Потенциометрический уровнемер

 

Изобретение относится к уровнемерам и позволяет повысить точность измерения и помехоустойчивости. Уровнемер выполнен в виде металлической трубы, являющейся зондом 1, погружаемым в материал и закрепленным через изолятор на технологическом резервуаре. На этом же изоляторе укреплено металлическое охранное кольцо 3, соединенное с нижним концом зонда 1 дополнительным проводом. Первый блок 6 измерения подключен между корпусом 2 резервуара и нижним концом зонда 1. Второй блок 12 измерения подключен к концам зонда . Выходы блоков измерения подключены к блоку 16 деления, таким образом, что выход первого блока 6 измерения подключен на вход числителя, а второго - на вход знаменателя. Выход блока 16 деления подключен к входу нормирующего преобразователя 17, на выходе которого формируется унифицированный сигнал. 1 ил. S Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 G 01 F 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ. ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0с

О (Л . Cd

00 (21) 4681453/10 (22) 10.04.89 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных, металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии "Днепрчерметэвтоматика (72) И.Н.Глушко и А,Д.Ищенко (53) 681.128.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

3Ф 970121, кл. 6 01 F 23/24, 1979, Авторское свидетельство СССР

В 1267164, кл. 6 01 F 23/24, 1984, (54) ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ УРОВНЕMEP (57) Изобретение относится к уровнемерам и позволяет повысить точность измерения и.. Ж 1695138 А1 помехоустойчивости. Уровнемер выполнен в виде металлической трубы, являющейся зондом 1, погружаемым в материал и закрепленным через изолятор на технологическом резервуаре. На этом же изоляторе укреплено металлическое охранное кольцо

3, соединенное с нижним концом зонда 1 дополнительным проводом. Первый блок 6 измерения подключен между корпусом 2 резервуара и нижним концом зонда 1. Второй блок 12 измерения подключен к концам зонда. Выходы блоков измерения подключены к блоку 16 деления. таким образом, что выход первого блока 6 измерения подключен на вход числителя, а второго — на вход знаменателя. Выход блока 16 деления подключен к входу нормирующего преобразователя 17, на выходе которого формируется унифицированный сигнал. 1 ил.

i 695138

3О

4О

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике, а именно к устройствам для контроля уровня электропроводных сыпучих и жидких материалов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже представлен пример выполнения предлагаемого уровнемера.

Уровнемер содержит зонд 1, выполненный из стальной трубы, закрепленной на корпусе 2 технологического резервуара при помощи изолятора (не показан), Соосно с зондом 1 на изоляторе закреплено также охранное кольцо 3, связанное с нижним кольцом зонда 1. Концы зонда 1 через токоведущий стержень 4 связаны с вторичной обмоткой питающего трансформатора 5.

Между корпусом 2 технологического резервуара и нижним концом зонда 1 подключен вход первого блока 6 измерения, состоящеro из последовательно соединенных первого входного усилителя 7, первого разделительного трансформатора 8, первого выпрямителя 8 и первого масштабирующего усилителя 10.

К нижнему и верхнему концам зонда 1 подключена первичная обмотка второго разделительного трансформатора 11 второго блока 12 измерения. Вторичная обмотка второго разделительного трансформатора

11 через второй входной усилитель 13 и второй выпрямитель 14 связана со вторым масштабирующим усилителем 15.

Выходы первого и второго масштабирующих усилителей соединены, соответств -..нно, со входами числителя и знаменателя блока 16 деления. Выход блока 16 деления через нормирующий преобразователь 17 связан с индикатором 18.

В процессе работы между резервуаром и зондом образуется контакт через сопротивление материала R . Связь между зондом и охранным кольцом осуществляется через сопротивление утечки R>>, а между охранным кольцом и резервуаром через сопротивление утечки йу2.

При подключении трансформатора 5 к сети электропитания вторичная обмотка, токоведущий стержень 4 и стальная труба зонда 1 образуют замкнутый контур, по которому протекает ток. За счет этого на концах трубы образуется падение напряжения,пропорциональное величинесопротивления трубы и величине напряжения сети.

