RU88799U1

RU88799U1 - SEDIMENT LEVEL SIGNAL IN ELECTRIC WIRE FLUID

Info

Publication number: RU88799U1
Application number: RU2009123610/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Никифорович Суковатицин; Алексей Иванович Протасов
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Сигнализатор уровня осадка в электропроводной жидкости, содержащий измеритель разности токов (или напряжений) и два вихретоковых датчика с индуктивными чувствительными элементами, заключенными в отдельные диэлектрические корпуса, которые вставлены в дополнительные диэлектрические корпуса, герметично установленные в отверстиях в стенке контролируемого резервуара, при этом один из датчиков, измерительный, установлен на заданном уровне осадка, а второй, компенсационный, установлен над первым, отличающийся тем, что сигнализатор снабжен индикатором знака разности токов (или напряжений), а наружный диаметр дополнительного корпуса компенсационного датчика больше наружного диаметра дополнительного корпуса измерительного датчика в 1,1-1,5 раза. ! 2. Сигнализатор уровня осадка в электропроводной жидкости, содержащий измеритель разности токов и два вихретоковых датчика с индуктивными чувствительными элементами, заключенными в отдельные диэлектрические корпуса, которые вставлены в дополнительные диэлектрические корпуса, герметично установленные в двух отверстиях в стенке контролируемого резервуара, причем один датчик, измерительный, установлен на заданном уровне осадка, а второй, компенсационный, установлен над первым, отличающийся тем, что коэффициент преобразования удельной электрической проводимости в выходной сигнал тока у компенсационного датчика на 10-40% меньше, чем у измерительного датчика.1. An indicator of the level of sediment in an electrically conductive liquid, comprising a current difference (or voltage) meter and two eddy current sensors with inductive sensing elements enclosed in separate dielectric housings that are inserted into additional dielectric housings sealed in openings in the wall of the controlled reservoir, one of the sensors, measuring, is installed at a given level of sediment, and the second, compensation, is installed above the first, characterized in that the signaling device is equipped with n indicator sign of the difference currents (or voltages), and the outer diameter of the secondary body sensor compensation greater than the outer diameter of the additional measurement sensor housing in 1,1-1,5 times. ! 2. A sludge level indicator in an electrically conductive liquid, comprising a current difference meter and two eddy current sensors with inductive sensing elements enclosed in separate dielectric housings, which are inserted into additional dielectric housings, hermetically installed in two holes in the wall of the controlled tank, and one sensor, measuring , installed at a given level of sediment, and the second, compensation, installed above the first, characterized in that the specific conversion coefficient electrical conductivity in the output current signal from the compensation sensor is 10-40% less than that of the measuring sensor.

Description

Группа полезных моделей относится к электрическим устройствам контроля уровня сыпучего материала в электропроводной жидкости, в частности, к вихретоковым сигнализаторам уровня границы раздела двух электропроводных жидких сред в технологической емкости.A group of utility models relates to electrical devices for monitoring the level of bulk material in an electrically conductive liquid, in particular, to eddy current signaling devices for the level of the interface between two electrically conductive liquid media in a process vessel.

Например, в гидрометаллургическом производстве магния после извлечения его методом выщелачивания из мелких твердых частиц серпентинита отработанные пористые частицы этого минерала непрерывно ссыпаются по вертикальному трубопроводу, заполненному слабым раствором соляной кислоты, в накопительный резервуар с этим же раствором.For example, in the hydrometallurgical production of magnesium, after its extraction by leaching from small solid particles of serpentinite, the spent porous particles of this mineral are continuously poured through a vertical pipeline filled with a weak solution of hydrochloric acid into a storage tank with the same solution.

Для обеспечения своевременного начала операции выгрузки осадка отработанного серпентинита из резервуара он должен быть снабжен сигнализатором заданного верхнего уровня осадка.To ensure the timely start of the operation of unloading the precipitate of spent serpentinite from the reservoir, it should be equipped with an alarm of a predetermined upper level of sediment.

