Уровнемер

Уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей. Целью изобретения является повышение чувствительности. П - образный магнитопровод 4 образован стойками 6, 7 и сердечником дросселя 3. Между стойками 6, 7 размещен поплавок 8 с ферромагнитным якорем 9. Якорь 9 снабжен двумя профилированными полюсными наконечниками 10, 11. Якорь 9 установлен наклонно, при этом восходящая ветвь его снабжена пригрузом 17, а нисходящая - понтоном 16. При изменении уровня жидкости понтон сохраняет положение ватерлинии 20, а полюсные наконечники 10, 11 обеспечивают постоянный контакт со стойками 6, 7, для чего полюсные наконечники 10, 11 выполнены в виде ограниченных меридиальными плоскостями (с двугранным углом β) пояса вытянутого эллипсоида вращения, большая полуось C которого совмещена с вертикальной осью Z магнитопровода 4. Соотношение осей эллипсоида не менее 10. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1520349 (51)4 G 01 F 23/72, 23/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 иа.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4282259/24-10 . (22) 24 ° 06. 87 (46) 07.11.89. Бюл. 11 41 (71) Одесский государственный университет им. И.И.Мечникова (72) А.И.Гительман и Н.Г.Дрик (53) 681.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 666435, кл. г, 01 F 23/72, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

V 549688, кл. G 01 F 23/22, 1975. (54) УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к технике контроля и измерения уровня жидкостей. Целью изобретения является повышение чувствительности, П-образный магнитопровод 4 образован стойками

6, 7 и сердечником дросселя 3. Между стойками 6, 7 размещен поплавок 8 с

Ферромагнитным якорем 9. Якорь 9 снабжен двумя профилированными по люсными наконечниками 10, 11, Якорь 9

1520349 установлен наклонно, при этом восходящая ветвь его снабжена пригрузом

17, а нисходящая - понтоном 16. При изменении уровня жидкости понтон сохраняет положение ватерлинии 20, а полюсные наконечники 10, 11 обеспечивают постоянный контакт со стойками 6, 7, для чего полюсные наконечИзобретение относится к технике контроля и измерения уровня. 15

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг.1 представлен уровнемер, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - схема образования 20 геометрической формы полюсов; на фиг.4 — схема баланса сил на поплавке, размещенном между стойками магнитопровода, на фиг.5 - полюсные наконечники, сечение. 25

Уровнемер содержит резервуар 1, контролируемую жидкость 2, дроссель 3

c П-образным магнитопроводом 4 и измерительной катушкой 5. Между стойками 6 и .7 П-образного магнитопровода g0 размещен поплавок 8 с ферромагнитным якорем 9, который снабжен двумя профилированными полюсными наконечниками 10 и 11, расположенными один выше другого. Стойки 6 и 7 выполнены в горизонтальном сечении в виде круг" лого кольца, рассеченного двумя щелями 12 и 13 (фиг,2). Кромки стоек 6 и 7 снабжены вертикальными буртиками 14 и 15, выполненными из диамаг- 40 нитного материала, и изолированы от дна резервуара

Ферромагнитный якорь 9 установлен между стойками 6 и 7 наклонно к горизонту и имеет на нисходящей ветви узел крепления понтона 16 положительной плавучести, а на восходящей ветви - узел крепления балластного гру-, за 17. Понтон 16 и груз 17 выполнены из диамагнитного материала. 50

Полюсные наконечники 10 и 11 представляют собо" ограниченные меридиональными плоскостями с двугранным углом р (фиг.3) отсеков пояса вытянутого эллипсоида вращения, меньшая полуось которого равна Ь, а большая полуось С совмещена с вертикальной осью Z магнитопровода 4, при соотноники 10, 1i выполнены в виде ограниченных меридиональными плоскостями (с двугранным углом р) пояса вытянутого эллипсоида вращения, большая полуось С которого совмещена с вертикальной осью Е магнитопровода 4, Соотношение осей эллипсоида не менее

10. 5 ил. шении осей эллипсоида не менее 10 (фиг.5).

Измерительная катушка 5 включена в мостовую измерительную схему 18 переменного тока с вторичным прибором 19.

На понтоне 16 нанесена отметка ватерлинии 20, которая размещена выше кромки верхнего из полюсных наконечников 11 так, что при работе уровнемера ферромагнитная часть поплавка

8 погружена в контролируемую жидкость.

