CS246231B1

CS246231B1 - Level pick-up

Info

Publication number: CS246231B1
Application number: CS580184A
Authority: CS
Inventors: Radko Sablik; Pavel Jisa
Original assignee: Radko Sablik; Pavel Jisa
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1986-10-16
Also published as: BG47006A1; DD259761A3

Description

Vynález se týká hladinového snímače pro snímání hladiny při měření objemu kapaliny protékající odměrnou nádobou.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a level sensor for level sensing in measuring the volume of liquid flowing through a volumetric vessel.

Měření objemu kapaliny pomocí odměrných nádob se vyžaduje při vyhodnocování spotřeby paliva naftových motorů v provozních podmínkách, kdy se automaticky indikuje počátek a konec vyprazdňování příslušně upravené odměrné nádoby a současně se měří čas, který uplyne, než hladina nafty v odměrné nádobě poklesne z horní stanovené úrovně do spodní úrovně. Aby se objem spotřebované nafty stanovil co nejpřesněji, a to i za pohybu vozidla, vyžaduje se, aby signalizace, kterou provádí spínače výšky hladiny, byla co nejpřesnější, a to bez ohledu na provozní vlivy, jako je rychlost vozidla, jeho zrychlování a brzdění, nerovnost terénu, nehomogenita nafty, způsobená například bublinkami vzduchu a podobně.Measuring the volume of liquid using volumetric vessels is required when evaluating the fuel consumption of diesel engines under operating conditions, which automatically indicate the beginning and end of emptying of the appropriately adjusted volumetric vessel, while measuring the time elapsing before the oil level in the volumetric vessel falls to the lower level. In order to determine the amount of diesel consumed as accurately as possible, even when the vehicle is moving, the level signaling by the level switches is required to be as accurate as possible, regardless of operating factors such as vehicle speed, acceleration and braking, terrain unevenness, inhomogeneity of diesel, caused for example by air bubbles and the like.

S ohledem na tyto požadavky není možné pro tyto účely využít běžných typů hladinových snímačů, které sledují hladinu v nádobě pomocí hladinoznaků a jsou většinou umístěné v průhledné trubici vně odměrné nádoby. Tyto snímače sledují výšku hladiny a když dosáhne stanovené výše, vysílají elektrické signály.In view of these requirements, it is not possible to use for this purpose conventional types of level sensors which monitor the level in the container by means of level indicators and are usually located in a transparent tube outside the measuring container. These sensors monitor the level and send electrical signals when it reaches the specified level.

Tyto snímače vyhovují při stacionárních zkouškách a při laboratorních podmínkách. Aby se dosáhlo zvýšené přesnosti měření, je třeba pracovat s velkými objemy nafty, což prodlužuje dobu měření a zvyšuje spotřebu nafty při zkouškách. Při provozních podmínkách se u těchto snímačů nepříznivě projevuje zrychlování a zpomalování vozidla, nepřesnosti terénu i nehomogenita nafty, způsobená například bublinkami vzduchu. Všechny tyto vlivy způsobují sníženou přesnost měření hladiny. Proto bylo nutno vyvinout hladinový spínač, s minimálním efektivním průřezem, který by odstranil uvedené nedostatky.These sensors are suitable for stationary tests and laboratory conditions. In order to achieve increased measurement accuracy, it is necessary to work with large volumes of diesel, which extends the measurement time and increases diesel consumption during testing. Under operating conditions, these sensors adversely affect the acceleration and deceleration of the vehicle, inaccuracies of the terrain and inhomogeneity of diesel fuel, caused for example by air bubbles. All these effects cause a reduced level measurement accuracy. Therefore, it was necessary to develop a level switch, with a minimum effective cross-section, which would eliminate these drawbacks.