Сигнализатор должен удовлетворять следующим требованиям:The detector must meet the following requirements:

- погружаемые в резервуар детали сигнализатора должны быть стойкими к агрессивной жидкости, в частности, к горячей концентрированной соляной кислоте, сливаемой через накопительный резервуар при аварии на технологической установке;- the detector parts immersed in the tank must be resistant to aggressive liquids, in particular, to concentrated hot hydrochloric acid, drained through the storage tank in the event of an accident at a process plant;

- сигнализатор должен работать при электропроводимости осадка пористых твердых частиц на 38% меньше электропроводимости жидкости над осадком;- the detector should work with the electrical conductivity of the sediment of porous solid particles 38% less than the conductivity of the liquid above the sediment;

- сигнализатор должен безошибочно срабатывать при накоплении осадка в резервуаре до заданного верхнего уровня при концентрации соляной кислоты в резервуарной жидкости в два раза больше и в два раза меньше средней (регламентной) концентрации, а также при увеличении на 15% концентрации кислоты в жидкости над осадком в конце операции загрузки резервуара;- the alarm should work correctly when the sediment accumulates in the tank to a predetermined upper level when the concentration of hydrochloric acid in the reservoir liquid is two times higher and two times lower than the average (regulatory) concentration, as well as with a 15% increase in the acid concentration in the liquid above the sediment in end of tank loading operation;

- демонтаж и повторный монтаж чувствительных элементов датчиков сигнализатора не должен нарушать герметичность накопительного резервуара.- dismantling and reinstalling the sensitive elements of the sensors of the signaling device must not violate the tightness of the storage tank.

Известны измерительные приборы, действие которых основано на трехкратной разности электропроводимостей природной воды и грунтового осадка в ней (Силин Н.А., Пищенко Н.А., Диминский К.В., Кондаков В.Н., Стовбун И.И. Приборы для измерения параметров гидротранспортирования твердых материалов. Киев; Изд-во АН Украинской ССР, 1963, с.168-170, рис.107, 111). Эти приборы успешно используют для контроля высоты отложения грунтового осадка в трубопроводах. Прибор для измерения слоя отложения в трубе содержит четыре трехэлектродных датчика, встроенных в стенку трубы, три из которых - на боковой стенке на разной высоте от нижнего донного датчика. Все датчики подключены к мосту переменного тока, в диагональ которого включены последовательно миллиамперметр переменного тока и переключатель, позволяющий подключать его к центральному электроду любого из датчиков. При отсутствии грунтового осадка мост сбалансирован и показания миллиамперметра на любом датчике минимальные. Существенное увеличение показаний миллиамперметра на каком-то датчике означает, что на высоте этого датчика есть грунтовый осадок.Known measuring instruments, the action of which is based on a three-fold difference in the electrical conductivities of natural water and ground sediment in it (Silin N.A., Pishchenko N.A., Diminsky K.V., Kondakov V.N., Stovbun I.I. measuring the parameters of hydrotransportation of solid materials. Kiev; Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1963, p.168-170, Fig. 107, 111). These devices are successfully used to control the height of sediment in the pipelines. The device for measuring the deposition layer in the pipe contains four three-electrode sensors embedded in the pipe wall, three of which are on the side wall at different heights from the bottom bottom sensor. All sensors are connected to an alternating current bridge, the diagonal of which is connected in series with an alternating current milliammeter and a switch that allows it to be connected to the central electrode of any of the sensors. In the absence of soil sediment, the bridge is balanced and the milliammeter reading on any sensor is minimal. A significant increase in the milliammeter readings on some sensor means that there is soil sediment at the height of this sensor.

Основные недостатки этого прибора заключаются в том, что металлические электроды датчиков разрушаются в агрессивной жидкости, в частности в растворе соляной кислоты, и электродные датчики невозможно демонтировать, не нарушив герметичность трубы или иной технологической емкости, в которой они размещены. Указанные недостатки свидетельствуют о том, что этот прибор не приспособлен для работы в накопительном резервуаре, заполненном раствором соляной кислоты.The main disadvantages of this device are that the metal electrodes of the sensors are destroyed in an aggressive liquid, in particular in a solution of hydrochloric acid, and electrode sensors cannot be dismantled without violating the tightness of the pipe or other technological vessel in which they are placed. These shortcomings indicate that this device is not suitable for operation in a storage tank filled with hydrochloric acid solution.

