SU974134A1 - Индукционный уровнемер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике Измерени  уровн  электропроводимых жидкостей, преимущественно жидких металлов и их сплавов.

Известен дискретный индуктивный уровнемер, представл ющий собой N параллельно включенных индуктивных мостов, питающие диагонали которых подключены к генератору звуковой частоты, а сигнальные диагонали подключаютс  поочередно на вход вторичного электронно-релейного блока . Первичный преобразователь выполнен из N + 2 соосно расположенных рабочих катушек индуктивности, намотанных из жаростойкого провода на керамические каркасы. Остальные N+ 2 катушек наход тс  в головке датчика. Рабочие катушки в объект контрол  вставл ютс  в герметичном чехле из нержавеющей стали 1.

Недостатками данно.го уровнемера  вл ютс  сложность конструкции, . большие габариты и вес первичного преобразовател , температурный дебаланс мостов, происход щий из-за температурного градиента по высоте датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс 

дискретный уровнемер, содержащийt .немагнитный металлический корпус с расположенными в нем индуктором магнитного пол , выполненным в виде р да посто нных магнитов, -два р да электродов, установленных в корпусе диаметрально противоположно друг другу и подключенных к индикатору 2..

Недостатками известного уровнемера

10  вл ютс  низка  чувствительность и невозможность измерени  уровн  неподвижного металла, что снижает точность измерени  и ограничивает воэможлость применени .

15

Цель изобретени  - повышение точности и расширение области применени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее немаг20 нитный металлический корпус с расположенными внутри индуктором магнитного пол  и двум  р дами электродов , размещенных на внутренней , поверхности корпуса диаметрально

25 противоположно друг другу и подключенных к индикатору, введен источник т-фазного напр жени , а индуктор магнитного пол  выполнен в виде m обмоток, навитых по спирали на m

30 стержней,, расположенных параллельно по окружности ро сдвигом в простран стве на угол l , причем одни конm цы обмоток соединены между собой и с шиной нулевого потенциала, а другие подключены к источнику т-фаз ного напр жени , фазы которого сдви нуты во времени одна относительно другой на угол ll, где m целое w число, больше единицы. Дл  увеличени  магнитного потока рассе ни  обмоток и повышени  за счет этого чувствительности уровнемера , стержни выполнены из ферромаг нитного материала, их концы изогнуты под углом 90°к их ос м и обращен к стенке корпуса уровнемера. На фиг. 1 приведена конструкци  уровнемера; на фиг. 2 - график зависимости напр жени  на электродах от толщины стенки корпуса и нал чи  среды; на фиг. 3 - расположение магнитных силовых линий. В немагнитном корпусе 1 (фиг. 1 установлены идентичные по конструкции обмотки 2(здесь изображены три обмотки), намотанные по спирали на стержн х 3, которые расположены по окружности и сдвинуты в пространст ве на уголИ.. Дл  улучшени  техноло гии сборки Обмотки 2 со стержн ми расположены в цилиндрических пазах немагнитного барабана 4. С внутрен поверхностью корпуса 1 электрическ св заны потенциальные электроды 5, проложенные в пазах барабана 4. Па зы расположены на противоположных концах произвольно выбранного диаметра барабана 4, а шаг между точками креплени  потенциальных электродов к корпусу выбран в соот ветствии с допустимой величиной дискретности измерени  уровн . Кон цы и начала обмоток б, а также выводы потенциальных электродов 5 раскоммутированы в головке уровнемера 7 на штепсельном разъеме 8. С помощью фланца 9 уровнемер крепитс к объекту контрол . Внутренн   полость корпуса 1 закрыта крышкой 10 Работа уровнемера основана на использовании закона электромагнит ной индукции. При подключении обмоток индукто к т-фазному источнику переменного напр жени , фазы которого сдвинуты во времени, так же как и обмотки Т.е. на угол ,, в пространствеJ образуютс  m пульсирующих магнитных полей, суперпозици  которых дает вращающеес  магнитное поле, неизменна  амплитуда которого равн m где максимальна  ампл . ф .1 оЬм. тудачмагнитного потока одной обмотки , а частота вращени  равна частоте пульсаций во времени магнитного пол  одной обмотки. Вращающеес  магнитное поле наводит в стенке корпуса 1 и в электропроводной среде, в которую он погружен, ЭДС электромагнитной индукции, котора  в стенке, непогруженной в электропроводную среду, пропорциональна толщине стенки корпуса, а в месте погружени  корпуса в рабочую среду - пропорциональна толщине стенки, плюс глубина проницани  электромагнитного пол  в среду. Вследствие этого между стенкой корпуса и точкой рабочей среды, достаточно удаленной от стенки, существует скачок напр жени , который в обозначени х, прин тых на диаграмме (U-r) (фиг. 2), выражаетс  так ди Umctx-Uui, где U-напр жение; г - рассто ние от внутренней поверхности корпуса до данной точки рабочей среды; /- толщина стен- , ки; Ощ - напр жение шумов уровнемера (за счет ЭДС наводимой в стенке); , уровень полезного сигнала, фиксируемый индикатором. Практически достаточно удаленной точкой рабочей среды может служить точка на противоположной стенке корпуса, так как в момент времени , когда вектор напр женности вращающегос  магнитного пол  равен-Ф L. ООМ на одной стороне корпуса, на другой стороне он равен нулю. Попарно подключа  диаметрально противоположные точки на вход выдокочастотного обегающего устройства вторичного прибора, находим верхнюю отметку уровн  среды на корпусе уровнемера по по влению первого сверху скачка напр жени  на соответствующей паре электродов. Дл  того, чтобы повысить чувствительность уровнемера за счет повышени  интенсивности вращающегос  магнитного пол , обмотки намотаны на ферромагнитных сердечниках, а чтобы магнитное поле глубже проникало в рабочую среду и также увеличивало полезный сигнал уровнемера, концы сердечников изогнуты под углом 90° к их ос м и обращены к стенке корпуса (фиг. 3). Такое выполнение индуктора магнитного пол , взаимодействующего с рабочей средой, дает возможность контролировать как быстро мен ющиес , так и неподвижные уровни среды, что в свою очередь расшир ет возможности применени  предлагаемого уровнемера, позвол ет использовать его дл  контрол  уровн  жидкометаллических теплоносителей в  дерной энергетике, а также дл  тарировки расходомеров.

Claims (2)

1.-Авторсксзе, свидетельство СССР

№ 295922, кл. G 01 F 23/26, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 3215965/18-10, кл. G 01 Р 23/26, 1 1980, (прототип).