SU916995A1 - Float-type inductive level indicator - Google Patents

Float-type inductive level indicator Download PDF

Info

Publication number
SU916995A1
SU916995A1 SU802917991A SU2917991A SU916995A1 SU 916995 A1 SU916995 A1 SU 916995A1 SU 802917991 A SU802917991 A SU 802917991A SU 2917991 A SU2917991 A SU 2917991A SU 916995 A1 SU916995 A1 SU 916995A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
float
windings
coil
magnetic
cores
Prior art date
Application number
SU802917991A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Яковлевич Едуш
Original Assignee
Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова filed Critical Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова
Priority to SU802917991A priority Critical patent/SU916995A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU916995A1 publication Critical patent/SU916995A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

(54) ПОПЛАВКОВЫЙ ИНДУКТИВНЫЙ УРОВНЕМЕР(54) FLOAT INDUCTIVE LEVEL

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к устройствам ко трол  уровн  жидкости в технологических сосудах. Известен указатель уровн  жидкости в сосудах, содержащий стальной шариковый поплавок, перемещающийс  в соответствии с изменением уровн  относительно двух индуктивных катушек , дифференциально включенных в мост переменного тока, причем с целью повышени  чувствительности та из катушек, по оси которой перемещаетс  поплавок, выполнена с переменным по высоте числом витков СИ. Недостатком данного указател  уровн  жидкости  вл етс  сравнитель но низка  чувствительность, привод ща  при метровых диапазонах контрол  к значительным погрешност м. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс , поплавковый индуктивный уровнемер. содержащий преобразователь линейного перемещени  с поплавковым чувствительным элементом и неподвижно закрепленными Х-образными магнитопрр- водами, на которых размещены обмотки, и измерительный преобразователь t21. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность при больших диапазонах измерени , котора  определ етс  рассто нием между X-образными сердечниками. Цель изобретени  - повышение точности . Указанна  цель достигаетс  тем, что в поплавковый индуктийный уровнемер , содержашдй преобразователь линейных перемещений с поплавковым чувствительным элементом и неподвижно закрепленными магнитопроводами, на которых размещены обмотки возбужде- ни , соединенные между собой согласно и подключенные к источнику возбуж- дени , и измерительные обмотки, соединенные между собой встречно-последовательно и подключенные к измерительному преоб| азователю, введен до полнительный источник возбуждени  с другой частотой, имен ций два выхода , напр жени  на которых сдвинуты на 90 друг относительно друга, а преобразователь линейных перемещений выполнен в виде гладкого ферромйгнитного стержн , охваченного поплавком с короткозамкнутым витком, на разных сторонах стержн  закреплены Ш-образнь1е магнитопроводы так, что каждый крайний стержень одного магнит опровода расположен против паза противоположного магнитопровода, а уа средние стержни.насажены дополнительные обмотки, соединенные встрр но-последовательно в пределах каждого р да и подключенные к выходам дог полнительного источника возбуждени . I На фиг. 1 представлена конструкци преобразовател  линейных перемещений на фиг. 2 - чувствительный элемент датчика - короткозамкнутый меТаллический виток, закрепленный на поплав ковом стакане, на фиг. 3 - действуЮ1ЦИЙ участок преобразовател  на фиг. 4 - характеристики действуницего участка преобразовател  на фиг.5 блок-схема поплавкового индуктивного уровнемера. Уровнемер содержит индуктивный преобразователь линейных перемещений (фиг. 1) с подвижным короткозамкнутым витком 1, свободно перемещающимс  по гладкому стержню 2, 2jf7 Шгобразных магнитопроводов .3, расположен ных в шахматном пор дке по обе стороны от стержн  2 (по п магнитопрово дов на каждой стороне) и образующих между собственными сердечниками и