Более совершенен бесконтактный индуктивный (вихретоковый) датчик для обнаружения поверхности раздела двух электропроводных жидких сред, в частности расплавленного металла и шлака по заявке Франции №2238920, МПК G01F 23/26, В23К 9/18, B22D 11/00, 1975 г. Этот датчик принят в качестве прототипа.A more advanced non-contact inductive (eddy current) sensor for detecting the interface between two electrically conductive liquid media, in particular molten metal and slag according to French application No. 2238920, IPC G01F 23/26, V23K 9/18, B22D 11/00, 1975. This sensor adopted as a prototype.

Преимущества этого датчика перед электродным состоят в его индуктивном или, другими словами, вихретоковом способе определения разницы электропроводимости двух смежных жидких сред и в торцовой форме корпуса, обеспечивающей высокую точность измерения уровня жидкого металла под слоем шлака.The advantages of this sensor over the electrode lie in its inductive or, in other words, eddy current method for determining the difference in electrical conductivity of two adjacent liquid media and in the end face of the casing, which provides high accuracy of measuring the level of liquid metal under the slag layer.

Датчик-прототип содержит разомкнутую магнитную систему с Ш-образной формой магнитопровода (из двух магнитопроводов U-типа), на среднем стержне которого размещена рабочая обмотка, а на двух крайних - две одинаковых измерительных обмотки. Магнитная система установлена концами трех стержней вперед на плоское немагнитное дно стаканообразного корпуса, помещенного с зазором в другой (дополнительный) корпус тоже с немагнитным дном. В зазоре между корпусами циркулирует хладоагент. Датчик помещен и надежно загерметизирован в сквозном отверстии в боковой стенке плавильной печи на заданном уровне, причем все обмотки магнитной системы выставлены на одной вертикали друг над другом. Способ крепления и конструкция датчика позволяют при необходимости выполнять демонтаж и повторный монтаж внутреннего корпуса с магнитной системой без демонтажа наружного корпуса, т.е. без разгерметизации отверстия в стенке плавильной печи.The prototype sensor contains an open magnetic system with a U-shaped magnetic circuit (of two U-type magnetic cores), on the middle core of which there is a working winding, and on the two extreme ones two identical measuring windings. The magnetic system is mounted with the ends of the three rods forward onto a flat non-magnetic bottom of a glass-like body, placed with a gap in another (additional) case, also with a non-magnetic bottom. The refrigerant circulates in the gap between the enclosures. The sensor is placed and securely sealed in the through hole in the side wall of the melting furnace at a predetermined level, and all the windings of the magnetic system are aligned vertically one above the other. The mounting method and the design of the sensor allow, if necessary, to dismantle and reassemble the inner case with the magnetic system without dismantling the outer case, i.e. without depressurization of the hole in the wall of the melting furnace.

Измерительные обмотки по индуцируемому в них напряжению соединены друг с другом встречно, при отсутствии около дна корпуса жидкого металла магнитный поток среднего стержня магнитопровода разделяется на два равных потока в каждом крайнем стержне и напряжения на выводах каждой измерительной обмотки тоже одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе, а суммарное выходное напряжение датчика равно нулю. Максимальное выходное напряжение получается тогда, когда поверхность раздела металла и шлака находится на уровне середины рабочей обмотки магнитной системы. Максимальное выходное напряжение датчика является сигналом о достижении металлом заданного уровня.The measuring windings by the voltage induced in them are connected to each other in the opposite direction, in the absence of a liquid metal near the bottom of the body of the magnetic flux, the magnetic flux of the middle core of the magnetic circuit is divided into two equal fluxes in each extreme rod and the voltages at the terminals of each measuring winding are also the same in amplitude, but opposite in phase , and the total output voltage of the sensor is zero. The maximum output voltage is obtained when the interface between the metal and slag is at the level of the middle of the working winding of the magnetic system. The maximum output voltage of the sensor is a signal that the metal has reached a predetermined level.

