Устройство для измерения уровня раздела сред

Номер патента: U 9379

Опубликовано: 30.08.2013

Авторы: Бобров Виктор Петрович, Царенко Юрий Валентинович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА СРЕД(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Царенко Юрий Валентинович Бобров Виктор Петрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Устройство для измерения уровня раздела сред, содержащее источник электропитания, подключенный к протяженному терморезистору, установленному вертикально, отличающееся тем, что терморезистор выполнен в виде жилы кабеля с минеральной изоляцией в металлической оболочке с размещенными с концов кабеля внутри оболочки термочувствительными элементами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жила кабеля выполнена из материала с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления. 93792013.08.30 Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения уровня раздела жидкостей в объектах химической, энергетической, металлургической и других отраслей промышленности. Известно устройство 1 для измерения уровня раздела сред, основанное на измерении выходного сигнала термобатареи из последовательно соединенных термопар, горячие и холодные спаи которой распределены по высоте и имеют тепловой контакт с подогревателем. Недостатком этого устройства является низкая точность определения уровня раздела сред, что обусловлено влиянием на величину выходного сигнала термобатареи как параметров контролируемых сред, так и параметров измерительного преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство 2 для измерения уровня жидкости, содержащее измерительный датчик, проходящий через границу раздела сред, причем измерительный датчик выполнен в виде протяженного терморезистора. Недостатком этого устройства является низкая надежность, так как для измерения уровня в известном устройстве используются, кроме основного, два компенсационных датчика, при этом все датчики должны иметь одинаковое начальное сопротивление. Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства,обладающего высокой надежностью в работе. Задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков, характеризующих известное устройство, содержащее источник электропитания, подключенный к протяженному терморезистору, установленному вертикально, в соответствии с полезной моделью терморезистор выполнен в виде жилы кабеля с минеральной изоляцией в металлической оболочке с размещенными с концов кабеля внутри оболочки термочувствительными элементами, причем жила кабеля выполнена из материала с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления. Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа использованием в качестве терморезистора кабеля с минеральной изоляцией в металлической оболочке с жилой из материала с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления, а также размещением в оболочке кабеля термочувствительных элементов. В данном случае использование кабеля с минеральной изоляцией в металлической оболочке с жилой из материала с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления обеспечивает повышенную надежность работы устройства. Использование кабеля с оболочкой, выполненной из коррозионностойких сталей, позволяет использовать устройство в агрессивных средах. Кроме того, внутри оболочка кабеля заполнена уплотненной порошковой изоляцией, например окисью магния, что обеспечивает высокую теплопроводность между жилой и термочувствительными элементами. Работа устройства по определению уровня раздела сред основана на использовании различия теплопроводностей контролируемых жидкостей. Техническая сущность полезной модели поясняется прилагаемой фигурой, где представлена схема предлагаемого устройства для измерения уровня раздела двух сред. Устройство состоит из резервуара 1, заполненного двумя различными жидкостями 2 и 3, жилы 4 кабеля с минеральной изоляцией 5, термочувствительных элементов 6 и 7, вычислительного устройства 8, источника тока 9. Устройство работает следующим образом. При подключении источника тока 9 к жиле 4 по указанной электрической цепи проходит электрический ток, который нагревает кабель 5, установленный вертикально между границей раздела жидких сред 2 и 3. При этом по причине различия значений коэффициентов теплоотдачи в среде 2 и в среде 3 температура нагрева участка жилы, находящегося в среде 2, будет равна 1, а участка, находящегося в среде 3, будет равна 2. 2 93792013.08.30 Полное сопротивление жилы 4 в этом случае определяется равенством где 0 - удельное электрическое сопротивление жилы 4 кабеля при температуре 0, полученное опытным путем- полная длина кабеля 5- длина погруженной во вторую среду 3 части кабеля 5, которая соответствует уровню раздела сред- температурный коэффициент сопротивления для материала жилы 4- площадь поперечного сечения жилы кабеля с минеральной изоляцией 1 - температура участка кабеля 5, находящегося в среде 2 2 - температура участка кабеля 5, находящегося в среде 3. Равенство (1) можно преобразовать т.е. уровень раздела сред может быть рассчитан, если известны величины, содержащиеся в правой части выражения (2). В предлагаемом устройстве полное сопротивлениежилы 4 кабеля 5 определяют по закону Ома и передают в вычислительное устройство 8. Значения температур 1 и 2 определяют с помощью термочувствительных элементов 6 и 7, например термопар, помещенных в оболочку кабеля с минеральной изоляцией 5. Использование материала жилы с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления позволяет повысить точность вычисления уровня раздела сред. Используя перечисленные данные, вычислительное устройство 9 позволяет провести расчет уровня раздела сред в соответствии с выражением (2). В качестве примера устройство использовали для определения уровня подтоварной воды в вертикальных цилиндрических резервуарах, используемых для хранения мазута. Температура мазута составляла 70 С. В качестве терморезистора использовали кабель с минеральной изоляцией типа КНМС (диаметр оболочки 6,0 мм) с токопроводящей жилой из никеля. Термочувствительными элементами служили кабельные термопары диаметром 0,7 мм с термоэлектродами хромель-копель. Поскольку теплопроводность мазута (0,12 Вт/м) и теплопроводность воды (0,65 Вт/м) существенно отличаются, устройство позволяет достоверно определить уровень подтоварной воды в мазутном резервуаре. Приведенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленной полезной модели, используя описанные в устройстве или известные ранее технические средства и методы, а также о способности получения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков полезной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: G01F 23/24

Метки: сред, раздела, устройство, уровня, измерения

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/3-u9379-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-urovnya-razdela-sred.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для измерения уровня раздела сред</a>

Похожие патенты