стержнем 2 воздушные зазоры, через которые свободно, проходит виток 1. На средние сердечники каждого магнитопровода Одеты согласно включенные обмотки возбуждени  4, подключенные к источнику Uyj а на крайние - встре но включенные измерительные обмотки 5 (фиг. З). Кроме того, на средние сердечники каждого Ш-образного магнитопровода насажены дополнительные обмотки 6 и 7, включенные встречно, причем дополнительные обмотки 6 подключены к источнику напр жени  Ug,, сдвинутому по фазе на 90 относительн напр жени  Ugj, подводимого к дополнительным обмоткам 7. Пакеты Ш-обрааных пластин скреплены между собой немагнитными металлическими уголками 8. Элементом, воспринимающим уровень жидкости,  вл етс  поплавок 9, выполненный в форме двухсменного стакана 10 (фиг. 2) из непровод щего, устойчивого к истиранию материала (например , полиэтилентерефталата), к которому сверху прикреплен виток 1, выполненный из легкого и высокопровод щего материала (например, алюмини ) . ЭДС в каждых близлежащих вторичных обмотках, наход щихс  по разным сторонам гладкого стержн , должны совпадать по фазе, а поскольку ЭДС вторичных обмоток одного магнитопровода противофазгал, то и ЭДС в близлежащих вторичных обмотках соседних магнитопроводов должны быть противофазны . Это реализуетс , в частности , согласным соединением всех первичных обмоток (чтобы потоки через виток, обусловленные МДС, разграниченными гладким стержнем, совпадали по направлешао) и встречным соединением всех вторичных обмоток. Так как магнитный поток отдельной обмотки возбуждени  практически полностью замыкаетс  в пределах собЪтвенного пакета Ы-образных пластин (Ш-образные звень  скреплены между собой немагнитным стержнем или уголком ) , то при отсутствии витка вблизи пакета результирующа  ЭДС вторичных обмоток, размещенных на крайних сердечниках такого пакета, равн етс  нулю. Дл  участка, в зоне которого находитс  виток 1 (фиг. З), зависимость выходного напр жени  от перемещени  витка дл  отдельного Ш-образного звена линейна лишь при малых смещени х витка относительно геометрической оси пакета, а дальше носит нелинеЙ1Н 1Й характер (пунктирные линии на фиг. 4). Однако суммирование ЭДС в бхшзлежащих вторичных обмотках противоположных пакетов дает линейную результирующую характеристику датчика (сплошные линии на фиг. 4). Преобразователь линейных перемещений 11 (фиг. 5) подключен своими измерительными обмотками к измерительному преобразователю 12, который обеспечивает последовательный опрос измерительных обмоток, подсчет количества магнитопроводов, погруженных в жидкость, и измерение результирукйцего напр жени  на измерительныхThe invention relates to instrumentation, namely, devices for the control of liquid level in process vessels. The liquid level indicator in the vessels is known, which contains a steel ball float moving in accordance with the level change relative to two inductive coils differentially connected to the AC bridge, and to increase the sensitivity, the coil along the axis of which moves the float is variable in height number of SI turns. The disadvantage of this liquid level gauge is a relatively low sensitivity, resulting in significant errors at meter control ranges. The closest to the proposed technical essence is an inductive float level gage. It contains a linear displacement transducer with a float sensitive element and fixedly fixed X-shaped magnetoprostherases on which windings are placed, and a measuring transducer t21. A disadvantage of the known device is low accuracy with large measuring ranges, which is determined by the distance between the X-shaped cores. The purpose of the invention is to improve accuracy. This goal is achieved by the fact that the float induction level gauge contains a linear displacement transducer with a float sensitive element and fixed magnetic conductors on which the excitation windings are interconnected according to each other and connected to the excitation source, and the measuring windings