Основной недостаток датчика - прототипа состоит в его низкой чувствительности к удельной электрической проводимости жидкости из-за чрезвычайно малого коэффициента потокосцепления между нижней (также и верхней) измерительной обмоткой и контролируемой жидкостью, вихревые токи в которой оказались в таком датчике (торцевого вида) за пределами магнитопровода магнитной системы. Этот недостаток не повлиял на успешное использование датчика на плавильной печи только благодаря очень большой проводимости расплавленного металла-около трех миллионов Сименс на метр (См/м) и малой проводимости расплавленного шлака (не более 10000 См/м). Удельная электрическая проводимость раствора соляной кислоты при концентрации 12 г/л всего 15 См/м, т.е. в двести тысяч раз меньше, чем у металла, и обнаружить датчиком - прототипом поверхность осадка пористых частиц в растворе кислоты скорее всего невозможно.The main disadvantage of the prototype sensor is its low sensitivity to the electrical conductivity of the liquid due to the extremely low flux linkage between the lower (as well as the upper) measuring coil and the controlled fluid, in which eddy currents are in such a sensor (end-view) outside the magnetic circuit magnetic system. This disadvantage did not affect the successful use of the sensor in the smelting furnace only because of the very high conductivity of the molten metal — about three million Siemens per meter (S / m) and the low conductivity of the molten slag (not more than 10,000 S / m). The specific electrical conductivity of a hydrochloric acid solution at a concentration of 12 g / l is only 15 S / m, i.e. two hundred thousand times less than that of a metal, and it is most likely impossible to detect with a prototype sensor the surface of the sediment of porous particles in an acid solution.

Другие недостатки датчика - прототипа заключаются в близости (по высоте размещения) измерительных обмоток, из-за чего может получиться потеря сигнала о большом уровне металла, когда он поднимется выше верхней (фактически, компенсационной) измерительной обмотки, и тогда выходное напряжение датчика окажется повторно равным нулю. И последний недостаток датчика - большой наружный диаметр корпуса вследствие Ш-образной формы магнитопровода и трех обмоток на его стержнях по сравнению с датчиком с однообмоточным стержневым чувствительным элементом.Other disadvantages of the sensor-prototype are the proximity (in height of placement) of the measuring windings, which can result in the loss of a signal about a large level of metal when it rises above the upper (actually, compensating) measuring winding, and then the output voltage of the sensor is repeatedly equal to zero. And the last disadvantage of the sensor is the large outer diameter of the housing due to the U-shaped magnetic circuit and three windings on its rods compared to a sensor with a single-winding rod sensitive element.

Заявляемое техническое решение направлено на устранение перечисленных недостатков.The claimed technical solution is aimed at eliminating the above disadvantages.

Изучение конструкции и работы накопительного резервуара на экспериментальной установке выщелачивания магния из серпентинита, определения концентрации кислоты в резервуаре и измерения электропроводимости раствора и осадка, а также испытания вариантов опытных образцов сигнализаторов позволило авторам реализовать цель полезной модели - создать сигнализатор новой конструкции: безошибочно срабатывающий при разной концентрации реагентного вещества в растворе (от 12 до 48 г/л соляной кислоты).Studying the design and operation of the storage tank at the experimental plant for leaching magnesium from serpentinite, determining the acid concentration in the tank and measuring the conductivity of the solution and sediment, as well as testing the options of the pilot models of signaling devices allowed the authors to realize the purpose of the utility model - to create a new design of the alarm device: it works correctly at different concentrations reagent substance in solution (from 12 to 48 g / l hydrochloric acid).

Предлагаемый для экспертизы сигнализатор, как и прототип, содержит вихретоковый (индуктивный) измерительный датчик, размещенный на заданном уровне раздела осадка и жидкости, и известный измеритель разности токов (или напряжений), а также компенсационный вихретоковый датчик, установленный выше измерительного.The signaling device proposed for examination, like the prototype, contains an eddy current (inductive) measuring sensor located at a predetermined level of sediment-liquid separation, and a known current difference (or voltage) meter, as well as a compensating eddy current sensor installed above the measuring one.

