SU765660A2 - Преобразователь уровн в электрический сигнал - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  уровн  легких жидкостей .5

По основному авт. св. № 462086 известен преобразователь уровн  в электрический сигнал, содержащий измерительную трубку, частично заполненную неэлектропроводной жидкостью и диффе- Ю ренциально-трансформаторный датчик с  корем-поплавком, выполненным из немагнитопровод щей и магнитопровод щей частей в виде целиком погруженного в жидкость полого цилиндра с наглухо закрытЕзми торцами, во внутренней полости которого размещен магнитопровод щий элемент. Причем, внутри  кор поплавка расположен коаксиальный, цилиндр из немагнитопровод щего матери-2о ала, укрепленный с торцов  кор -по плавка и имеющий сквозное.отверстие дл  прохода избыточной жидкости И,

Однако у такого преобразовател  невысока  точность измерени  за счет 25 флюктуации выходного сигнала, возникак дих за счет того, что при изменении уровн  жидкости  корь-поплавок колеблетс  вокруг нулевой поперечной линии.30

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Достигаетс  это тем, что на внутренней образующей коаксиального цилиндра по многозаходным, многовитковым спиральнЕЛм лини м равномерно расположены выступы, смещенные относительно друг друга.

На фиг. 1 изображен преобразователь уровн  жидкости при стабилизированном положении  кор -поплавка, на фиг. 2 - развертка внутреннего коаксиального цилиндра со спирал ми дл  стабилизированного положени   кор поплавка , на фиг.. 3 - преобразователь уровн  при движении  кор -поплавка вверх (ферромагнитные стержни и спирали не показаны); на фиг. 4 - развертка внутреннего коаксиального цилиндра со спирал ми дл  случа  повышени  уровн  жидкости в измерительной трубке, на фиг. 5 - преобразователь уровн  при движении  кор -пр- . плавка вниз (ферромагнитные стержни и спирали не показаны); на фиг. 6 - развертка внутреннего коаксиального цилиндра со спирал ми дл  случа  понижени  уровн  жидкости в измерительной трубке, на фиг. 7 - поперечное сечение  кор -поплавка и измерительной трубки, на фиг. 8 - фрагмент поперечного сечени  активной части спи рали н. стенки внутреннего коаксиального цилиндра. Преобразователь уровн  в электрический сигнал состоит из измерительной трубки 1, частично заполненной легкой неэлектропроводной жидкостью 2,в которую погружен  корь-поплавок 3,выполненный в виде цилиндрическог тела, состо щего из наружного 4 и внутреннего 5 цилиндров из немагнитного материала. Оба цилиндра коаксиально св заны друг с другом с помощью торцов 6, имеющих сквозные отвер сти  дл  установки внутреннего цилин дра. Внутренний цилиндр 5 выполн ет роль центрального проходного канала дл  прохода избыточной жидкости. На Ьнутренней образующей коаксиального цилиндра по многозаходным, многоветковым спиральным лини м равномерно расположены выступы 7, смещенные оди относительно другого. Выступы могут быть выполнены за одно с цилиндром или укреплены на его поверхности любым известным способом. Во внутренней полости  кор -попла ка размещен магнитопровод щий элемен выполненный, например, в виде ферромагнитных стержней 8. Снаружи измерительную трубку охва тывает дифференциальный трансформато . ный датчик 9/ имеющий обмотку возбуж дени  10 и две измерительные обмотки 11 и 12, включенные по разностной сх ме. Обмотки датчика размещаютс  на катушке, котора  охватываетс  магнит провод щим корпусом (на чертеже не показаны). Трансформаторный датчик 9 вместе корпусом может жестко фиксироватьс  на заданной отметке измерительной трубки 1 дл  регистрации заданного уровн  или свободно перемещатьс  вдоль трубки при работе в след щем р жиме . Габариты  кор -поплавка выбираютс в зависимости от удельного веса жидкости . При этом верхний торец всегда совпадает с мениском жидкости. Тем самым между наружным цилиндром 4  ко р -поплавка и внутренними стенками измерительной трубки 1 всегда находи с  рабоча  жидкость, выполн юща  рол смазки, уменьша  силы трени  между сугенками измерительной трубки и телом  кор -поплавка при перемещении Последнего вдоль трубки. Устройство дл  измерени  уровн  жидкости работает следуккдим образом. На обмотку возбуждени  10 трансфо маторного датчика подаетс  переменно напр жение. Когда  корь-поплавок 3 стабилизирован по уровню