interconnected a counter-series and connected to the measuring trans | To the applicant, an additional excitation source was introduced with a different frequency, two outputs, the voltages of which are shifted by 90 relative to each other, and the linear displacement transducer is made in the form of a smooth ferromine rod covered by a float with a short-circuited coil, on different sides of the rod are fixed - shape the magnetic cores so that each extreme rod of one magnet of the wire is located opposite the groove of the opposite magnetic core, and ya middle cores. Additional windings are interconnected They are interconnected in series within each row and connected to the outputs of a supplementary excitation source. I FIG. 1 shows the construction of a linear displacement transducer in FIG. 2 - sensor element - a short-circuited metal tied coil, mounted on a float glass; in FIG. 3 shows the operation of the converter portion in FIG. 4 shows the characteristics of the current section of the converter in FIG. 5 is a block diagram of an inductive float level gage. The level gauge contains an inductive linear displacement transducer (Fig. 1) with a movable short-circuited coil 1 freely moving along a smooth rod 2, 2jf7 of curved magnetic cores .3 arranged in a checkerboard order on either side of the rod 2 (along p magnetic conductors on each side ) and forming between the cores and the core 2 air gaps, through which the coil 1 passes freely. On the middle cores of each magnetic core Odate according to the included excitation windings 4 connected to the source Uyj and n and the extreme ones include the included measuring windings 5 (Fig. 3). In addition, additional windings 6 and 7, connected in opposite, are mounted on the middle cores of each H-shaped magnetic core, and additional windings 6 are connected to the voltage source Ug ,, phase-shifted by 90 relative to the voltage Ugj supplied to the additional windings 7. Packages W-ribbed plates are bonded to each other by non-magnetic metal corners 8. The fluid level perceiving element is a float 9 made in the form of a two-shift cup 10 (Fig. 2) of a non-conducting, abrasion resistant material a bowl (for example, polyethylene terephthalate), to which top 1 is attached, which is made of a light and highly conductive material (for example, aluminum). The EMF in each nearby secondary windings located on opposite sides of a smooth rod must coincide in phase, and since the EMF of the secondary windings of one magnetic core is antiphased, then the EMF in the nearby secondary windings of neighboring magnetic cores must be out of phase. This is realized, in particular, by the consonant connection of all primary windings (so that the flows through the coil caused by MDS demarcated by a smooth rod coincide along the direction) and the counter connection of all secondary windings. Since the magnetic flux of an individual excitation winding almost completely closes within the bundle of L-shaped plates (the W-shaped links are fastened together by a nonmagnetic rod or a corner), in the absence of a coil near the packet, the resulting EMF of the secondary windings located on the outer cores of such a packet equals zero. For the section in the zone of which coil 1 (Fig. 3), the dependence of the output voltage on the coil movement for a separate W-shaped link is linear only at small displacements of the coil relative to the geometric axis of the packet, and then has a non-linear character Fig. 4). However, the summation of the EMF in the fused secondary windings of opposite packets gives a linear resulting characteristic of the sensor (solid lines in FIG. 4). The linear displacement transducer 11 (FIG. 5) is connected by its measuring windings to the measuring transducer 12, which provides a sequential interrogation of the measuring windings, counting the number of magnetic cores immersed in a liquid, and measuring the resulting voltage across

