Уровнемер

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 551ЯП атаев @йетса

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 2734бО (22) Заявлено 25.06.75 (21) 2148297/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (51) М. Кл G 01F 23j10

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР ле делам изобретений и открытий (53) УДК 681.128.82 (088,8) (45) Дата опубликования описания 13.04.78 (72) Авторы изобретения

И. А. Набиев, P. М. Ахмедов и Ф. А. Махмудов

Азербайджанский институт нефти и химии им. M. Азизбекова (71) Заявитель (54) УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к индуктивным уровнемерам и может найти применение при измерении и сигнализации предельного уровня нефти и нефтепродуктов в резервуарах.

Известны поплавковые датчики уровня, содержащие поплавок с постоянным магнитом, . ветикальную измерительную трубу с размещенными в ней преобразователями, выполненными в виде ферромагнитного сердечника с обмотками, пространственно размещенными в трубе из немагнитного материала, причем обмотки в каждом разряде соединены параллельно, а каждый разряд подключен к соответствующим обмоткам генератора импульсов через резисторы, служащие для съема сигнала (1, 2).

Известен также уровнемер, содержащий поплавок с катушкой, помещенной в ферромагнитный цилиндр и подсоединенной к РС-нагрузке, направляющую с распределенными на ней индуктивными катушками, разбитыми на группы, соответствующие по высоте ферромагнитному цилиндру, и по группам, включенным в колебательный контур автогенератора (3).

Однако известные уровнемеры не позволяют осуществить одновременно с измерением уровня непосредственную сигнализацию предельных уровней жидкости.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции уровнемера.

Это достигается тем, что направляющая снабжена установленным на заданном пре5 дельном уровне диэлектрическим ограничителем перемещения, в котором размещена обмотка, подсоединенная к емкости, а по всей длине направляющей намотана дополнительная обмотка, отдельно включенная в колебательный контур автогенератора, в цепь обратной связи которого подключена дополнительная емкость в исходном положении опросного устройства.

На фиг. 1 и 2 изображены соответственно

15 кинсматическая и электрическая принципиальные схемы описываемого уровнемера.

Уровнемер содержит кодирующую маску 1, выполняющую одновременно роль направляющей с распределенными на ней индуктивными катушками 2, дополнительную обмотку 3, намотанную по всей длине направляющей, поплавок 4, внутри которого размещен цилиндр

5 из ферромагнитного материала с встроенной в него катушкой б, нагруженной на РС-нагрузку 7, ограничитель 8 перемещения с обмоткой 9, подсоединенной к емкости 10, который можно установить на заданном предельном (максимальном или минимальном) уровне.

551513

55 б0

Электрическая схема уровнемера содержит генератор синусоидальных колебаний (автогенератор), собранный на транзисторе Т>, опросное устройство 11, усилитель 12, формирователь 13 импульсов. Индуктивные катушки 2 направляющей разбиты на соответствующие разрядные группы и последовательно по группам подключаются к колебательному контуру автогенератора, собранного на транзисторе

Т, посредством транзисторных ключей T> — Т.

Направляющая снабжена дополнительной обмоткой 3, отдельно подключенной к колебательному контуру автогенератора посредством транзисторного ключа Т> и в цепь обратной связи автогенератора включена дополнительная емкость С> с помощью транзистора То.

При этом обмотка 3 и емкость С подключаются при нулевом положении опросного устр о йств а 11.

Уровнемер работает следующим образом.

В исходном состоянии опросное устройство

11 находится в нулевом положении (т. е. на шине 0 имеется высокий потенциал, а на остальных шинах — нулевой потенциал), и транзисторный ключ всегда находится в открытом состоянии, а следовательно, и дополнительная обмотка 3 оказывается подключенной к колебательному контуру автогенератора.

Параметры колебательного контура, размещенного в ограничителе перемещения, подбираются таким образом, что его собственная частота отличается от частоты автогенератора в исходном состоянии опросного устройства

11, когда к автогенератору подключается дополнительная обмотка 3. Поэтому, когда уровень жидкости будет находиться в заданном диапазоне, то ограничитель 8 практически не оказывает никакого влияния на работу автогенератора и последний находится в режиме устойчивой генерации. При этом с выхода формирователя 13 в исходном состоянии схемы снимается сигнал О.