Из условий баланса сил (фиг,4) угол наклона ферромагнитного якоря 9 к горизонту выбирается из соотношения где Ы - угол наклона якоря к горизонту, Р - выталкивающая сила поплавка, погруженного до ватерлинии, приложенная! к узлу крепления понтона, при этом Р = G;

G - сила от веса поплавка, приложенная в точке Ц;

К - расстояни". от внутренней поверхности стоек до точек приложения силы веса и выталкивающей силы, Ь вЂ” ширина (внутренний диаметр) свободного пространства между стойками магнитопровода

f - коэффициент трения.

В зависимости от используемых материалов для изготовления магнитопровода 4 и деталей поплавка 8 толщина полюсных наконечников 1О и 11 в вер" тикальном (фиг.5) и горизонтальном сечениях может быть переменной.

Уровнемер работает следующим обРазом.

В исходном состоянии при пустом резервуаре поплавок находится на дне .

5 15203

При поступлении. жидкости понтон 16 обеспечивает подъемную силу, при которой поплавок 8 устанавливается в жидкости до уровня ватерлинии. При этом полюсные наконечники сопряжены со стойками 6 и 7, обеспечивая постоянство силы прижима наконечников, а соответственно, и постоянное пространственное положение якоря. Кроме того, обеспечивается постоянство формы жидкостного зазора между стойками магнитопровода и полюсными наконечниками.

Измерительная катушка 5 индуцирует15 магнитодвижущую силу, которая вызывает магнитный поток, замыкающийся по магнитной цепи дросселя 3: П-образный магнитопровод 4 и ферромагнитный якорь 9 с полюсными наконечника- д) ми 10 и 11.

При изменении уровня жидкости поплавок 8 перемещается вслед за уровнем, при этом постоянный механический контакт между стойками в экваториаль- д5 ной области полюсных наконечников обеспечивает изменение магнитного сопротивления дросселя 3, регистрируемое в мостовой схеме измерения.

При колебаниях поверхности жидкос- З-0 ти изменение формы жидкостного зазора между одним из полюсных наконечников и стойкой магнитопровода приводит к обратному в вертикальной плоскости изменению формы жидкостного зазора в области другого полюсного наконеч.ника, что обеспечивает минимальную погрешность измерений от искажения магнитного поля в результате колебаний поверхности жидкости.

Изменение активной длины магнитопровода дросселя 3 определяет величину тока в измерительной катушке и величину рассогласования мостовой измерительной схемы, однако активная длина магнитопровода при колебаниях поверхности жидкости относительно какого-либо среднего ее уровня в ре" зервуаре практически не меняется.

Наличие опрокидывающего момента от веса груза 17, обеспечивающего по49

6 стоянство механического контакта полюсных наконечников со стойками магнитопровода, обуславливает минимальное переходное магнитное сопротивление в экваториальной области полюсных наконечников, что приводит к незначительным рассеяниям магнитного потока и повышенной чувствительности уровнемера. формула изобретения

Уровнемер, содержащий П-образный магнитопровод, на основании которого размещена измерительная обмотка, включенная в мостовую измерительную схему, и поплавок с ферромагнитным сердечником, расположенным между боковыми стержнями магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при одновременном повышении надежноСти, ферромагнитный сердечник выполнен в виде двух соединенных перемычкой полюсных наконечников, при этом каждый из которых представляет собой пояс вытянутого эллипсоида вращения с соотношением размеров осей 1: 10 ограниченный меридиональными плоскостями, образующими двугранный угол отсека, при этом большая ось эллипсоида совпадает с вертикальной осью магнитопровода, а перемычка установлена под углом

4 = arctg -(1 — -} — f (N Ь Э

ct — угол наклона к горизонту

Р - выталкивающая сила поплавка

N - суммарный вес поплавка с сердечником;

К вЂ” расстояние от центра тяжести до стенки;

b — диаметр (внутренний) кольца коэффициент трения поверхностей полюсов и к плоскости горизонта, на восходящем от вертикальной оси симметрии плече перемычки размещен груз, а на нисходящем — поплавок, боковые стойки магнитопровода выполнены в форме выгнутых дуг, образующих в горизонтальном сечении контур кольца.

1520349

1520349

Составитель Е.Подымов

1екред И.Ходанич Корректор Т.Палий

Редактор М. Бланар

Заказ 6745/41 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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