5959

обмотках. Измерительный преобразователь включает в себ  шаговый переключатель 13, подключенный своими выводами к обмоткам преобразовател  П. Запуск шагового переключател  осуществл етс  от низкочастотного импульсного генератора 14 через схему И 15, у которой на другой вход подаетс  сигнал от преобразовател  1Iwindings. The measuring transducer includes a step switch 13 connected to the windings of the converter P. by its outputs. The stepping switch is started from the low-frequency pulse generator 14 through an AND 15 circuit, which has a signal from the 1I to another input

через инвертор 16. Одновременно сигнал с выхода схемы совпадени  подаетс  на входсчетчика 17, предназначенного дл  подсчета числа погруженных в жидкость магнитопроводов. Одновременно результирующее напр жение на выходе измерительных обмоток контролируетс  вольтметром 18.through the inverter 16. At the same time, the signal from the output of the coincidence circuit is fed to the input counter 17, which is intended to count the number of magnetic cores immersed in the liquid. At the same time, the resulting voltage at the output of the measuring windings is monitored by a voltmeter 18.

Уровнемер работает следующим образ ом.The gauge works as follows.

Управл ющие импульсы с низкочастотного (5-10 Гц) импульсного генератора 14 (фиг. 5) через схему 15 поступают в обмотку управлени  шагового переключател  13 и на счетчик 17 импульсов. Шаговый переключатель 13 поочередно подключает (начина  с первой пары измерительных обмоток реобразовател  11 линейных перемеений на вход инвертора 16. Напр жение на выходе пар измерительных оботок , расположенных на крайних сер- ечниках Ш-образных магнитопрово- ов, равн етс  нулю, если виток находитс  вне зоны этого магнитопровода , и, наоборот, напр жение будет ненулевым, если в зоне магнитопровоа виток находитс . Таким образом,The control pulses from the low-frequency (5-10 Hz) pulse generator 14 (Fig. 5) through the circuit 15 enter the control winding of the step switch 13 and the pulse counter 17. The step switch 13 alternately connects (starting with the first pair of measuring windings of the transducer 11 linear shifts to the input of the inverter 16. The output voltage of the pairs of measuring windings located on the outer cores of the W-shaped magnetic conductors is zero, if the coil is out of the zone of this magnetic circuit, and, on the contrary, the voltage will be nonzero if the magnetic circuit is in the zone.

если виток будет находитьс  в зоне к-го Ш-образного магнитопровода, то на счетчик импульсов 14 поступит к . импульсов, ибо после поступлени  к-го импульса напр жение с выхода датчика поступитне только на вольтметр 18, но и на вход инвертора 16, что снимет напр жение с выхода инвертора 16, т.е. с одного из входов схемы И 15, и остановит шаговый переключатель 13. Дл  питани  дополнительных обмоток преобразовател  линейных перемещений введен дополнительный источник возбуждени  19 с частотой, отличной от частоты напр жени  питани  основного источника возбуждени  (на фиг.5 не показан) и имеющий два выхода с напр жением Ug и Ugj. сдвинутые по фа зе друг относительно друга на 90.if the coil is in the zone of the K-th U-shaped magnetic circuit, then the pulse counter 14 will go to. pulses, because after the arrival of the k-th pulse, the voltage from the sensor output will not go only to voltmeter 18, but to the input of the inverter 16, which will remove the voltage from the output of the inverter 16, i.e. From one of the inputs of the circuit, And 15, and stop the step switch 13. To supply additional windings of the linear displacement converter, an additional excitation source 19 was introduced at a frequency different from the supply voltage frequency of the main excitation source (not shown in Fig. 5) and having two outputs with voltage Ug and Ugj. shifted in phase relative to each other by 90.

Напр жение Ug питает дополнительные встречно включенные обмотки, расположенные , допустим, слева от глад9956The voltage Ug feeds the additional counter-included windings, located, for example, to the left of smooth 9956

кого стержн , а Ug расположенные справа от стержн . Размеры сердечников и пазов Ш-образтлх магнитопроводов выбраны так, что каждый крайний сердечник расположен против равного ему по ширине паза противоположного магнитопровода (фиг. 2). Таким образом дополнительные обмотии создают слабое распределение в пространстве , однозначно мен ющеес  поле (поток каждого сердечника Ш-образного магнитопровода отстает или опережает по фазе поток предыдущего или последующего противолежащего магнитопрово5 да на , т.е. бегущее поле. Сла- . бое бегущее поле будет пороо адать небольшую злектромагниткую силу, действующую на виток, сдвига  его от положени  равновеси  на незначительное рассто ние, что поз1волит однозначно определить его местонахождение . Если при создании бегущего пол  виток приподнимаетс  над уровнем жидкости и при этом напр жение увеличиваетс , это означает, что виток находитс  на участке магнитопровода , соответствующем восход щему участку характеристики, если же напр жение падает виток находитс  на спадающем участке характеристики.which rod and Ug located to the right of the rod. The dimensions of the cores and grooves of the magnetic cores of the magnetic cores are chosen so that each extreme core is located opposite to the width equal to the width of the groove of the opposite magnetic core (Fig. 2). Thus, additional windings create a weak distribution in space, an unambiguously varying field (the flow of each core of the U-shaped magnetic circuit lags or advances in phase the flow of the previous or next opposite magnetic circuit, i.e., the running field. A weak running field will be Porosity imposes a small electromagnetic force acting on the coil, shifting it from the equilibrium position to an insignificant distance, which will allow to unambiguously determine its location. the coil rises above the liquid level and as the voltage increases, this means that the coil is in the magnetic circuit section corresponding to the upstream part of the characteristic, if the voltage drops the coil is in the descending part of the characteristic.

