Индукционный уровнемер

 

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровней сыпучих и жидких сред. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Индукционный уровнемер содержит две встречно вклю-. ченные горизонтально и вертикально установленные плоские катушки индуктивности , параллельно с которыми смонтирован проводник, подключенный через усилитель тока вместе с фаэосдвигающим блоком к выходу генератора синусоидального тока, усилитель переменного тока, подключенный к выходу горизонтальной катушки индуктивности , субтрактор, соединенный своими входами с выходами вертикальной и горизонтальной катушек индуктивности, причем к выходу усилителя переменного тока и субтрактора Подключены первыми входами соответственно первый и второй фазовые детекторы, соединенные своими вторыми входами через компаратор с фазосдвигающим блоком, а выходами соответственно через первый и второй сглаживающие фильтры подключены к первому и второму портам ввода микрокомпьютера. При изменении уровня жидкости изменяется ЭДС, индуцируемая в вертикальной катушке„ Уровень жидкости вычисляется микрокомпьютером по разности ЭДС в вертикальной и горизонтальной катушках. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (S1)S С 01 Р 23/28

ЖИВЗАН

° ИИ6-;Ч

ЫО < F:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4693496/10 (22) 1 7.05.89 (46) 15.05.91. Бюп Р 18 (75) Г.А.Андрианов, Я,Е.Виленский, В.С.Дунаев и М.Г.Андрианов (53) 681.128.66(088.8) (56) Патент СИА Р 455483!, кл. 73-304Р, 1983.

1 (54) ИНДУ1ЩИОННЫЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровней сыпучих и жидких сред.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Индукционный уровнемер содержит две встречно вклю-. ченные горизонтально и вертикально установленные плоские катушки индуктивности, параллельно с которыми смонтирован проводник, подключенный через усилитель тока вместе с фазоI

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровней сыпучих и жидких сред.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повы« шение надежности индукционного уровнемера.

На чертеже представлена блок-схема индукционного уровнемера..

Уровнемер содержит первую вертикально установленную плоскчю катушку

1 индуктивности и встречно вклн чен„„SU„„1649294 А 1

2 сдвигающим блоком к выходу генератора синусондальиого тока, усилитель переменного тока, подключенный к выходу горизонтальной катушки индуктивности, субтрактор, соединенный своими входами с выходами вертикальной н горизонтальной катушек индуктивности, причем к выходу усилителя переменного тока н субтрактора подключены первымн входами соответственно первый и второй фазовые детекторы, соединенные своими вторыми входами через компаратор с фазосдвигающнм блоком, а выходами соответеявенно через первый и второй сглаживающие фильтры подключены к первому и второму портам ввода микрокомпьютера, При изменении уровня жидкости изменяется ЭДС, индуцируемая в вертикальной катушке. Уровень жидкости вычисляется микрокомпьютером по разности ЭДС в вертикальной и горизонтальной катушках. 1 ил. ную с ней горизонтально установленную в донной части контролируемого объема вторую плоскую катушку 2 индуктивности, параллельно с которымн смонтирован проводник 3, подключен» ный через усилитель 4 тока вместе с фазосдвигающнм блоком 5 к выходу генератора 6 синусоидального тока. К выходу второй катушки 2 индуктнвности подключен усилитель 7 переменного . тока н вторым входом — субтрактор

8, соединенный первым входом с первой катушкой 1 индуктнвности °

1 649294 Л

К выходам усилителя 7 переменного тока и субтрактора 8 подключены своими первыми входами соответственно первый и второй фазовые детекторы 9 и 10, подключенные вгорыми входами через компаратор 11 к выходу фазосдвигающего блока 5, а их выходы соединены через первый и второй сглаживающий фильтры 12 и 13 с первым и вторым портами ввода микрокомпьютера

14.

Индукционный расходомер работает следующим образом.

Усиленный усилителем 4 тока синусоидальиый ток с выхода генератора 6 пропускает через проводник 3, вокруг которого при этом формируется переменное магнитное поле, с помощью которого в катушках 1 и 2 индуцируется

ЭДС, Измерительная система уровнемера юстируется предварительно таким образом, чтобы потокосцепления первой и второй катушек 1 и 2 индуктивности

1 в отсутствии контролируемой среды были равны между собой.

При этом эффективные значения

ЭДС соответственно первой и второй катушек 1 и 2 индуктивности равны соответственно е, е Klpl, где К " коэффициент пропорциональности;

1 — коэффициент, численно равный длине первой катушки индуктивности 14 — магнитная проницаемость в отсутствии контролируемой среды, Положив И, = 1, получаем е1= е = Kl.

Зависимость эффективного значения

«ф

ЭДС е от величины погружения h первой катушки 1 индуктивности в контролируемую сведу (фиг.2) описывается уравнением е =* K/Р< (1- х) х), где х - длина непогруженного участка.

В полностью погруженных в контролируемую среду катушках 1 и 2 индук50 тивности (х=О) индуцируются соответственно ЭДС

-Ч е

= еа = К1)02.

Разность ЭДС, снимаемая с помощью субтрактора 8 при полностью погружен" ной в контролируемую среду катушке 2 и частично погруженной катушке 1, равна е = е = е, — K(l - 02)x, откуда окончательно получим формулу для расчета глубины погружения первой катушки индуктивности

Ье

h-=1

1 2)

Таким образом, вторая катушка

2 индуктивности выполняет функцию элемента сравнения и одновременно служит для определения магнитной проницаемости контролируемой среды, которая входит в качестве переменной при расчете уровня микрокомпьютером 14.

Сигнал с выхода катушки 2 индуктивности усиливается с помощью усилителя ? переменного тока, с выхода которого он поступает на первый вход фазового детектора 9, на .второй вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 11, сдвинутый с поо мощью фазосдвигающего блока 5 на 99 по отношению к сигналу на выходе генератора 6 синусондального тока.

С помощью субтрактора 8 определяется разность ЭДС на выходах встречно включенных катушек 1 и 2 индуктивности. С выхода субтрактора 8 сигнал поступает на первый вход второго фазового детектора 10, на второй вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 11 .

3а счет фазового детектирования сигналов, поступающих с выходов усилителя 7 переменного тока и субтрактора 8, снижается уровень квадратурных помех, а также помех, обусловленных вихревыми токами.

Сглаженные фильтрами 12 и 13 аналоговые сигналы поступают на первый и второй порты ввода микрокомпьютера

14, который осуществляет обработку поступающей на него информации по заданной программе и определение, уровня жидкости.

Формула изобретения

Индукционный уровнемер, содержащий вертикально установленную плоскую катушку индуктивности, параллельно которой смонтирован проводник, генератор синусоидального тока и микрокомпьютер, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены дополнительно вторая горизонтально установленная катушка индуктивности, встречно вклю49294

Составитель П.Солдатов

Техред М.Дндык Корректор А.Обручар

Редактор С.Лисина

Заказ 1513 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 16 ченная с вертикально установленной плоской катушкой индуктивности, причем проводник смонтирован параллельно обеим катушкам и подключен через усилитель тока вместе с фазосдвигающим блоком к выходу генератора синусоидального тока, усилитель переменного тока, подключенный к выходу второй ,.катушки индуктивности, субтрактор, подключенный своими первым и вторым входами к выходам первой и второй катушек индуктивности, причем к выходам усилителя переменного тока и субтрактора подключены своими первы-, ми входаьм соответственно первый и второй фазовые детекторы, соединен1 ные вторыми входами между собой и через компаратор — с фазосдвигающим блоком, а выходами соответственно через первый и второй сглаживающие фильтры подключены к первому и второму портам ввода микрокомпьютера.