Новый технический результат достигается (в первом варианте, по первому пункту формулы полезной модели) за счет того, что он снабжен индикатором знаков разности токов (или напряжений), и чувствительные элементы датчиков вставлены в пустотелые цилиндрические корпуса (гильзы) из диэлектрического материала, стойкого в соляной кислоте, герметично закрепленные на стенке резервуара, а наружный диаметр корпуса компенсационного датчика больше диаметра корпуса измерительного датчика в 1,1-1,5 раза.A new technical result is achieved (in the first embodiment, according to the first paragraph of the utility model formula) due to the fact that it is equipped with an indicator of the signs of the difference in currents (or voltages), and the sensitive elements of the sensors are inserted into hollow cylindrical bodies (sleeves) made of dielectric material resistant to hydrochloric acid, hermetically fixed to the tank wall, and the outer diameter of the housing of the compensation sensor is 1.1-1.5 times larger than the diameter of the housing of the measuring sensor.

Во втором варианте, по второму пункту формулы полезной модели, этот же технический результат достигается за счет того, что коэффициент преобразования электропроводимости в выходной сигнал у компенсационного датчика на 10-40% меньше, чем у измерительного датчика при одинаковых наружных диаметрах корпусов, закрепленных на стенке резервуара.In the second embodiment, according to the second paragraph of the utility model formula, the same technical result is achieved due to the fact that the coefficient of conversion of electrical conductivity to the output signal of the compensation sensor is 10-40% less than that of the measuring sensor with the same outer diameters of the housings mounted on the wall reservoir.

Заявляемая полезная модель соответствует критериям патентоспособности: обладает новизной, так как из уровня техники заявителем не выявлено техническое решение, характеризуемое такой же совокупностью признаков, и промышленно применима, так как сигнализатор и все его признаки выполнимы и воспроизводимы. Ничто в предлагаемом техническом решении не противоречит и не мешает использованию его в промышленном производстве с достижением ожидаемого технического результата. Доказательство тому - нижеприведенное описание конструктивного выполнения сигнализатора и его работы.The inventive utility model meets the criteria of patentability: it has novelty, since the applicant has not identified a technical solution characterized by the same set of features, and is industrially applicable, since the signaling device and all its signs are feasible and reproducible. Nothing in the proposed technical solution does not contradict and does not interfere with its use in industrial production with the achievement of the expected technical result. Proof of this is the following description of the design of the detector and its operation.

На прилагаемом к описанию полезной модели рисунке представлен вариант выполнения заявляемого технического решения. Сигнализатор уровня осадка диэлектрических частиц в накопительном резервуаре с электропроводной жидкостью содержит измерительный 1 и компенсационный 2 вихретоковые (индуктивные) датчики, измеритель 3 разности токов (или напряжений) и индикатор 4 знаков «плюс» и «минуса разности токов. Часть корпуса датчиков 1 и 2, в которой размещен их чувствительный элемент - цилиндрическая катушка индуктивности с размещенным в ней стержневым магнитопроводом 5 - выполнена в виде заглушенной на конце тонкостенной трубки 6 из диэлектрического материала. Эта часть корпуса датчиков 1 и 2 снабжена дополнительным диэлектрическим корпусом, соответственно, 7 и 8 в виде заглушенной на одном конце цилиндрической гильзы. Наружный диаметр дополнительного корпуса 7 компенсационного 2 датчика больше, чем измерительного 1. Разница наружных диаметров дополнительных корпусов 7 и 8 должна быть в пределах 1,1-1,5 раза.The figure attached to the description of the utility model shows an embodiment of the claimed technical solution. The signaling device of the sediment level of dielectric particles in the storage tank with electrically conductive liquid contains measuring 1 and compensation 2 eddy current (inductive) sensors, a meter 3 of the difference of currents (or voltages) and an indicator 4 of plus and minus signs of the current difference. The part of the sensor housing 1 and 2, in which their sensitive element is placed - a cylindrical inductor with a core magnetic core 5 located in it - is made in the form of a dielectric material 6 which is muffled at the end of a thin-walled tube 6. This part of the sensor housing 1 and 2 is equipped with an additional dielectric housing, respectively, 7 and 8 in the form of a cylindrical sleeve plugged at one end. The outer diameter of the additional housing 7 of the compensation 2 of the sensor is larger than the measuring 1. The difference in the outer diameters of the additional buildings 7 and 8 should be in the range 1.1-1.5 times.