жидкости в измерительной трубке 1 (см. фиг. 1), то его магнитопровод щие стержни 8 сполагаютс  по своей длине одинако во по отношению к измерительным обмоткам 11 и 12, включенным по разностной схеме. Измерительные обмотки охватывают равные магнитные потоки, навод щие в них равные ЭДС. На выходе измерительных обмоток при разностном включении в этом случае выходной сигнал uU, будет равен нулю. Если уровень жидкости в измерительной трубке изменилс , например увеличилс  (см. фиг. 3), то стабилизаци   кор -поплавка 3 по уровню нарушаетс  его положение относительно обмоток трансформаторгого датчика 9 также мен етс . Магнитные потоки, охватывающие измерительные обмотки 11 и 12, будут разными. Например, поток, охватывающий обмотку 12, будет больше потока, охватывающего обмотку 11. в измерительных обмотках навод тс  разные по амплитуде ЭДС.; доходной сигнал трансформаторного датчика 9 пропорционален степени отклонени   кор -поплавка 3 от нулевого стабилизированного положени , а фаза выходного сигнала определ етс  направлением смещени   кор -поплавка 3 тносительно нулевого положени . При повышении уровн  жидкости в измерительной трубке 1  корь-поплавок 3 поднимаетс  вверх, стрем сь зан ть стабилизированное положение. При малом зазоре между внутренние ми стенками измерительной трубки 1 и наружным цилиндром 4  кор -поплавка 3 избыточна  жидкость переходит из одной полости трубки в другую через внутренний цилиндр 5 (центральный проходной канал  кор -поплавка), на внутренйей образующей которого по многозаходным многовитковым спиральным лини м равномерно расположены выступы 7, смещенные один относительно другого . За счет подъемной силы  корьпоплавок 3 стремитс  зан ть нулевое . положение. Наличие расположенных по спиральным лини м выступов 7, выступакжцих над гладкой поверхностью внутреннего цилиндра 5, обеспечивает в дополнение к поступак цему движению  кор -поплавка 3 относительно измерительной трубки 1 также и радиальные движени  -  корь-поплавок 3 вращаетс  вокруг своей продольной оси. Магнитопровод щие стержни 8 устойчиво располагаютс  относительно-измерительных обмоток трансформаторного датчика 9. При этом поток жидкости, срыва сь с одного выступа 7, проходит интервгш между выступами и на своем пути встречает преп тствие в виде другого выступа 7, за счет чего поток жидкости, протекающий через внутренний цилиндр 5, становитс  турбулентным. Равнодействующа  реактивных сил в каждый момент времени мен ет свое направление,  корь-поплавок 3 дополнительно к поступательному и вращательному движеПИЯМ испытывает вибрации. В совокупности повышаетс  динамика  кор -поплавка 3. При понижении Уровн  жидкости в измерительной трубке 1 (см. фиг. 5) часть  кор -поплавка 3 может оказать с  над поверхностью мениска жидкости Под действием собственной силы т жес ти  корь-поплавок, враща сь, стремит с  зан ть нулевое стабилизированное полож,ение. Радиальные перемещени  обеспечиваютс  проходом жидкости через внутренний коаксиальный цилиндр за счет реактивных сил, возникающих при взаимодействии потока с винтовыми спирал ми (см. фиг. 6), Срывы потока с выступов 7 создают турбулентное течение потока, равнодействующа  сил которого в каждый момент времени мен ет свое направление, создава  вибрации  корю-поплавку и уменьша  тем самым силы сцеплени  части  кор поплавка , оказавшейс  над поверхностью мениска рабочей жидкости, с внутренними стенками измерительной трубки . .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 462086, кл. G 01 F 23/12, 1973. Винтовое враццательно-поступательное движение кор -поплавка при работе в след щем режиме повышает точность измерени  за счет уменьшени  флюктуации выходного сигнала, так как повышаетс  устойчивость  кор -поплавка в продольно-осевом направлении и уменьшаетс  его вргицение относительно нулевой поперечной линии. Вибраци   кор -поплавка 3 повышает его чувст- вительность. Формула изобретени  Преобразователь уровн  в электрический сигнал по авт. св. I 462086, отличающийс  тем, что, с целью повышени  и точности , на бнутренней образующей коаксиального цилиндра по многозаходным, многовитковым спиральным лини м равномерно расположены выступы, смещенные один относительно другого.

Т Л 7,

Фиг.1

Фаг.1

бУЛи 

ftve.3

Stt

-ff

Фиг.

Фт.5

Arc.f

ФтЛ

Фи.8