SU779812A1 - Гидростатический датчик уровн жидкости - Google Patents

Description

(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

I

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах дл измерени  уровн  жидкости, основанных на измерении давлени  гидростатического столба жидкости.

Известен гидростатический датчик уровн  и плотности с температурной компенсацией, содержащий мембранный чувствительный элемент, термобаллон и замкнут.ую манометрическую систему .с индуктивным преобразователем 1J.

Недостатком такого устройства  вл етс , сложность измерительной. ., . схемы.и большое-число кинематических звеньев.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  гидростатический датчик у|ррн  жидкости, который содержит чувствительный элемент в виде сильфона и передаточный механизм в виде двуплечого рычага, на одном плече которого установлен шток сильфона, а на другом ;- преобразователь перемещени . Компейсаци  ПЛОТНОСТИ достигаетс  с помощью поплавка посто нного погружени , св занного посредством нити и блока с ме.ханиЭиом- изменени  соотношени  плеч рычага , выполненным в виде подпружиненной подвижной каретки f2.

Недостатком этого датчика  вл етс  значительна  сложность конструкции, низка  чувствительность, обусловленна .трением в механизмах передачи перемещени , а также низ .ка  точность компенсации изменени  плотности вследствие изменени  При

to перемещении каретки длины большего плеча рычага. Кроме этого, требованч  к большой величине соотношени  Плеч передающего рычага значитель- . но увеличивают габариты датчика, а

Iis температурные напр жени , возникаю-, щие в элементах передачи перемеще .ни  поплавка, вызывают дополнительную погрешность. .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и упрощение конструкции датчика.

.Цель достигаетс  за счет того, что чувствительный элемент снабжен емкостным преобразователем пёреме25 :щени  и объединен с поплавком посто нного погружени  компенсатора плотности таким образом,, что попла-вок закреплен на двух дополнительных сильф.онах между двум  кронштейнами с общей стойкой, и в нем соосно с сильфонами выполнено цилиндрическое сквозное отверстие, в котором расположен цилиндрический электрод емкостного преобразовател  перемещени , второй электрод которого установлен концентрично первому с помощью дополнительной стойки, проход щей чере: внутреннюю полость

верхнего дополнительного сильфона

и закрпеленной к верхнему кронштейну , а на нижнем кронщтейне установлен чувствительный элемент в виде сильфона, снабженный штоком,один конец которого прикреплен к подвижному днищу этого сильфона,а другой, выполненный из диэлектрика, расположен между электродами емкостного преобразовател  перемещени .

Такое выполнение датчика позвол ет свести к минимуму трение з механизме передачи перемещени  (исклю .чение составл ет лишь трение .в самих сиЛьфонах)и тем самым повысить чув ствительность, одновременно за счет

расположени  емкостного преобразо .вател  перемещени  в полости поплавка уменьшить габариты датчика и упростить конструкцию. Кроме этого,

за счет.применени  высокочувстви тёльного преобра зОвани  перемещени  в емкость по вл етс  возможность . .

повысить точность измерени  и расширить его диапазон.

На чертеже изображены кронштейны 1 и 2, креп щиес : .на общей стойке 3 к стенке емкости 4, уровеньжидкое ти в которой измер ют. К кронштейнам одними концами закреплены сильфоны 5 И б, другие концы которых герме .тично укреплены.на поплавке 7. В . /поплавке 7, часть которого показана в разреЗё, устйновлен цилиндрический электрод 8, Причемпоплавок может быть выполнен из .пенопласта в форме, обеспечивающей минимальное .вли ние уровн , а злектроды емкостного преобразовател  - из Любоййарки нержавеющей стали. Внутри электрода 8 расположен второй электрод 9 цилиндрической формы, который с помощью стойки 10, проход щей через вну рёнйюй полость верхнего сильфона 5,.неподвижно крепитс  к верхнему крднштейну 1. Измерительный силь фон. 11, воспринимающий .изменени , давлени  гидростатического столба жидкости, установлен внизу нижнего

кронштейна, а во внутренней полости сильфона установлен шток 12, одним концом креп щийс  к днищу сильфона, другойконец 13 которого, выт олненг .ный из диэлектрика (например, из

конденсита) , расположен между эле- , : ктродами преоб.раз6ватёл . Причём j

электрический койтакт осуществл ет- . с  с помощью кронштейнов, на один .из которых поступает сигнал от подвижного электрода 8, укрепленного в поплавке, через непосредственный

779812

электрический контакт с сильфоном, а сигнал от другого электрода 9 передаетс  на другой кронштейн 1 через

электропровод щую стойку10. Сильфон 11 подпружинен пружиной 14, предназначенной дл  установки диапазона измерени .

Работа устройства осуществл етс  следующим образом. .

При заполнении емкости 4 жидкостью, уровень которой измер етс , последн:   гидростатическим столбом Н оказывает давление по всей эффективной площади -измерительнога сильфона 11, при этом перемещение дна.сильфона и св занного с ним штока. 12 вместе с диэлектриком 13 будет пропорционально и уровню и плотности;

Одновременно под действием выталкивающей силы поплавок 7 перемещаетс  на сильфонах 5 и 6 пропорционально плотности жидкости.

Так как диэлектрик 13 перемещаетс  под действием давлени  гидростатического столба жидкости сильфон 11,то электрическа  емкость цииндрического конденсатора,образован ного электродами 8 и 9, будет зависеть от диэлектрической проницаембсти межэлектродного пространства, за- п олненного в начальный момент до половины длины эЛ15Ктродо.в диэлектриком .

Учитыва , что длина перекрыти  электродов зависит от перемещени  поплавка, то объем поплавка, при котором будет осуществл тьс  компенсаци  Плотности, должен опреел тьс  из формулы

2KH().. .

V

«ллц- Ал .

е Н

максимальное значение

/лаке уровн ;

Н

минимальное значение уровн ; ;

диэлектрическа  проницалл емость диэлектрика; диэлектрическа  проницаемость воздуха;

К коэффициент пройорциональ-. ностй.

Выбира  соответствующий диэлектрик измен   К подбором .соответ;ствующей сткости сильфона 11, можно получить ебуемую величину чувств.ительности/ уровню.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 165322, кл. GOiF 23/18, 12.03,62

2.Авторское свидетельство СССР W 482630, кл. G 01 F 23/14,28.02.74 (прототип).