Дополнительный корпус 7 измерительного датчика 1 герметично закреплен, например, фланцем 9 в сквозном отверстии на стенке резервуара так, что центр его чувствительного элемента 5 находится на заданном уровне осадка.The additional housing 7 of the measuring sensor 1 is hermetically fixed, for example, by a flange 9 in the through hole on the wall of the tank so that the center of its sensing element 5 is at a predetermined level of sediment.

Так же закреплен на стенке (или на крышке) резервуара компенсационный датчик 2, но центр его чувствительного элемента 5 размещен существенно выше, чем у измерительного 1, по крайней мере на столько, чтобы поверхность осадка при нормальных операциях загрузки и выгрузки осадка никогда не доходила до его дополнительного корпуса 8. Датчики 1 и 2 могут легко извлекаться из дополнительных корпусов 7 и 8. Это возможно, например, благодаря резьбе в отверстиях фланцев, закрепляющих корпуса 7 и 8 на стенке резервуара, и такой же резьбе на основных корпусах 6 датчиков 1 и 2 и контргайках 10 на них. Таким образом, накопительный резервуар может быть выполнен (изготовлен) сразу с двумя гильзами (карманами) 7 и 8 для установки в них датчиков 1 и 2. При этом гильзы будут выполнять роль корпусов 7 и 8.A compensation sensor 2 is also mounted on the wall (or on the lid) of the tank, but the center of its sensitive element 5 is located significantly higher than that of measuring 1, at least so that the surface of the sediment during normal operations of loading and unloading of sediment never reaches its additional housing 8. The sensors 1 and 2 can be easily removed from the additional housings 7 and 8. This is possible, for example, due to the threads in the holes of the flanges that secure the housings 7 and 8 to the tank wall, and the same thread on the main housings 6 sensors 1 and 2 and locknuts 10 on them. Thus, the storage tank can be made (manufactured) immediately with two sleeves (pockets) 7 and 8 for installing sensors 1 and 2 in them. At the same time, the sleeves will act as housings 7 and 8.

В противоположных от чувствительного элемента 5 конце корпуса 6 обоих датчиков 1 и 2 размещены электронные измерительные преобразователи, выходные сигналы которых прямо пропорциональны удельной электрической проводимости жидкости, окружающей дополнительные корпуса 7 и 8 датчиков.At the end of the housing 6 of both sensors 1 and 2, opposite from the sensing element 5, electronic measuring transducers are placed, the output signals of which are directly proportional to the electrical conductivity of the liquid surrounding the additional housing 7 and 8 of the sensors.

Наружный диаметр дополнительного корпуса 7 компенсационного датчика 2 может быть вычислен по формуле:The outer diameter of the additional housing 7 of the compensation sensor 2 can be calculated by the formula:

где D_к и D_из - наружные диаметры дополнительных корпусов 8 и 7 компенсационного 2 и измерительного 1 датчиков;where D _to and D _of are the outer diameters of the additional housings 8 and 7 of compensation 2 and measuring 1 sensors;

σ_ос и σ_ж - удельные электрические проводимости, соответственно, осадка частиц и чистой жидкости при средних температуре и концентрации растворенных в жидкости технологических веществ.σ _OS and σ _W are the specific electrical conductivities, respectively, of the sediment of particles and pure liquid at an average temperature and concentration of technological substances dissolved in the liquid.