Tyto požadavky splňuje hladinový snímač pro snímání hladiny při měření objemu kapaliny protékající odměrnou nádobou podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že v tělese hladinového snímače je válcový středový otvor, v jehož vnitřní stěně jsou vytvořeny podélné válcové vnitřní odlehčovací drážky a po stranách středového otvoru jsou dva rovnoběžné postranní otvory. Ve spodní části tělesa hladinového snímače je uspořádán příčník, na jehož koncích jsou upevněny držáky, v nichž jsou umístěny permanentní magnety, vsazené do postranních otvorů. Střed příčníku je přes rozpornou trubku volně připojen к plováku přísuvně uloženém ve středovém otvoru tělesa, v jehož vnějším povrchu jsou vytvořeny vnější držáky pro přestavitelné spínače. Číselná hodnota plochy efektivního průřezu snímače, ležící v rovině kolmé na osu snímače, která je rovna součtu ploch vnitřních odlehčovacích drážek, plochy mezi plovákem a středovým otvorem a plochy mezi postranními otvory a permanentními magnety vyjádřená v plošné míře, je menší než pět tisícin číselné hodnoty objemu odměrné nádoby, vyjádřené v objemové míře.These requirements are met by a level sensor for level sensing when measuring the volume of liquid flowing through a measuring vessel according to the invention. Its essence is that the level sensor body has a cylindrical central bore, the inner wall of which has longitudinal cylindrical inner relief grooves and two parallel side openings on the sides of the central bore. In the lower part of the body of the level sensor there is arranged a crossbeam, on the ends of which there are fixed holders, in which permanent magnets are placed, inserted into the side openings. The center of the cross-member is loosely connected to the float in the central opening of the body, in the outer surface of which the outer holders for the adjustable switches are formed, via the spreader tube. The numerical value of the effective cross-sectional area of the sensor lying in a plane perpendicular to the axis of the sensor equal to the sum of the surfaces of the internal relief grooves, the area between the float and the center hole and the area between the side holes and the permanent magnets volume of the measuring vessel, expressed in terms of volume.

Výhodou uspořádání hladinového snímače podle vynálezu je, že efektivní průřez snímače, to je plocha hladiny uvnitř snímače, je velmi malá ve srovnání s objemem odměrné nádoby. Protože je hladinový snímač umístěn v nejužším místě v nejhořejší a nejspodnější části odměrné nádoby, a protože je jeho efektivní průřez minimální, vykazuje vysokou přesnost při měření. Jestliže je chyba při odečtu hladiny 5 mm, je chyba v objemu 2,5 promile. Snímač snižuje ne příznivý vliv výchylky hladiny z vodorovné zkouškách silničních i kolejových vozidel.An advantage of the level sensor arrangement according to the invention is that the effective cross-section of the sensor, i.e. the surface area inside the sensor, is very small compared to the volume of the measuring vessel. Because the level sensor is located at the narrowest point in the uppermost and lowest part of the measuring vessel, and because its effective cross-section is minimal, it exhibits high measurement accuracy. If the level reading error is 5 mm, the volume error is 2.5 per mille. The sensor reduces the unfavorable effect of level deviations from horizontal tests of road and rail vehicles.

roviny působením dynamických sil při mobilních Podélné vnitřní odlehčování drážky příznivě působí při vyrovnávání poměrů při pohybu plováku v obou směrech. Současně snižují tření mezi válcovými stěnami středového otvoru a plovákem. Protože je veden plovák, příčník a držáky, nedochází к příčení a zadření. Vytváří vodicí plošky, které vedou plovák ve středovém otvoru. Vlastní spínač je zdvojen, takže zajišťuje spolehlivější funkci.planes due to dynamic forces in mobile The longitudinal internal relief of the groove has a positive effect on leveling the movement of the float in both directions. At the same time, they reduce the friction between the cylindrical walls of the central hole and the float. Since the float, crossmember and brackets are guided, there is no jamming and seizure. Creates guide pads that guide the float in the center hole. The switch itself is doubled for more reliable operation.

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 je uspořádání hladinových snímačů na odměrné nádobě, v nárysu na obr. 2 je hladinový snímač v nárysném řezu a na obr. 3 je hladinový snímač v částečném řezu při pohledu ze spodní strany.An example arrangement according to the invention is shown in the accompanying drawings. Fig. 1 shows an arrangement of the level sensors on a volumetric vessel, in the front view of Fig. 2 the level sensor is in a sectional view, and in Fig. 3 the level sensor is a partial section as seen from the underside.

Těleso _1 hladinového snímače 15 (obr. 2) je vytvořeno z nemagnetického materiálu, např.The body 11 of the level sensor 15 (FIG. 2) is formed of a non-magnetic material, e.g.

ze silonu a má válcový tvar a v jeho střední části je vytvořen středový otvor 2. Ve vnitřních plochách středového otvoru 2 jsou vytvořeny podélné vnitřní odlehčovací drážky £, které mají tvar kruhového válce, · jehož podélné osy jsou rovnoběžné s podélnou osou středového otvoru 2. Vnitřní odlehčovací drážky 2 jsou uspořádány souměrně na obou stranách svislé roviny, která prochází podélnou osou tělesa £.In the inner surfaces of the central opening 2, longitudinal inner relief grooves 6 are formed which have the shape of a circular cylinder whose longitudinal axes are parallel to the longitudinal axis of the central opening 2. The inner relief grooves 2 are arranged symmetrically on both sides of a vertical plane which extends through the longitudinal axis of the body 6.

