SU851104A1 - Гидростатический уровнемер жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения уровня жидких сред в резервуарах, гидрологических скважинах, водоемах и т.д.

Известен гидростатический уровнемер жидкости, содержащий две разно- ⁵ великие мембраны, установленные в корпусе датчика на разных высотах. Мембраны связаны между собой поворотным коромыслом, соединенным с сер-_<в дечником трансформаторного преобразователя, который подает сигнал на следящий электропривод, перемещающий корпус датчика. Уровнемер снабжен местным и дистанционным указателем [11₁₅ Недостатком уровнемера является наличие следящей системы и кинематических звеньев(редуктор, шестерня, зубчатая рейка^, приводящих к погрешности измерения. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является гидростатический уровнемер жидкости, содержа2 щий закрепленные на разных уровнях в стенке сосуда две мембраны, два трансформаторных датчика, преобразующих перемещение в напряжение, трехобмоточный трансформатор, электрическую схему вычитания напряжений и логометр, к одному из входов которого подключено напряжение, пропорциональное выходному сигналу одного из трансформаторных датчиков, а к другому входу - разность напряжений, получаемая со схемы вычитания напряжений, включающей другой датчик [2J. Недостаток известного уровнемера заключается в малой точности измерения, так как преобразование давления столба жидкости в электрический сигнал, пропорциональный уровню, осуществляется в несколько этапов, включая преобразование напряжения первичной обмотки трехобомоточного трансформатора в напряжение его вторичных обмоток, что дает дополнительную погрешность измерения.

з 851104

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения из процесса измерения одного из этапов преобразования.

Поставленная цель достигается тем, 5 что подвижные сердечники обоих трансформаторных преобразователей закреплены на концах равноплечего уравновешенного рычага, который соединен с верхней мембраной, а нижняя мембра- ,10 на жесткой тягой связана с катушкой одного из трансформаторных преобразователей.

На чертеже изображен предлагаемый уровнемер. ~ 15

Уровнемер размещен в корпусе 1, на одной из стенок которого закреплены на на разных уровнях мембраны 2 и 3, причем мембрана 2 посредством равноплечего уравновешенного рычага 4 соединена с сердечниками 5 и 6, которые при прогибе мембраны имеют возможность свободно перемещаться внутри катушек 7 и 8 дифференциально-трансформаторных датчиков. Катушка 8 дифференциально-трансформаторного датчика соединена жесткой тягой 9 с мембраной ’3. Оба дифференциально-трансформаторных датчика подсоединены к логометру 10. Питание датчиков осуществляется от источника 11 переменного тока. Прн измерении уровня жидкости в скважинах и открытых бассейнах корпус 1 должен быть выполнен непроницаемым для жидкости и его внутренняя полость соединена^ с атмосферой.

Уровнемер работает следующим образом;

Под действием давления жидкости обе мембраны прогибаются внутрь корпуса,, что приводит к перемещенисердечников 5 и 6, а также катушки 8 на расстояния, пропорциональные соответственно давлениям Р и Рр При этом верхний дифференциально-трансформаторный датчик выдает напряжение, ⁴⁵ Пропорциональное давлению Р, а нижний - напряжение, пропорциональное разности давлений P^ - Р . Оба напряжения с датчиков подаются на вход логометра 10, который фиксирует их 5° отношение, в результате чего на выходе логометра получается величина, пропорциональная измеряемому уровню воды Н -2- I'

Р,-Р 55 где К - коэффициент пропорциональности: зависящий, от расстояния и плотности жидкости.

Катушка 8 и сердечник 6 перемещаются в одном и том же направлении, в результате чего их перемещение относительно друг друга имеет малое значе ние, зависящее от расстояния между мембранами и плотности жидкости.Это позволяет применять дифференциальнотрансформаторный датчик с малым диапазоном перемещений его сердечника, в результате чего при уменьшении диа· пазона измерений точность измерений данным датчиком соответственно повышается. В целом погрешность напряжения &U пропорционального разности давлений Р^ - Р , складывается из погрешности двух мембран, преобразующих давление жидкости в перемещение, и погрешности высокоточного дифференциально-трансформаторного датчика,рассчитанного на малый диапазон перемещений.

В известном датчике диапазон перемещений сердечников относительно катушек намного больше и зависит от переменного значения уровня жидкости И, следовательно, точность измерений та*< кого датчика_;будет меньше.

Простота конструкций, Высокая точность измерения и надежность прибора в эксплуатации обеспечивает ему широкую область применения.

