Устройство для измерения уровня жидкости в емкостях транспортных средств

Устройство для измерения уровня жидкости в емкостях транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалистических

Республик

<р 657262 (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.76 (2!) 2348839/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл.

G F 23/20

Государственный комитет

ССС Р по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 128.83 (088. 8) Опубликовано 150479. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания .1504.79 (72) Авторы изобретения

М.Н.Гуманюк, В.М.Бескоровайный, Н.Н.Гевейлер и Ю.С.Смирнов

Pl) Заявитель.Институт автоматики (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

В ЕМКОСТЯХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к уровнемерам, основанным на измерении давления столба жидкости, пропорционального уровню и может быть использонано для контроля уровня в емкостях транспортных средств, например морских судов, тракторов, тягачей и т.п.

При измерении уровня топлива в баках транспортных средств на точность измерения сильно нлияют поперечные и продольные крены бака, поскольку в этом случае давление столба жидкости и ее уровень относительно разных точек днища в каждый момент времени раз->5 личны и погрешность измерения становится тем больше, чем больше угол отклонения бака от нормального положения. При кренах бака порядка 10-20 погрешность достигает десятков процентов.

Известно устройство для измерения уровня жидкости в емкостях, содержащее датчик усилий (веса), устанавливаемый в днище емкости, и регистрирующий прибор .(11, Укаэанное устройство отличается простотой конструкции, надежностью в работе, но имеет большую погрешность измерения в случае работы на объектах,30 меняющих свое положение в пространстве относительно горизонта.

Известно также устройство для измерения уровня в емкостях транспортных средств, например самолета, которое устраняет укаэанный недостаток за счет того, что оно содержит емкостной датчик уровня, блок преобразования выходного сигнала емкостного датчика уровня в цифровую форму, блок коррекции, нключающий датчик крена и тангажа, и регистрирующий прибор (2).

При возникновении тангажа или крена самолета, вызывающих изменение выходного сигнала датчика уровня, блок коррекции фиксирует этот сигнал на значении, которое соответствует уровню топлива в баке до возникновения этих возмущений. Новый уровень фиксируется после прекращения действия нозмущений . Кроме указанных недостатков, такое решение усложняется из-за наличия запоминающих узлов. Кроме того, действие такого устройства в условиях непрерывной качки корабли или движения транспортных средств по дорогам низкого качества может оказаться неудовлетворительным, т.е. показания датчика уровня могут оказаться заблокированными на длительный

657262 период, и его информация потеряет смысл.

Целью изобретения является повышение точности измерения уровня жидкости в емкостях транспортных средств в условиях качки.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве блок коррекции выполнен в виде тороида, горизонтально подвешенного в магнитном поле на пространственном шарнире, а датчик уровня — в виде датчика усилий, причем их обмотки соединены последовательно.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — то же, электрическая схема; на фиг.3 — блок коррекции; на фиг.4 — 7 — варианты положения топливного бака в условиях качки транспортного средства.

Устройство для измерения уровня жидкости содержит магнито-упругий датчик 1 уровня, расположенный в центре 20 тяжести днища топливного бака 2, блок коррекции 3, блок питания 4 и регистрирующий прибор 5 (см.фиг.1).

Магнитоупругий датчик 1 выполнен в виде консольно установленных в кор- 25 пусе б пластин (магнитопровода) 7, связанных по контуру немагнитными элементами 8 и имеющих прорези для размещения обмоток 9 и выступ 10 на свободном конце для нагружения усилием 0

Р, соответствующим давлению столба жидкости в топливном баке 2. Корпус

6 датчика связан с баком 2 через штуцер 11. Для предотвращения попадания жидкости на датчик в его корпусе ус.тановлена мембрана 12, контактирующая с нагружаемым выступом 10 датчика.

Блок коррекции 3 выполнен в виде тороида 13 с грузиком 14, подвешенного горизонтально на пространственном шарнире 15 в магнитном поле минимум двух подковообразных магнитов 16, оси которых взаимно перпендикулярны.

Магнитный режим магнитопровода тороида 13 выбран так, что его магнитная проницаемость и, следовательно, 45 индуктивное сопротивление растет при увеличении угла наклона блока коррекции .

Для предотвращения раскачивания тороида 13 корпус 17 блока 3 заполнен 80 маслом (см.фиг.3).

Обмотки 9 датчика 1 и обмотка 18 тороида 13 включены последовательно к блоку питания 4, а обмотка 18 тороида 13. Кроме того. Подключена парал- 55 лельно к регистрирующему прибору 5 (GM.ôèã.2) .

Устройство работает следующим образом.

Иагнитоупругий датчик 1 выдает электрический сигнал, пропорциональбО ный давлению жидкости (высоте столба )I)), которая через штуцер 11 и полость в корпусе 6 датчика 1, ограниченную мембраной 12, давит на выступ

10 его магнитопровода 7 с усилием, 65 равным давлении P столба жидкости с высотой )).

На фиг.4-7 видно, что при различных углах наклона бака 2 расстояние Н между днищем бака и поверхностью жидкости, т.е. длина перпендикуляра, восстановленного к плоскости днища, остается неизменным только в центре тяжести плоского днища (как геометрической фигуры) . Для всех остальных точек днища эта величина переменна. Давление Р в точке Т определяется высотой И столба жидкости. Высота И столоа является функцией угла наклона бака отсюда

Следовательно, для того, чтобы показания уровнемера оставались независимыми от угла наклона бака 2, необходимо сигнал датчика, пропорциональный величине Я, умножить на. величину, обратную со& А.

При возникновении качки (продольного и/ или поперечного кренов) тороид 13 сохраняет свое горизонтальное положение, в то время как несущая плоскость, а вместе с ней и магниты

l6, отклоняются от первоначального положения. При этом магнитное сопротивление в цепи полюс ((— тороид полюс 5 возрастает, а магнитная напряженность в магнитопроводе торсида

13 падает. Поскольку магнитный режим магнитопровсда выбран так, что магнитная проницаемость магнитопровода и, следовательно, индуктивное сопротивление X тороидального дросселя расТ тет при увеличении угла наклона с(.

Поскольку ток магнитоупругого датчика пропорционален давлению в точке Т, то выходной сигнал, снимаемый с тороида 13 и подаваемый на регистрирующий прибор 5, равен произведению тока на сопротивление тороида, то есть на регистрирующий прибор 5 поступает напряжение, пропорциональное фактическому уровню Н топлива, не зависящее от продольных и поперечных кренов бака 2.

Таким образом, предложенное устройство для измерения жидкости обладает высокой точностью измерения в условиях качки, простой конструкции, а следовательно, высокой надежностью в эксплуатации и невысокой себестоимостью °

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня в емкостях транспортных средств, содержащее датчик уровня с электрическим выходным сигналом, блок коррекции и регистрирующий прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях качки, блок коррекции выпо IHPí в виде тс рои657262

17 да, горизонтально подвешенного в магнитном поле на пространственном шарнире, а датчик уровня — в виде датчика усилий, причем их обмотки соединены последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспеоти 5

1. Цикерман Л.Я. и др. Измерение уровней жидкостей и сыпучих материалов в коммунальном хозяйстве, М., Из-. дательство по строительству, 1964, с.78,79.

2. Патент Великобритании 91373345, кл. 4 Й, 1974.

6572б2

Риг.4

Фиг. v

Составитель Н.Варнек

Техред M. Келемеш Корректор О.Билак

Редактор И.Шубина

Заказ 1778/39

Тираж 865 Под пи с н ое

ЦНИИПИ ГосударСтвеННогО кОмитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4