Mezi jednotlivými vnitřními odlehčovacími drážkami £ zůstávají na vnitřní ploše středového otvoru 2_ stykové vodicí plošky 11, které slouží k vedení plováku £. Ve svislé rovině, procházející podélnou osou tělesa £ leží též osy postranních otvorů které jsou rovnoběžné s osou středového otvoru 2. Postranní otvory £ slouží jako vedení držáků £ s permanentními magnety £. Ve spodní části tělesa £ je asi do jedné třetiny jeho výšky ve vnitřní stěně středového otvoru 2 vytvořeno v tělese £ vedení 14 příčníku £ (obr. 3). Vedení 14 dosahuje k postranním otvorům 4, jimiž je zakončeno.Between the individual inner relief grooves 4, abutment guide pads 11 remain on the inner surface of the central bore 2, which serve to guide the float. In the vertical plane passing through the longitudinal axis of the body 4 there are also axes of the side openings which are parallel to the axis of the central opening 2. The side openings 4 serve as a guide for the holders 6 with permanent magnets 6. In the lower part of the body 4, a guide 14 of the crossbeam 4 is formed in the body 4 of the cross-member 4 to about one third of its height in the inner wall of the central opening 2 (FIG. 3). The guide 14 reaches the side openings 4 through which it terminates.

Šířka vedení 14 odpovídá průměru postranních otvorů _4. Vedení 14 slouží jako vedení příčníku £. Na vnějším válcovém povrchu tělesa £ je u obou čel vnější závit pro šroubení, kterým se hladinový snímač 15 připojuje k odměrné nádobě 16 (obr. 1), případně k horní nebo spodní nádrži, které nejsou na výkrese znázorněny. Ve střední části tělesa £ jsou na vnějším povrchu svislé vnější drážky (obr.The width of the guide 14 corresponds to the diameter of the side openings 4. The guide 14 serves as a guide for the crossbeam 6. On the outer cylindrical surface of the body 8, on both faces, there is an external thread for screwing, by means of which the level sensor 15 is connected to the measuring vessel 16 (FIG. 1) or to the upper or lower tank, not shown in the drawing. In the central part of the body 6 there are vertical outer grooves on the outer surface (FIG.

postranních otvorů _£. v každé vnější netické jazýčkové spínače 10 jsou ve směru.side openings. in each outer non-reed switch 10 are in the direction.

2), jejichž osy leží ve svislé rovině, v níž leží osy drážce £ je uložen magnetický jazýčkový spínač £0. Magvnějších drážkách 2 uloženy přestavitelně ve svislém plovák 2/ který je vytvořen jako dvojitý.2), whose axes lie in a vertical plane in which the axes of the groove 6 are located, the magnetic reed switch 60 is mounted. The darker grooves 2 are adjustable in a vertical float 2 which is designed as a double float.

plováku 2 44 volně připojena přes rozpěrnou trubku 13 střední část příčníku £. příčníku 7 jsou pevně připojené držáky 2_. v každém držáku £ je upevněn permanentní magnet £. Držáky £ s permanentními magnety £ jsou uloženy přesuvně ve vedení 14,of the float 2 44 loosely connected via the spacing tube 13 to the central portion of the crossbar 4. The holders 2 are fixedly connected to the crossbar 7. a permanent magnet 6 is mounted in each holder. The holders 6 with permanent magnets 6 are displaceably mounted in the guide 14,

Ve středovém otvoru £ je uloženIt is received in the central opening

KeKe

Na spodní části koncíchAt the bottom of the ends

Hladinový spínač pracuje takto: Pokud není těleso £ naplněno kapalinou, je příčník 1_ ve své spodní poloze a doléhá na doraz vytvořený Sroubením, které není na výkrese znázorněno. Ve spodní poloze jsou všechny součásti, které jsou s příčníkem £ spojeny, to je plovák £, držáky £ a permanentní magnety £. Plovák £ je svojí částí zasunut do středového otvoru 2_ . a přes rozpěrnou trubku 13 se opírá o příčník £. Permanentní magnety 5 jsou v postranních otvorech £. Když hladina kapaliny stoupá, začne se vnitřní prostor tělesa £ naplňovat kapalinou. Při určitém stavu hladiny se plovák £ zvedá a vznáší se v kapalině a při svém pohybu vzhůru unáší s sebou příčník £· držáky £ a permanentní magnety £. Plovák £ se při tom vznáší v kapa· lině a jeho válcový povrch se vede po válcových vodicích ploškách 11 mezi vnitřními odlehčovacími drážkami £. Když hladina kapaliny v tělese £ snímače dosáhne stanovené výše, při které se permanentní magnety £ posunou do úrovně spínačů £0, spínače se sepnou. Nastavením spínačů 10 ve vnějších drážkách £ ve svislém směru je možno volit způsob spínání. Jestliže jsou spínače 10 ve střední poloze, potom při průchodu permanentních magnetů 5 vysílají impuls. Jestliže jsou spínače 10 v horní poloze, potom, když se dostane plovák do horní polohy, ve které doléhá příčník £ na vnitřní čelo 12 vedení £4, jsou permanentní magnety £ na úrovni spínačů 10.The level switch operates as follows: If the body 6 is not filled with liquid, the crossbar 7 is in its lower position and abuts the stop formed by the screw connection, which is not shown in the drawing. In the lower position, all the components that are connected to the crossbeam 6, i.e. the float 6, the holders 6 and the permanent magnets 6, are in the lower position. The float 4 is inserted with its part into the central opening 2. and is supported on the crossbeam 6 via the spacing tube 13. The permanent magnets 5 are in the side openings 6. As the liquid level rises, the inner space of the body 6 begins to fill with liquid. At a certain level, the float 4 rises and floats in the liquid and, as it moves upwards, carries with it the crossbar 8 and the holders 8 and the permanent magnets 8. The float 6 floats in the liquid and its cylindrical surface is guided on the cylindrical guide surfaces 11 between the internal relief grooves 6. When the level of liquid in the sensor body 5 reaches a predetermined level at which the permanent magnets 8 move to the level of the switches 60, the switches are closed. By setting the switches 10 in the outer grooves 6 in the vertical direction, the switching method can be selected. If the switches 10 are in the middle position, they transmit a pulse when the permanent magnets 5 pass. If the switches 10 are in the upper position, then when the float reaches the upper position in which the crossbeam 6 abuts the inner face 12 of the conduit 64, the permanent magnets 8 are at the level of the switches 10.

Svým magnetickým polem permanentní magnety £ trvale ovlivňují spínače 10 a tyto zůstávají trvale v sepnutém stavu, i když hladina kapaliny dále stoupá. Hladinový snímač 15 pracuje obdobně i při poklesu hladiny. Polohu spínačů 10 ve vnějších drážkách £ 3^e možno nastavit tak, že spínače 10 zůstávají trvale sepnuty, když je plovák £ ve své spodní poloze. Nejobvyklejší způsob využití hladinových snímačů je, že horní hladinový snímač £5, který je umístěn v horní části naplněné odměrné nádoby £6, dává svým impulsem povel k zahájení měření času. Když se odměrná nádoba 16 vyprázdní a hladina klesne na úroveň spodního hladinového snímače 15, který je umístěn ve spodní části odměrné nádoby ££, dává spodní snímač 15 svým impulsem povel k ukončení měření času a k vyhodnocení výsledků měření. Impulsy ze spínačů £0, případně jejich trvalý signál se zpracovává v řídicích obvodech, které nejsou na výkrese znázorněny.By virtue of their magnetic field, the permanent magnets 8 permanently affect the switches 10 and they remain permanently in the closed state even if the liquid level continues to rise. The level sensor 15 operates similarly when the level drops. The position of the switches 10 in the outer grooves of £ 3 ^e may be set so that the switches 10 are permanently closed when the float £ in its lower position. The most common use of the level sensors is that the upper level sensor 65, which is located at the top of the filled measuring vessel 60, gives an impulse to initiate a timing measurement. When the metering vessel 16 is emptied and the level drops to the level of the lower level sensor 15, which is located at the bottom of the metering vessel 60, the lower sensor 15 commands a pulse to terminate the time measurement and evaluate the measurement results. The pulses from switches 40, or their continuous signal, are processed in control circuits not shown in the drawing.

Vynálezu se využije u hladinových spínačů spolupracujících s odměrnými nádobami při mobilním měření objemové spotřeby paliva naftových motorů.The invention is applicable to level switches cooperating with volumetric vessels in the mobile measurement of diesel fuel volume.

Claims

Level switch for level indication for measuring the volume of liquid flowing through a volumetric container, characterized in that in the body (1) of the level sensor (15) there is a cylindrical central hole (2), the inner wall of which has longitudinal cylindrical internal relief grooves (3) and on the sides of the central bore (2) there are two parallel side openings (4), and at the bottom of the body (1) of the level sensor (15) there is a crossbeam (7) at the ends of which housed in permanent magnets (5) inserted in the side openings (4), the center of the cross-member (7) being loosely connected to the float (8) displaceable in the central opening (2) of the body (1) , in the outer surface of which the outer holders (9) for the adjustable switches (10) are formed.

Level sensor according to claim 1, characterized in that the numerical value of its effective cross-sectional area, which lies in a plane perpendicular to the axis of the sensor, i.e. the sum of the surfaces of the internal relief grooves (3), the area between the float (8) and the central bore ( 2) and the area between the side openings (4) and the permanent magnets (5), expressed in terms of area, is less than five thousandths of the numerical value of the volume of the measuring vessel (16), expressed in terms of volume.