Заявляемая полезная модель может быть реализована иначе, по второму пункту формулы, когда дополнительные корпуса 7 и 8 выполнены с одинаковым наружным диаметром, а датчики 1 и 2 выполнены с разными коэффициентами преобразования удельной электропроводимости жидкости в выходной сигнал, причем коэффициент компенсационного датчика 2 (К_к) на 10-40% меньше, чем у измерительного датчика 1 (К_и) и вычислялся по формуле:The inventive utility model can be implemented differently, according to the second paragraph of the formula, when additional bodies 7 and 8 are made with the same outer diameter, and the sensors 1 and 2 are made with different coefficients of conversion of the electrical conductivity of the liquid into the output signal, and the coefficient of the compensation sensor 2 (K _to ) 10-40% less than that of the measuring sensor 1 (K _and ) and was calculated by the formula:

Заявляемый сигнализатор уровня работает следующим образом. В начале операции загрузки частиц минерала в резервуар в нем находится жидкость, под воздействием которой был выгружен (вытеснен сильной струей) предыдущий осадок; концентрация и электропроводимость ее, скорее всего, минимальные. Чувствительные элементы 5 датчиков 1 и 2 индуцируют в жидкости вихревые токи вокруг наружных цилиндрических поверхностей дополнительных корпусов 7 и 8, при этом сила вихревых токов около компенсационного датчика 2 меньше в основном из-за большей длины жидкостного «проводника» вокруг большего диаметра дополнительного корпуса 8 этого датчика 2; выходные сигналы тока у датчиков 1 и 2 при отсутствии осадка тоже разные (у компенсационного датчика 2 сигнал меньше). Разность токов (ток компенсационного датчика 2 минус ток измерительного датчика 1) в этот начальный момент загрузки резервуара имеет отрицательный знак.The inventive level switch operates as follows. At the beginning of the operation of loading particles of the mineral into the reservoir, there is a liquid in it, under the influence of which the previous sediment was unloaded (displaced by a strong jet); its concentration and electrical conductivity are most likely minimal. The sensing elements 5 of the sensors 1 and 2 induce eddy currents in the fluid around the outer cylindrical surfaces of the additional housings 7 and 8, while the force of the eddy currents around the compensation sensor 2 is smaller mainly due to the longer length of the liquid "conductor" around the larger diameter of the additional housing 8 sensor 2; the current output signals from sensors 1 and 2 in the absence of sediment are also different (for compensation sensor 2, the signal is less). The current difference (current of the compensation sensor 2 minus the current of the measuring sensor 1) at this initial moment of loading the tank has a negative sign.

При загрузке резервуара частицами минерала вытесняемая ими часть жидкости выходит в приемную трубу, а концентрированная жидкость из пор частиц переходит в жидкость резервуара, поэтому концентрация ее в конце загрузки увеличивается на 15-20% и выходные сигналы датчиков 1 и 2 настолько же увеличиваются. При достижении поверхностью осадка заданного уровня - центра чувствительного элемента 5 измерительного датчика 1 - сила вихревого тока вокруг его корпуса 7 уменьшится, потому что элементарные линии тока (воображаемые) вынуждены огибать множество неэлектропроводных частиц осадка, выходной сигнал измерительного датчика 1 тоже уменьшится и разность сигналов окажется близка к нулю. При незначительном дополнительном увеличении уровня осадка отрицательный знак разности на индикаторе 4 изменится на положительный. Смена знака разности сигналов датчиков 1 и 2 - это сигнал завершения процесса загрузки резервуара.When the reservoir is loaded with mineral particles, the part of the liquid displaced by them goes into the receiving pipe, and the concentrated liquid from the pores of the particles passes into the reservoir liquid, therefore, its concentration at the end of the load increases by 15-20% and the output signals of sensors 1 and 2 also increase. When the surface of the sediment reaches a predetermined level - the center of the sensing element 5 of the measuring sensor 1 - the eddy current strength around its body 7 will decrease, because the elementary streamlines (imaginary) are forced to go around many non-conductive particles of the precipitate, the output signal of the measuring sensor 1 will also decrease and the signal difference will turn out to be close to zero. With a slight additional increase in the level of sediment, the negative sign of the difference on indicator 4 will change to positive. Changing the sign of the difference between the signals of sensors 1 and 2 is a signal that the tank loading process is complete.