Claims (2)

1. (54)ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  уровн  жидких сред в резервуарах, гидрологических скважинах , водоемах и т.д. Известен гидростатический уровнемер жидкости, содержащий две разновеликие мембраны, установленные в корпусе датчика на разных высотах. Мембраны св заны между собой поворотным коромыслом, соединенным с сер дечником трансформаторного преобразовател , который подает сигнал на след щий электропривод, перемещак цнй корпус датчика. Уровнемер снабжен местным и дистанционным указателем i Недостатком уровнемера  вл етс  наличие след щей системы и кинематических звеньев(редуктор, шестерн , зубчата  рейка |, привод щих к погрешности измерени . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  гидростатический уровнемер жидкости, содержащий закрепленные на разных уровн х в стенке сосуда две мембраны, два трансформаторных датчика, преобразующих перемещение в напр жение, трехобмоточный трансформатор, электрическую схему вычитани  напр жений и логометр, к одному из входов которого подключено напр жение, пропорциональное выходному сигналу одного из трансформаторных да тчиков, а к другому входу - разность напр жений, получаема  со схемы вычитани  напр жений , включающей другой датчик f2j. Недостаток известного уровнемера заключаетс  в малой точности измерени , так как преобразование давлени  столба жидкости в электрический сигнал, пропорциональный уровню, осуществл етс  в несколько этапов, включа  преобразование напр жени  первичной обмотки трехобомоточного трансформатора в напр жение его вторичных обмоток , что дает дополнительную погpeiuHOCTb измерени . 38 Цель изобретени  - повьшение точности измерени  за счет исключени  из процесса измерени  одного из этапов преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем что подвижные сердечники обоих транс форматорных преобразователей закреплены на концах равноплечего урав новешенного рычага, который соединен с верхней мембраной, а нижн   мембра на жесткой т гой св зана с катушкой одного из трансформаторных преобразо вателей. На чертеже изображен пр едлагаемый уровнемер. Уровнемер размещен в корпусе 1 н одной из стенок которого закреплены на разных уровн х мембраны 2 и 3, пр чем мембрана 2 посредством равноплечего уравновешенного рычага 4 соединена с сердечниками 5 и 6, которые при прогибе мембраны имеют возможность свободно перемещатьс  внутри катушек 7 и 8 дифференциально-трансформаторных датчиков. Катуипса 8 дифференциально-трансформаторного датчи ка соединена жесткой т гой 9 с мембраной 3. Оба дифференциально-трансформаторных датчика подсоединены к логометру 10. Питание датчиков осуществл етс  от источника 11 переменн го тока. При измерении уровн  жидкос ти в скважинах и открытых бассейнах корпус 1 должен быть выполнен непро ницаемым дл  жидкости и его внутренн   полость соединена, с атмосферой. Уровнемер работает следук цим образом; Под действием давлени  жидкости обе мембраны прогибаютс  внутрь корпуса,, что приводит к перемещенисердечников 5 и 6, а также катушки 8 на рассто ни , пропорциональные соответственно давлени м Р и Р. При этом верхний дифференциально-трансформаторный датчик выдает напр жение пропорциональное давлению Р, а нижний - напр жение, пропорциональное разности давлений Р. - Р . Оба напр жени  с датчиков подаютс  на вход логометра 10, который фиксирует их отношение, в результате чего на выходе логометра получаетс  величина, пропорциональна  измер емому уровню воды н К - I PfP . где К - коэффициент пропорциональнос завис щий, от рассто ни  и плотности жидкости. Катушка 8 и сердечник 6 перемещаютс  в одном и том же направлении, в результате чего их перемещение относительно друг друга имеет малое значе ние завис щее от рассто ни  между мембранами и плотности жидкости.Это позвол ет примен ть дифференциальнотрансформаторный датчик с малым диапазоном перемещений его сердечника, в результате чего при уменьшении дна пазоиа измерений точность измерений да1шым датчиком соответственно повышаетс . В целом погрешность напр жени  ли пропорционального разности давлений Р , складываетс  из погрешности двух мембран, преобразующих давление жидкости в перемещение, и погрешности высокоточного дифференц ально-трансформаторного датчика,рассчитанного на магшй диапазон перемещений . , . . - . В известном датчике диапазон перемещений сердечников относительно катушек намного больше и зависит от переменного значени  уровн  жидкости Н, следовательно, точность измерений кого датчика;будет меньше. Простота KOHCtpyK4f H, высока  точность измерени  и надежиость прибора в эксш1уатащ1И обеспечивает ему широкую область применени . Формула изобретени  Г ростатический уровнемер жидкости , содержащий две расположенные на разных уровн х мембраны, соединенные с двум  трансформаторными преобразовател ми , которые подключены к источнику питани  и логометру, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, подвижные сердечники обоих трансформаторных преобразователей закреплены на концах равноплечего уравновешенного рычага, который соединен с верхней мембраной, а нижн   мембрана жесткой т гой св зана с катушкрй одного из трансформаторных преобразователей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР №257792, кл. в 01 F 23/14, 16.05.67.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 239598, кл. S 01 F 23/14, 09.06i65 ,(прототип).