
| DE102010003734B4 (de) | 2010-04-08 | 2021-06-17 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Verfahren zur Detektion von Gasblasen in einem flüssigen Medium |
| DE102010003733B4 (de) | 2010-04-08 | 2020-08-13 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Verfahren zur Detektion von Gasblasen in einem flüssigen Medium |
| DE102010063146B4 (de) | 2010-12-15 | 2024-04-25 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße |
| HUE029868T2 (en) | 2011-09-07 | 2017-04-28 | Minimax Gmbh & Co Kg | Structure for leveling the charge level |
| DE102012102589A1 (de) | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands |
| DE202013103798U1 (de) | 2013-08-22 | 2013-09-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgrösse eines Mediums |
| DE102013114045A1 (de) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | System zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums |
| DE102014113543A1 (de) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Medienbeständige Multilagenbeschichtung für ein Messgerät der Prozesstechnik |
| DE102014118393A1 (de) | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße |
| EP3045880A1 (de) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | VEGA Grieshaber KG | Grenzstandmessanordnung |
| DE102015104533A1 (de) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Elektromagnetische Antriebs-/Empfangseinheit für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik |
| DE102015112543A1 (de) | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße |
| DE102015224932B3 (de) * | 2015-12-11 | 2017-01-26 | Continental Automotive Gmbh | Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels |
| EP3537117B1 (de) * | 2018-03-06 | 2020-11-11 | VEGA Grieshaber KG | Piezoelektrische sende- und/oder empfangseinrichtung für einen vibrationssensor, vibrationssensor mit einer solchen piezoelektrischen sende- und/oder empfangseinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer piezoelektrischen sende- und/oder empfangseinrichtung für einen vibrationssensor |
| CN110243394B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-02-27 | 上海交通大学 | 基于智能材料的谐振式传感器 |
| DE102019120685A1 (de) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Vega Grieshaber Kg | Piezostapelantrieb eines Vibrationsgrenzschalters mit stirnseitiger Befestigung |
| CN115014462A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-09-06 | 西安定华电子股份有限公司 | 一种振动开关装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT269514B (de) * | 1966-07-12 | 1969-03-25 | Piezoelektrischer Meßwandler | |
| US4072871A (en) * | 1974-05-20 | 1978-02-07 | Westinghouse Electric Corp. | Electroacoustic transducer |
| DE3336991A1 (de) | 1983-10-11 | 1985-05-02 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Vorrichtung zur feststellung und/oder ueberwachung eines vorbestimmten fuellstands in einem behaelter |
| DE3931453C1 (ru) | 1989-09-21 | 1991-02-28 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7864 Maulburg, De | |
| DE4118793C2 (de) * | 1991-06-07 | 1995-02-09 | Endress Hauser Gmbh Co | Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes in einem Behälter |
| DE4218793A1 (de) | 1992-06-06 | 1993-12-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Steckkontaktteil für Kraftfahrzeuge |
| DE4429236C2 (de) | 1994-08-18 | 1998-06-18 | Grieshaber Vega Kg | Messung des Füllstandes in einem Behälter |
| DE19621449C2 (de) | 1996-05-29 | 2000-11-30 | Grieshaber Vega Kg | Vibrationsresonator, Verfahren zum Betreiben eines solchen Vibrationsresonators und Vibrations-Füllstand-Grenzschalter mit einem solchen Vibrationsresonator |
| DE19814669A1 (de) * | 1998-04-01 | 1999-10-07 | Uwt Apparate Gmbh | Einrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes in einem Behälter |
-
2000
- 2000-03-08 EP EP00104945A patent/EP1134038A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-03-01 CN CNB01806020XA patent/CN1239274C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-01 AT AT01931489T patent/ATE295233T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-03-01 WO PCT/EP2001/002299 patent/WO2001066269A1/de active IP Right Grant
- 2001-03-01 EP EP01931489A patent/EP1261437B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-01 RU RU2002126602/28A patent/RU2247606C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-03-01 AU AU58256/01A patent/AU5825601A/en not_active Abandoned
- 2001-03-01 JP JP2001564912A patent/JP3831665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713987C1 (ru) * | 2019-04-16 | 2020-02-11 | Олег Владимирович Зацерклянный | Устройство для контроля предельного уровня в ёмкости и/или трубопроводе |
| RU2786773C1 (ru) * | 2022-06-25 | 2022-12-26 | Ооо "Смартприбор" | Устройство для определения плотности и/или вязкости жидкостей и газов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001066269A1 (de) | 2001-09-13 |
| CN1423582A (zh) | 2003-06-11 |
| EP1134038A1 (de) | 2001-09-19 |
| ATE295233T1 (de) | 2005-05-15 |
| JP2003526093A (ja) | 2003-09-02 |
| CN1239274C (zh) | 2006-02-01 |
| AU5825601A (en) | 2001-09-17 |
| EP1261437A1 (de) | 2002-12-04 |
| JP3831665B2 (ja) | 2006-10-11 |
| EP1261437B1 (de) | 2005-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2247606C2 (ru) | Устройство для определения и/или контроля заданного уровня заполнения емкости | |
| JPH0571888B2 (ru) | ||
| US5408168A (en) | Device for determining and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| US10107670B2 (en) | Apparatus for determining and/or monitoring at least one process variable | |
| US4594891A (en) | Resonating rod | |
| CN100367012C (zh) | 用于确定和/或监控至少一个物理量并且具有用于振荡激励及检测的压电驱动装置的设备 | |
| JPH0260245B2 (ru) | ||
| US5966983A (en) | Assembly for sensing and/or monitoring a predetermined level in a vessel | |
| JPH05107098A (ja) | 容器内の所定の充填レベル状態の検出監視装置 | |
| US5815079A (en) | Device for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| US7043981B2 (en) | Device for determining and/or monitoring a predetermined level in a container | |
| HU223359B1 (hu) | Berendezés tartály elõre meghatározott töltési szintjének meghatározására és/vagy megfigyelésére | |
| US7893603B2 (en) | Apparatus for determining and/or monitoring a process variable | |
| US5969621A (en) | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| US6148665A (en) | Arrangement for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| US6138507A (en) | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container through controlled transducer phase and impedance | |
| US5844491A (en) | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| JP2880502B2 (ja) | 容器内において所定の充填レベルを達成及び／又は監視する装置 | |
| CA2235037C (en) | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| CA2235027C (en) | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container | |
| WO2011039266A1 (en) | Vibration level sensor | |
| JPS63138235A (ja) | 円方向振動形比重検出装置 | |
| RU2406980C2 (ru) | Устройство для контроля предельного уровня в емкости | |
| JPH0697185B2 (ja) | 振動検出器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090302 |