Если уровень жидкости достигает заданного предельного значения, поплавок 4 упирается в ограничитель 8 и в результате взаимодействия обмотки 9 ограничителя 8, дополнительной обмотки 3 направляющей и катушки 6, размещенной в поплавке 4, в колебательный контур автогенератора вносятся дополнительные потери (в исходном состоянии опросного устройства), нарушаются условия самовозбуждения автогенератора, в результате чего происходит срыв генерации колебаний. При этом с выхода формирователя 13 снимается сигнал 1, Таким образом осуществляется сигнализация предельного уровня жидкости.

Для эффективного воздействия катушки 6, размещенной в ферромагнитном цилиндре 5 поплавка 4, необходимо, чтобы частота колебаний автогенератора с дополнительной обмотко" 3 соответствовала собственной частоте колебательной системы, размещенной в поплавке 4 и ограничителе 8 перемещения (при упирании поплавка к ограничителю). Это осуществляется соответствующим выбором емко5

50 сти С>. Однако при этом изменяется коэффициент включения контура (Р) в коллекторную цепь, что приводит к изменению условия самовозбуждения автогенератора, т. е. к изменению чувствительности элемента съема информационного сигнала.

Условия самовозбуждения автогенератора определяются выражением

Q=

h)g (1 + fPoc 4h (hing + >>) 1+ ос 1+Кс / ) где Q — добротность колебательного контура; р — волновое сопротивление контура;

Р— коэффициент включения контура в коллекторную цепь;

ʄ— коэффициент обратной связи

ЬЬ=Ь„-܄— Ь» Ь»

41, 12> tI21> 22 — параметры транзистора.

Изменение условия самовозбуждения от изменения Р,можно компенсировать регулировкой коэффициента обратной связи К„. С этой целью в электрическую схему уровнемера введена емкость С, которая подключается одновременно с обмоткой 3 в исходном состоянии схемы (т. е. в нулевом положении опросного устройства 11 посредством транзистора To).

Величина емкости С определяется исходя из условия самовозбуждения автогенератора при подключении к его колебательному контуру разрядных групп катушек 2 с учетом P.

Следует отметить, что описанный способ сигнализации уровня позволяет перемещать ограничитель 8 перемещения по всей длине направляющей и установить его в любой заданной точке, включая и диапазон измерения.

При этом влияние колебательного контура ограничителя 8 на индуктивные катушки 2, а следовательно, и на цикл измерения практически отсутствует из-за различных частот их настройки.

1 аким образом, снабжение направляющей сплошной обмоткой 3, отдельно включенной в колебательный контур автогенератора, ограничителем 8 перемещения с обмоткой 9, подключенной к емкости 10, и установленным на заданном предельном уровне, а также включение в цепь обратной связи дополнительной емкости С позволяет, не выполняя цикла измерения, непосредственно определить нахождение уровня в заданном диапазоне измерения и осуществить сигнализацию выхода ее за предельные значения или за шкалу преобразования. При этом последнее дает возможность использовать для контроля уровня жидкости в технологических емкостях уровнемеры с укороченной шкалой преобразования, что позволяет значительно повышать надежность, точность, а также упрощать конструкцию этих уровнемеров.

Формула изобретения

Уровнемер по авт. св. Хо 273460, отлич аю шийся тем, что, с целью сигнализации заб51513 данного предельного уровня жидкости, повышения надежности и упрощения конструкции, направляющая снабжена установленным на заданном предельном уровне диэлектрическим ограничителем перемещения, в котором размещена обмотка, подсоединенная к емкости, а по всей длине направляющей намотана дополнительная обмотка, отдельно включенная в колебательный контур автогенератора, в цепь обратной связи которого подключена дополнительная емкость в исходном положении опросного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. Датчики контроля и регу5 лирования, М., «Машиностроение», 1965, с. 412.

2. Авторское свидетельство СССР №267110, кл. G 01F 23/06, 27.05.68.

3. Авторское свидетельство СССР № 273460, кл. G 01F 23/12, 09.04.69.

Редактор Л. Скляревская

Составитель А, Афонин

Техред И. Михайлова Корректор Л. Брахннна

Заказ 919/9 Изд. № 353 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное