Уровнемер

Уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: уровнемер содержит 1 источник тока (1), 1 вольтметр (2), 1 поплавок (3), 1 магнит (4), неферромйгнитную трубу (5); 1 ФНЧ (6), N постоянных резисторов (7), (N+1) герконов (8) 8-6-2-1-7-8, 1-6, Магнит установлен на поплавке, выполненном с возможностью пё|ЬёМе11дёйий вдоль неферромагнитной трубы. Последовательно соединенные резистору включены между выводами гёркойов. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 F 23/62

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) 1 (21) 4910469/10 (22) 12.02,91 (46) 23.05.93. Бюл. М 19 .(71) Одесский политехнический институт (72) И.Л.Учитель, А;Г.Кисель,. В.С.Ситников, И.В.Приходько, А.В.Скалевой, Э.H.Каримов, 1О.В.Киличенко и Л,Ю.Чистяков

: (73) Одесский политехнический институт (56) Авторское свидетельство СССР М 558165, кл. G 01 F 23/62,.1976; (54) УРОВЙЕМЕР

2 (57) Сущность изобретения; уровнемер содержит 1 источник тока (1), 1 вольтметр (2), 1 поплавок (3), 1 магнит (4), неферромагнит- ную трубу (5); 1 ФНЧ (6), М постоянных резисторов (7), (N+1) герконов (8) 8-6-2-1-7-8, 1-6. Магнит установлен на поплавке, выполненном с возможностью перемещениЮ вдол ь неферромагнитной трубы. Последовательно соединенные резисторы включены, между выводами герконов, 3 ил.

1817834

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения уровня "жидкости" в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства, Цель изобретения — повышение точности и помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в уровнемер, содержащий источник тока, измерительный вольтметр, поплавок с закрепленным постояннь1м магнитом, свободно передвигающимся по диамагнитной направляющей трубе, введены фильтр низкой частоты, последовательно соединенные

N постоянных резисторов, И+1 магнитоуправляемых герметизированных контактов, вторые выводы которых объединены с вторым выводом источника тока и входом фильтра, выход которого подключен к второму выводу вольтметра, первый вывод вольтметра объединен с первыми выводами источника тока; первого постоянного резистора и нулевого магнитоуправляемого герметизи-. рованного контакта, первый вывод i-ro (!=Щ магнитоуправляемого герметиэированного контакта соединен с вторым выводом i-ro постоянного резистора и первым выводом (i+1)-ro резистора.

Существенным отличием предлагаемого устройства является новая структурная органиэация за счет введения последовательно соединенных N постоянных резистор о в, N+ 1 магнитоуп равляемых герметизированных контактов и параллельно подключеннОго вольтметра к источнику тока, что позволяет использовать линейную зависимость 0 (Н). т.к.

01 = а1 amex аг >а1, 02 = Q2 Rmsx где 0! —; i — ток, действующий через резисторы; R»x- суммарное сопротивление N последовательных резисторов, Ql — коэффициент, указывающий уровень жидкости.

Тогда

Л 0 = 02 — 01 = i Rmax (аг а1 }— — Впах 2Ла ° где аг =а0+Ла:а1 =ао — Ла, Поскольку в (1) Л U не зависит от положения ао, то Л 01 — Л 02 = О.

Таким образом, в любом месте шкалы измерения при выполнении в пределе будет одна погрешность, пропорциональная Ла, В прототипе, фиг,2

ES !

1 р аг >а1

I2 =

ES р

Тогда

ЕS аг-а

Днах

2Ла

ЕS р г»х () — а0 } — Д аг

Л!2 Л!1 х

ЕS

Р ах

2.Aa(1 -ao1 — 1 — аог ) ((1 а01 } — Ла )((1 а02 } Ла ) 30

Таким образом, введенная совокупность признаков позволяет перейти к линейной шкале, что дает возможность повысить точность измерения уровня за счет постоянства погрешности на разных участках шкалы в отличие от переменной погрешности измерения в прототипе.

Кроме того, введеНие последовательно с измерительным вольтметром фильтра низкой частоты позволяет повысить помехоустойчивость устройства при волнении поверхности и колебаниях поплавка, Следует указать, что ширина магнитного зазора выбирается так, что по ходудвижения магнит замыкает магнитоуправляемые герметизированные контакты (МГК) в соответствии с диаграммой

-! -> i и (3+1) -+3(!+1) -+

50 или — (i-1) — (!-1) и — !

При этом на фиг.1 видно, что напряжение и уровень определяются по последнему замкнутому МГК, Следовательно, введенная совокупность признаков из N постоянных резисторов и N+ 1 М ГК за счет дискретизации уровня

20 т,е, Л I зависит не только от Ла, но и от г-положения а0,, Следовательно, в зависимости от ао и ошибка Л будет разной, т.е.

1817834 позволяет также повысить помехозащищенность устройства.

Таким образом, предлагаемому устройству присущи существенные отличия по сравнению с известным, достигаемые вве- 5 денной совокупностью признаков, и поло- ES 2Ла жительный эффект не является простой

ЛI— г, г суммой известн ых.

На фиг.1 приведена структурная схема экстраполятора; на фиг,2 и 3 — зависимости 10

I=f иU= р(Н), 1

2 а 1 — а

) Л! Л (1 — ао ) — h,гР

8)— (1 — а )2 — Ла2

0,25, (1 — 0,7) — (0,1 ) Л0 — I Rmax . 2 Ла, а приведенная погрешность равна:

hU 2Ла

Umax

При тех же условиях

2Ла 2 01

%пах 0,9

Следовательно, 40

4 0.25 — — = 1,125 и 0,222

l К R=Ui, Уровнемер содержит источник 1, измерительный вольтметр 2, поплавок 3 с закрепленным постоянным магнитом 4, свободно передвигающимся по диамагнитной направляющей трубе 5, а также фильтр низкой частоты 6, последовательно соединенные Nпостоянных резисторов 7,,N+1 магнитоуправляемые герметизированные контакты 8, вторые выводы которых объединены со вторым выводом источника тока I u входом фильтра 6, выход которого подключен ко второму выводу вольтметра 2, первый

° вывод вольтметра 2 объединен с первыми выводами источника тока 1, первого постоянного резистора 7 — R1 и нулевого магнитоуправляемого герметизированного контакта 8 — SFO, первый вывод I-го (! = 1, К} магнитоуправляемого герметизированного контакта 8- SF соединен с вторым выводом

I ro постоянного резистора 7 - В и первым выводом (!+1)-го резистора 7 — Rl+1, Устройство работает следующим образом, Пусть уровень жидкости Н в баке находится на уровне 1-ro МГК, тогда и поплавок

3 с встроенным магнитом 4 бчдет находиться на уровне I-го МГК, замыкая его своим магнитным полем. В этом случае ток, генериру. емый источником 1, действуя через К-й МГК и последовательно соединенные постоянные резисторы (номиналы которых равны) создает напряжение равное:

> где I — ток в цепи;

К- количество включенных сопротивлений;

R — величина постоянных сопротивлений;

UI — напряжение на источнике тока, Вольтметр 2 измеряет отфильтрованное значение напряжения 0ь Параметры фильтра 6 выбираются так, чтобы волнение поверхности в виде переменной составляющей UI отфильтровывались и на вольтметр поступала постоянная составляющая Ui.

Сравним приведенную погрешность предлагаемого устройства с базовым, в качестве базового возьмем прототип, В прототипе

Например, при ao = 0,7, Ла = 0,1, а,, =0,9 получим

В предлагаемом ycrpoAcTee погрешность

45 Приведенная погрешность предлагаемого устройства на уровне ao = 0,7 меньше в 1,125 раза погрешности прототипа. Уровень

0,7 выбран в связи с тем, что при заполнении бака необходимо тщательно отслеживать уро50 вень жидкости, т.к. перелив жидкости крайне не желателен, а порой может привести и к аварийной ситуации, Для реализации уровнемера используется МГК типа КМ-3A (герконы). Источник

55 тока 1 может быть построен по типовой схеме.

В качестве вольтметра можно использовать цифровой мультимер В7-35, Все резисторы типа С2-36 или С2-29В, 1817834

Н

/ тп, ivy

Рм. 2

Рог. 5

Составитель И.Учитель

Техред M.Ìîðråíòàë Корректор М.Петрова

Редактор

Заказ 1740 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Повышение точности и помехозащищенности уровнемера позволяет повысить точность определения объема "жидкости" в баке, что существенно сокращает неточности при дозировке, а следовательно, повйшает 5 технико-зкономйческий эффект предлагаемого устройства rio сравнению с известным, Формула изобретения

Уровнемер, содержащий постоянный 10 магнит, установлейный на поплавке, выпол-.. ненном с возможностью перемещения вдоль неферромагнитного корпуса, внутри которого раэмещенй последовательно соединенные N постоянных резисторов, вклю- 16

l ченные между первыми выводами N+ 1 магйитоуправляемых герметизированных KOHтактов, вторые выводы которых подключены к второму выводу источника тока, и вольтметр;отличающийся тем,что,сцелью повышенйя точности и помехозащищенности, в него введен фильтр низких частот, включенный между вторыми выводами источника тока и вольтметра, первый вйвод

kotopdro подключен к первым выводаМ источника тока, нижнего магнитоуправляемого . герметизир0ваннбго контакта и постоянного резистора; включенного между нижним и следующим за "ним ма нитоуправляемым герметизированным контактом.