SU1113679A1 - Датчик уровнемера - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК УРОВНЕМЕРА, содер ащий упругий чувствительный элемент с измерительной обмоткой, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повы шени  надежности устройства, упругий чувствительный элемент выполнен в виде вертикально установленной- герметичной капсулы, верхн   и нижн   части которой представл ют собой сферы из упругого эластичного материала , сообщающиес  между собой посредством канала в средней части капсулы, соосно с которым расположена измерительна  обмотка, причем нижн   часть капсулы заполнена ферромагнитной жидкостью, а верхн   часть -:- газом, чувствительный элемент и измерительна  обмотка размещены в замкнутом цилиндрическом корпусе, выполненном из диэлектрического материала и имеющем вверху и внизу отверсти . (О со Од vl со

Description

Изобретение относитс  к области прнборостроени , а именно к устройствам контрол  уровн  жидкостей, и может быть использовано при дистанционном измерении в ре-, зервуарах большой высоты, например в нефтехранилищах большого объема.

Известен датчик уровнемера, содержащий поплавковый чувствительный элемент и индуктивный преобразователь перемещени , включающий в себ  расположенные коаксиальнр вдоль измер емого диапазона обмотку возбуждени  и измерительную обмотку , состо щую из двух смежных секций, включенных встречно, при этом .измерительна  обмотка выполнена ступенчато через интервалы, равные длине перемещаемого экрана , намоточные данные обмотки в пределах каждого интервала посто нны. Поплавок с электромагнитным экраном  вл етс  чувствительным элементом уровн  жидкости, а измерительна  обмотка представл ет собой индуктивность 1.

Недостаток известного устройства заключаетс  в его контсруктивной сложности, возрастающей с увеличением диапазона измерени  уровн  жидкости.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  датчик уровнемера, содержащий упругий чувствительный элемент, измерительную обмотку и магнитопровод, жестко соединенный с упругим элементом и измен ющий свое положение относительно нее при изменении объема упругого чувствительного элемента 2. Недостатками известного датчика уровнемера  вл етс  сложность конструкции, обусловленна  выполнением упругого чувствительного элемента в виде сй пьфона и наличием р да последовательно сопр женных узлов, а именно чувствительного элемента, магнитопровода, и измерительной обмотки, что снижает надежность устройства, а также трудоемкость измерени  на больших глубинах , так как дл  этого необходим специальный трубопровод.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике уровнемера, содержащем упругий чувствительный элемент с измерительной обмоткой , чувствительный элемент выполнен в виде вертикальной герметичной капсулы, верхн   и нижн   части которой представл ют собой сферы из упругого эластичного материала, сообщающиес  между собой посредством канала в узкой части капсулы, соосно с которым расположена измерительна  обмотка, причем.нижн   часть капсулы заполнена ферромагнитной жидкостью, а верхн   - газом, чувствительный элемент и измерительна  обмотка размещены в замкнутом цилиндрическом корпусе, выполненном из диэлектрического материала и имеющем вверху и внизу отверсти .

На фиг. 1 представлен конструктивный вид датчика уровнемера; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Датчик уровнемера содержит чувстви5 тельный элемент в виде вертикальной герме тичной полой капсулы I, верхний и нижний концы которой представл ют собой тонкостенные сферы 2 и 3 из упругого эластичного материала (например, в случае обычной жидкости это резина, при контактировании с производными нефти -.миканит), сообщающиес  между собой посредством узкого канала 4, и измерительную обмотку в виде тороидальной катушки 5. Нижн   часть капсулы - сфера 3 - заполнена ферромаг5 нитной жидкостью, а верхн   ее часть - сфера 2 - воздухом. Катушка 5 имеет гидрофобное покрытие и расположена соосно с каналом 4. Все элементы датчика размещены в замкнутом цилиндрическом корпусе 6 из диэлектрического материала, в верхней и нижней част х которого имеютс  соответствующие отверсти  7 дл  выравнивани  давлени  жидкости внутри и снаружи корпуса 6, а его основание снабжено фланцем дл  креплени  датчика. Сфери5 ческа  форма концов капсуль 1 рациональна с точки зрени  получени большей площади боковой поверхности при определенных габаритах, что предопредел ет высокую чувствительность датчика.

0 Датчик размещаетс  ка днище резервуара , уровень жидкости в котором измер етс . При этом под действием наружного гидростатического давлени  происходит обжатие сфер 2 и 3 из упругого эластичного материала вертикальной герметичной полой капсулы 1, в результате чего воздух в сфере 2,  вл ющийс  сжимаемой средой, сдавливаетс , а ферромагнитна  жидкость в сфере 3,  вл юща с  практически несжимаемой средой, выдавливаетс  в канал 4.

Это приводит к росту магнитной проницаемости сердцевины катушки 5 и таким образом к увеличению ее индуктивности.

По мере снижени  уровн  жидкости соответственно ослабевает наружное гидростатическое давление на стенки сфер 2 и 3, которые за счет упругих свойств увеличиваютс  в объеме, в св зи с чем падает давление воздуха внутри сферы 2, а объем ферромагнитной жидкости в канале 4 уменьщаетс  ввиду стекани  (всасывани ) ее

внутрь сферы 3, что влечет к пропорциональному уменьшению индуктивности катушки 5.

Катушка 5 подключаетс  к соответствующему электроизмерительному прибору, например измерителю добротности, отсчет5 ное устройство которого с учетом предварительной калибровки датчика, например в гидробарокамере, по данным удельных весов определенных жиДкгхтей градуируетс  непосредственно в единицах высоты уровн .

Таким образом, данной разработке датчика уровнемера присуща чрезвычайна  простота устройства, предопредел юща  его компактность. В его конструкции отсутствуют подвижные элементы, что повыщает надежность работы. Кроме того, следует отметить высокую чувствительность измерени , так как малейщие перепады уровн , про вл ющиес  в соответствующих измерени х гидростатического давлени  жидкости , фиксируютс  датчиком ввиду значительных различий магнитных проницаемостей воздуха и ферромагнитной жидкости в центральном канале катушки индуктивности , что трансформируетс  в пропорциональное изменение ее полного .сопротивлени . Датчик не имеет ограничений по измер емому диапазону контролируемого уровни жидкости. Важным приложением датчика уровнемера на практике  вл етс  контроль уровней бьефов гидроэлектростанций, запасов воды в водохранилищах и т. д.

/3

ai.2

Claims (1)

1. ДАТЧИК УРОВНЕМЕРА, содержащий упругий чувствительный элемент с измерительной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности устройства, упругий чувствительный элемент выполнен в виде вертикально установленной- герметичной капсулы, верхняя и нижняя части которой представляют собой сферы из упругого эластичного материала, сообщающиеся между собой посредством канала в средней части капсулы, соосно с которым расположена измерительная обмотка, причем нижняя часть капсулы заполнена ферромагнитной жидкостью, а верхняя часть — газом, чувствительный элемент и измерительная обмотка размещены в замкнутом цилиндрическом корпусе, выполненном из диэлектрического материала и имеющем вверху и внизу отверстия.

   Риз. 1