Нулевая разность выходных сигналов датчиков 1 и 2 в заявляемой полезной модели инвариантна по отношению к электропроводимости контролируемой жидкости. Если в момент нулевой разности каким-то образом, например, от мгновенного разогрева на +60°С чистой жидкости и осадка в ней, электропроводимость жидкости увеличилась на 50%, но тогда выходные сигналы обоих датчиков 1 и 2 тоже увеличатся на 50% и нулевая разность сигналов сохранится.The zero difference of the output signals of the sensors 1 and 2 in the claimed utility model is invariant with respect to the electrical conductivity of the controlled fluid. If at the time of the zero difference in some way, for example, from instant heating of clean liquid and sediment in it at + 60 ° С, the electrical conductivity of the liquid increased by 50%, but then the output signals of both sensors 1 and 2 also increase by 50% and zero the difference of the signals is saved.

При работе сигнализатора уровня по второму пункту формулы полезной модели в начальный момент загрузки осадка чувствительные элементы 5 обоих датчиков 1 и 2 находятся в чистой жидкости, но выходной ток компенсационного датчика 2 меньше, чем у измерительного 1 из-за меньшего коэффициента преобразования электропроводности. Далее работа сигнализатора уровня аналогична работе сигнализатора по пункту 1 формулы.When the level switch according to the second paragraph of the utility model formula is used, at the initial moment of sediment loading, the sensitive elements 5 of both sensors 1 and 2 are in a clean liquid, but the output current of the compensation sensor 2 is lower than that of measurement 1 due to the lower conductivity conversion coefficient. Further, the operation of the level indicator is similar to the operation of the indicator according to paragraph 1 of the formula.

Применение дополнительных корпусов 7 и 8 разных диаметров на вихретоковых датчиках 1 и 2 и индикатора знаков «плюс» и «минус» разности сигналов датчиков 1 и 2 позволило исключить ошибочные «срабатывания» сигнализатора при непредвиденном уменьшении в 2 раза электропроводимости жидкости в резервуаре и в осадке пористых частиц отработанного минерала. Размещение дополнительных корпусов 7 и 8 датчиков 1 и 2 на стенке резервуара дало возможность производить монтаж и демонтаж датчиков 1 и 2 на работающей технологической установке без ее останова.The use of additional housings 7 and 8 of different diameters on eddy current sensors 1 and 2 and an indicator of the signs “plus” and “minus” of the difference between the signals of the sensors 1 and 2 made it possible to eliminate erroneous “triggering” of the signaling device with an unexpected decrease in the conductivity of the liquid in the tank and sediment by 2 times porous particles of the spent mineral. The placement of additional buildings 7 and 8 of sensors 1 and 2 on the tank wall made it possible to mount and dismantle sensors 1 and 2 on a working process unit without stopping it.

Из вышеизложенного следует, что заявляемый сигнализатор обладает существенными преимуществами перед известными сигнализаторами уровня поверхности раздела двух электропроводных жидкостей. Его преимущества заключаются в безошибочности подачи сигнала при достижении заданного уровня осадка пористых частиц и в возможности быстрой замены неисправных датчиков без остановки технологического процесса на установке.From the above it follows that the inventive signaling device has significant advantages over the known level switches of the interface between two electrically conductive liquids. Its advantages are the error-free signal when reaching a predetermined level of sediment of porous particles and the ability to quickly replace faulty sensors without stopping the process at the installation.

Claims

1. An indicator of the level of sediment in an electrically conductive liquid, comprising a current difference (or voltage) meter and two eddy current sensors with inductive sensing elements enclosed in separate dielectric housings that are inserted into additional dielectric housings sealed in openings in the wall of the controlled reservoir, one of the sensors, measuring, is installed at a given level of sediment, and the second, compensation, is installed above the first, characterized in that the signaling device is equipped with n indicator sign of the difference currents (or voltages), and the outer diameter of the secondary body sensor compensation greater than the outer diameter of the additional measurement sensor housing in 1,1-1,5 times.

2. A sludge level indicator in an electrically conductive liquid, comprising a current difference meter and two eddy current sensors with inductive sensing elements enclosed in separate dielectric housings, which are inserted into additional dielectric housings, hermetically installed in two holes in the wall of the controlled tank, and one sensor, measuring , installed at a given level of sediment, and the second, compensation, installed above the first, characterized in that the specific conversion coefficient electrical conductivity in the output current signal from the compensation sensor is 10-40% less than that of the measuring sensor.