Устройство для определения границы раздела сред

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД, содержащее генератор импульсов, датчик уровня, выполненный в виде спирали, помещенной в герметичный немагнитный электропроводный корпус, подключенный к индикатору, и поплавок с магнитом, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и упрощения конструкции, обмотка спирали нанесена на диэлектрическую трубку ,заполненную ферромагнитной жидкостью, и подключена к генератору. (Л to о |С |С ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 G 01 F 23 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3425902/18-10 (22) 21.04.82 (46) 07.10.86. Бюл. № 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) В. А. Антипов, В. И. Козловцев, Н. Н. Тищенко и В. Н. Чернышев (53) 681.128.3 (088.8) (56) 1. Патент США № 3703829, кл. G 01 F 23/28, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 838381, кл. G 01 F 23/28, 1978.

„„SU„„1262291 А1 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД, содержащее генератор импульсов, датчик уровня, выполненный в виде спирали, помещенной в герметичный немагнитный электропроводный корпус, подключенный к индикатору, и поплавок с магнитом, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и упрощения конструкции, обмотка спирали нанесена на диэлектрическую трубку,заполненную ферромагнитной жидкостью, и подключена к генератору.

1262291

At—

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для построения измерителей и регуляторов уровня жидкости в устройствах автоматики и телемеханики в нефтяной и химической промышленности.

Известно устройство для определения границы раздела сред, содержащее датчик в виде электромагнитной линии задержки, генератор импульсов и измерительный блок.

Датчик представляет собой спираль, помещенную с зазором в корпус, выполненный в виде трубы, открытой снизу и сверху, которая образует равномерно распределенную емкость линии задержки, измеряемая среда через нижнее отверстие корпуса заполняет зазор между спиралью и корпусом. Уровень определяется путем измерения временного интервала между зондирующим импульсом и импульсом, отраженным от неоднородности в линии задержки, возникающей из-за изменения емкости в месте раздела сред (1).

Недостатком устройства является влияние параметров среды на точность определения, так как среда представляет собой элемент линии задержки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения границы раздела сред, содержащее генератор импульсов, датчик уровня, выполненный в виде спирали, помещенной в герметичный немагнитный корпус и намотанной на магнитопровод, на торце которого укреплен пьезоэлемент, подключенный к генератору, кольцевой поплавок с магнитом и индикатор (2).

Недостатками известной конструкции являются сложность, обусловленная наличием пьезоэлементов, и ограниченный диапазон измерения, определяющийся размерами стержневого магнита, на который намотана спираль.

Цель изобретения расширение диапазона измерения и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор импульсов, датчик уровня, выполненный в виде спирали, помещенной в герметичный немагнитный электропроводный корпус, подключенный к индикатору, и 00IIJ13BQK с магнитом, обмотка и спирали нанесена на диэлектрическую трубку, герметично закрытую и заполненную ферромагнитной жидкостьк), и подключена к генератору.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит герметично закрытый корпус 1, выполненный из немагHHòного электропрово,. о материала в виде трубы. Внутри корпуса расположена с зазором диэлектрическая трубка 2, заполненная ферромагнитной жидкостью 3. На трубку 2 намотана спираль 4, образующая совместно с корпусом 1 электромагнитную

l5

Зо

55 линию задержки. С внешней стороны корпуса 1 установлен поплавок 5 с магнитом 6.

Электрическая часть устройства содержит генератор 7 импульсов, вырабатывающий периодическую последовательность зондирующих импульсов, и индикатор 8 уровня, обеспечивающий измерение времени, пропорционального уровню раздела сред.

Устройство работает следующим образом.

Вдоль корпуса 1 перемещается кольцевой поплавок 5 с магнитом 6, положение которого совпадает с границей раздела. В магнитном поле, образованном магнитом 6, свойства ферромагнитной жидкости изменяются, в частности ее магнитная проницаемость увеличивается. Это приводит к увеличению индуктивности (следовательно, волнового сопротивления линии задержки) в месте нахождения магнита 6.

Генератор 7 импульсов периодически вырабатывает зондирующие импульсы. При этом на входе индикатора 8 уровня периодически возникают два отраженных импульса. Первый импульс появляется в результате отражения зондирующего импульса в линии задержки, вызванной магнитом, а второй — от конца линии задержки. Интервал времени между этими отраженными импульсами пропорционален уровню измерения и равен где 1 — расстояние от места прохождения магнита до конца линии задержки (измеряемый уровень раздела сред);

V — скорость распространения электромагнитной волны в линии задержки;

At- интервал времени.

Измеряя интервал времени At, можно получить информацию о величине уровня раздела сред.

В предлагаемом устройстве корпус выполнен герметично закрытым из материала, устойчивого к воздействию агрессивных веществ. Это позволяет использовать его для измерения уровня раздела сред, где средами являются химически активные вещества.

Поскольку. параметры линии задержки»е зависят от электрических свойств измеряемых жидкостей, то эти свойства не оказывают влияния на точностные характеристики устройства.

Диэлектрическая трубка с ферромагнитной жидкостью, на которую наматывается спираль, может быть выполнена жесткой или гибкой, что делает пригодной эту конструкцию для больших диапазонов измерения, а применение ферромагнитной жидкости и получение спирали непосредственно к генератору позволяет избавиться от пьезоэлементов, в результате чего конструкция упрощается.