SU673858A1 - Тепловой уровнемер - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОВОЙ УРОВНЕМЕР

1

Изобретение относитс  к измерению уровн  жидкости и может найти применение дл  контрол  различного рода технологических процессов, а также в качестве топливомера на транспортных средствах.

Известны тепловые уровнемеры, работа которых основана на тепловом принципе, в частности на эффекте возникновени  термо-ЭДС в разнородных проводниках при разной температуре их спаев.

Известен тепловой уровнемер жидкости, содержащий термобатарею, элементы которой выполнены в виде последовательно соединенных хромель-копелевых термопар, распределенных по высоте контролируемой емкости. В качестве вторичного прибора уровнемер снабжен вольтметром. Кроме того уровнемер снабжен источником посто нного тока и реле времени, исполнительный контакт которого включен последовательно в цепь термобатареи и имеет два фиксированных положени , в одном из которых к термобатарее подключен источник посто нного тока дл  нагрева, а в другом - вольтметр 1. Дл  повышени  точности замеров (уменьшени  дискретности показаний)

термобатаре  выполнена многор дной, а элементы одного р да смешены по высоте относительно элементов другого р да. Этот известный уровнемер характеризуетс  недостаточной точностью измерени  в период,

когда термобатаре  подключена к источнику посто нного тока, замер не производитс  и стрелка вольтметра стоит на нуле, а в период подключени  термобатареи к вольтметру (собственно замера) происходит бросок

стрелки с последующим периодом затухани  ее колебаний, а также низкой чувствительностью , св занной с дискретностью его показаний . Все это обусловлено наличием содержащегос  в его конструкции противоречи . Так, дл  повыщени  точности показаний (уменьшени  дискретности) необходимо, чтобы элементы термобатареи (холодные и гор чие спаи) располагались по высоте, как можно ближе один к другому, но это требование находитс  в противоречии с тем. что

дл  обеспечени  функционировани  термобатареи ее элементы по высоте должны быть расположены на значительном рассто нии один от другого, исключающем теплопередачу между гор чими и холодными спа ми по

материалу проволоки. Но при редком расположении спаев по высоте увеличиваетс  дискретность показаний уровнемера и одновременно снижаютс  его точность и чувствительность к изменению уровн . Указанное противоречие в уровнемере устранено только частично за счет того, что термобатаре  выполнена многор дной, а SvieMeHTbi одного р да смещены по высоте относительно элементов другого р да. Такое решение усложн ет конструкцию термобатареи, так как дл  существенного снижени  дискретности требуетс  больщое количество р дов термобатареи , но при этом холодные и гор чие спаи соседних р дов размещаютс  близко один к другому и теплообмен между ними осуществл етс  через окружающую среду, Известен тепловой уровнемер, содержащий термобатарею, гор чие и холодные спаи которой распределены по высоте, подогреватель , установленный по линии размещени  гор чих спаев, вторичный прибор и источник тока 2. В этом известном уровнемере подогреватель расположен в зоне гор чих спаев термопар, что повышает точность но незначительно.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и чувствительности. В описываемо.м уровнемере это достигаетс  тем, что в нем термобатаре  выполнена в виде спирали, гор чие спаи которой расположены диаметрально противоположно холодным спа м.

Fia фиг. 1 показана принципиаль а  схема управлени ; на фиг. 2 - термобатаре  и подогреватель, поперечное сечение.

В баке 1 с жидкостью установлен каркас 2 из изол ционного .материала. На каркас 2 намотана термобатаре  3, изготовленна  из спа нных отрезков проволокиИз хромел  и копел . Гор чие спаи (например , нечетные) 4-расположены диаметрально противоположно холодным (четным спа м ) 5. В пазу ребра каркаса 2 установлен подогреватель 6 в герметической оболочке. С подогревателем 6 в тепловом контакте наход тс  гор чие спаи 4. Электрически спаи 4 изолированы от подогревател  6. В цепь термобатареи 3 включен вторичный прибор 7, представл ющий собой милливольтметр , шкала которого нроградуирована в линейных единицах. Дл  замера объема жидкости по ее уровню шкала вторичного прибора может быть проградуирована в единицах объема. Подогреватель 6 с помощью проводников и выключател  8 соединен с источником 9 тока. Дл  защиты от брызг и механических повреждений термобатаре  установлена в перфорированный кожух 10. При работе в электропровод щих или агрессивных жидкост х термобатаре  может быть защищена с помощью соответствующих защитных покрытий. Дл  замера объема жидкости в баках неправильной формы термобатаре  может быть намотана с переменным шагом в соответствии с изменением объема бака по высоте. Каркас 2 выполнен ребристым, это сделано дл  уменьшени  вли ни  на показани  уровнемера тепловой инерции каркаса.

При включении выключател  8 нагреваетс  подогреватель 6 и разогревает гор чие спаи 4. Диаметрально противоположные спаи 5 при этом остаютс  холодными. Спаи

4,наход щиес  ниже уровн  жидкости,охлаждаютс  ею, и температура их близка к те.мпературе холодных спаев 5. Спаи 4, расположенные выше уровн  жидкости,наход тс  под воздействием подогревател  и температура их выше, чем температура наход щихс  выше уровн  жидкости спаев

5.При разности температуры между спа ми в цепи термобатареи возникает термоЭДС , замер ема  вторичным приборо 7.

Показани  вторичного прибора наход тс  в обратной зависимости от уровн  жидкости , так как при снижении уровн  жидкости в генерировании термо-ЭДС участвует больша  часть термобатареи.

При полном баке стрелка вторичного прибора отклон етс  па минималыплй угол, при пустом баке стрелка вторичного прибора отклон етс  на макси.мальный угол.

Таким образом за счет формы выполнени  термобатареи дискретность показаний описываемого уровнемера сведена к минимуму и практически неощутима, что повышает его точность. Кроме того,элементы термобатареи по высоте в уровнемере расположены близко один от другого, это одновременно с повыгпением точности повып1ает и его чувствительность, так как на единицу высоты приходитс  бол1)Шое количество спаев, а значит развиваетс  и больша  термо-ЭДС

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 302617, кл. G 01 F 23/22, 1967.

2.Патент США № 3964311, кл. 73-295 1976.

J