Если при предварительном опросе шаговый переключатель нигде не остановитс  (виток в центре одного из средних сердечников), то необходимо дополнительным полем сдвинуть виток и по показанию счетчика импульсов определить уровень жидкости.If the step switch does not stop anywhere during the preliminary survey (turn in the center of one of the middle cores), then it is necessary to move the turn by an additional field and determine the level of the liquid by the pulse counter reading.

Наводки и помехи дополнительного пол , отличающиес  по частоте от основного , легко устран ютс  соответствующими фильтрами, которые став тс  на входе вольтметра.Headings and interferences from the additional field, which differ in frequency from the main field, are easily eliminated by the corresponding filters, which are placed at the input of the voltmeter.

Таким образом высота контролиру- « емого уровн  определ етс  числом поступивших на шаговый переключатель импульсов и показани ми вольтметра 18, что обеспечивает непрерьшное Измбрение уровн  по всему диапазону измерени , высокую точность измерени  при изменении уровн  в пределах одного магнитопровода и исключение неоднозначности показаний.Thus, the height of the controlled level is determined by the number of pulses arriving at the step switch and the readings of the voltmeter 18, which ensures uninterrupted level measurement over the entire measurement range, high measurement accuracy when the level changes within a single magnetic circuit and eliminates ambiguity.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 224833, кл. G 01 F 23/10, 1967.1. USSR author's certificate number 224833, cl. G 01 F 23/10, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 1 201697, кл. G 01 F 23/10, 1964 (прототип),2. Authors certificate of the USSR 1 201697, cl. G 01 F 23/10, 1964 (prototype), иг.5ig.5
SU802917991A 1980-04-30 1980-04-30 Float-type inductive level indicator SU916995A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802917991A SU916995A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Float-type inductive level indicator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802917991A SU916995A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Float-type inductive level indicator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU916995A1 true SU916995A1 (en) 1982-03-30

Family

ID=20893071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802917991A SU916995A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Float-type inductive level indicator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU916995A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108645488A (en) * 2018-07-12 2018-10-12 南海西部石油油田服务(深圳)有限公司 A kind of float-type multiphase medium distribution imager

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108645488A (en) * 2018-07-12 2018-10-12 南海西部石油油田服务(深圳)有限公司 A kind of float-type multiphase medium distribution imager
CN108645488B (en) * 2018-07-12 2023-10-13 南海西部石油油田服务(深圳)有限公司 Float type multiphase medium distribution imaging instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4210865A (en) Position sensor of linearly moving bodies
US20170074682A1 (en) Position measuring apparatus and method for operating the position measuring apparatus
US3488578A (en) Electromagnetic transmitters for positional indication
SU916995A1 (en) Float-type inductive level indicator
US3183496A (en) Position indicating arrangement
US2912767A (en) Reluctance level gauge
SU1523892A1 (en) Transformer displacement transducer
SU1647229A1 (en) Transformer-type linear displacement transducer
SU994906A1 (en) Displacement measuring device
SU870921A1 (en) Inductive pickup of displacements
SU916170A1 (en) Induction sensor
RU2023234C1 (en) Linear movement induction pickup
SU1223025A1 (en) Linear displacement transducer
SU1612206A1 (en) Differential transducer of linear displacements
SU1239513A1 (en) Transformer transducer of shifts
SU1270549A1 (en) Displacement differential-transformer transducer
SU972236A1 (en) Loose material level indicator
SU781542A1 (en) Moving-object position sensor
SU989314A1 (en) Linear displacement converter
SU995036A2 (en) Magnetic contact converter
JPS61230030A (en) Liquid level detector
SU920525A1 (en) Electromagnetic converter of movement parameters
SU1116300A1 (en) Control position indication system
SU789973A1 (en) Device for plotting dynamic inductance characteristics
SU767502A1 (en) Motion converter