Если часть зонда 1 погружена в материал, то между нижним концом его и верхней отметкой, образованной уровнем материала, за счет разности потенциалов через шихту, корпус резервуара и опять шихту образуется второй контур тока. Так как сопротивление корпуса резервуара пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением материала, то поверхность корпуса может . считаться эквипотенциальной. Если во втором контуре принять сопротивление материала на участке от верхней отметки зонда к корпусу равным сопротивлению материала на участке от корпуса до нижнего конца зонда, то корпус резервуара можно принять за среднюю точку образованного таким образом делителя. Поэтому на вход первого входного усилителя 7 будет подана половина падения напряжения между нижним концом и верхней отметкой уровня на зонде.

Величина этого напряжения пропорциональна уровню материала в резервуаре.

Зонд выполняет роль потенциометра, а.в качестве подвижного контакта используется электропроводный материал. На чертеже показано результирующее сопротивление материала R, Так как нижний конец зонда соединен с охранным кольцом, То при налипании материала на поверхность изолятора между зондом и охранным кольцом образуется сопротивление утечки Ry), которое оказывается включенным параллельно зонду и является дополнительной нагрузкой для питающего транса орматора 5. Налипание материала между охранным кольцом и корпусом - резервуара образует пассивное сопротивление Ryz, через которое никакой ток не протекает, Уровень напряжения, пропорциональный уровень материала в технологическом резервуаре, определяется зависимостью

К Jtht

Un =— y

Uc где К вЂ” коэффициент пропорциональности, в/м;

hi — текущее значение уровня материала в технологическом резервуаре, м;

Ц вЂ” текущее значение падения напряжения на материале, пропорциональное уровню и падению напряжения в зонде, В;

Uc — падение напряжения на зонде, В;

Up — напряжение пропорциональное уровню, 8.

Влияние нестабильности соп ротивления материала, включенного параллельно входу первого измерительного преобразователя 6, сводится к минимуму путем соответствующего увеличения входного сопротивления первого входного усилителя 7.

Влияние нестабильности элементов блоков 6 и 12 измерения сводится к минимуму выбором идентичности их характеристик, 1695138

Составитель А. Курочкин

Редактор А. Долинич Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Заказ 4154 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При погружении зонда в материал сигнал (U hi) поступает на первый входной усилитель 7 и через первый разделительный трансформатор 8 на вход выпрямителя 9.

Выпрямленный сигнал поступает на масштабирующий усилитель 10, где нормируется до расчетного значения с учетом колебаний напряжения сети и изменений в процессе работы электрическиххарактеристикзонда, а затем подается на вход числителя блока 16 деления.

Сигнал, пропорциональный Ut, поступает через второй разделительный трансформатор 11 на вход второго входного усилителя 13, далее на второй выпрямитель

14 и второй масштабирующий усилитель 15, где аналогично нормируется до расчетного значения с учетом указанных выше условий, а затем подается на вход знаменателя блока

16 деления.

На выходе блока 16 деления формируется сигнал Un, пропорциональный только уровню материала в технологическом резервуаре, который поступает на вход нормирующего преобразователя 17, На выходе нормирующего преобразователя 17 формируется сигнал в унифицированном виде и подается на вход измерительного прибора .

18, Формула изобретения

5 Потенциометрический уровнемер, содержащий зонд, выполненный в виде металлической трубы и установленный при помощи изолятора на технологическом резервуаре, питающий трансформатор, вто10 ричная обмотка которого подключена к: электрическим выводам зонда, охранное металлическое кольцо. установленное на изоляторе соосно зонду, блок измерения, подключенный входами к корпусу реэервуа15 ра и нижнему концу зонда, и индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехоустойчивости, он снабжен вторым блоком измерения и блОком деления, при этом вход

20 второго блока измерения подключен к электрическим выводам зонда, выходы первого и второго блоков измерения подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого подключен к входу индика25 тора, причем охранное кольцо соединено с нижним концом зонда.