SU545172A1 - Тепловой измеритель границы раздела двух сред - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в установках для определения границы раздела двух сред, в которых чувствительный элемент измерительного преобразователя имеет различную тепло-$ отдачу, в частности для измерения уровня теплоносителя в атомных энергетических установках.

Известны устройства контроля уровня, содержащие подогреватель, термопарный датчик и вторичный прибор^1-5^_

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель уровня, содержащий датчик, выполненный в виде теплообменника, по которому пропускается теплоноситель со строго постоянными параметрами, и дифференциальной термопары, спаи v 20 которой размещены на входе и выходе трубы, причем выходной сигнал пропорционален разности температур на входе и выходе трубы [ 6 ].

Эти устройства сложны и имеют недостаточную точность и надежность, что обусловлено наличием источника теплоносителя, необходимостью поддержания постоянства расхода теплоносителя, постоянства параметров теплоносителя (температура, плотность и т.д.), а также сложностью конструкции, вызванной большим количеством сопутствующих устройств обеспечения необходимых параметров теплоносителя.

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе подогреватель выполнен в виде профилированной трубы с уменьшенной толщиной стенон в местах установки спаев термопар, подключенной концами к источнику питания.

Для линеаризации измерительной характеристики места установки спаев термопар имеют одинаковое сечение и равномерно распределены по длине трубы.

На чертеже показана конструкция измерителя границы раздела.

Измеритель содержит нагреватель, выполненный в виде профилированной трубы 1 переменного сечения, термопары 2, клеммы 3, источник 4 питания и вторичный прибор 5. Изолированные спаи термопар равномерно распределены по длине профилированной трубы нагревателя, установлены в местах измененного· сечения нагревателя и соединены последовательно в термобатарею.

При измерении уровня среды, теплоотдача чувствительного элемента в ко-) торой отличается от теплоотдачи его в среде над ней, изменяется температура профилированной трубы по ее длине, а соответственно и выходной сигнал с термобатареи Е = f(H), где Е - электродвижущая сила термобатареи; Н - измеряемый уровень.

Введение профилированной трубы с размещенными вдоль ее внутренней поверхности спаями термопар и обогреваемой электрическим током позволяет исключить теплоноситель, пропускаемый 'через трубу. Исключение теплоносителя автоматически исключает его источник и сопутствующие устройства для строгого поддержания параметров теплоносителя, что значительно упрощает конструкцию устройства для измерения

Использование предлагаемого изобретения значительно уменьшает габаритные размеры, а большая надежность позволяет использовать такие устрой5 ства на подвижных объектах в условиях повышенной вибрации и ударов.

Claims (6)

1. Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в установках дл  определени  гр ницы раздела двух сред, в которых чу ствительный элемент измерительного преобразовател  имеет различную тепл отдачу, в частности дл  измерени  уровн  теплоносител  в атомных энергетических установках. Известны устройства контрол  уров н , содержащие подогреватель, термопарный датчик и вторичный прибор 1-5 Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  изме ритель уровн , содержащий датчик, вы полненный в виде теплообменника, по которому пропускаетс  теплоноситель со строго посто нными параметрами, и дифференциальной термопары, спаи которой размещены на входе и вьпходе трубы, причем выходной сигнал пропорционален разности температур на входе и выходе трубы 6 . Эти устройства сложны и имеют недостаточную точность и надежность, что обусловлено наличием источника теплоносител , необходимостью поддержани  посто нства расхода теплоносител , посто нства параметров теплоносител  (температ фа, плотность и т.д.), а также сложностью конструкции , вызванной большим количеством сопутствующих устройств обеспечени  необходимых параметров теплоносител . Цель изобретени  - повьшение точности и надежности измерени . Это достигаетс  тем, что в предлагаемом измерителе подогреватель выполнен в виде профилированной трубы с уменьшенной толщиной стенок в местах установки спаев термопар, подключенной концами к источнику питани . Дл . линеаризации измерительной характеристики места установки спаев термопар имеют одинаковое сечение и равномерно распределены по длине трубы. На чертеже показана конструкци  измерител  границы раздела. Измеритель содержит нагреватель, вьшолненный в виде профилированной трубы 1 переменного сечени , термопары 2, клеммы 3, источник 4 питани  и вторичный прибор 5. Изолированные спаи термопар равномерно распределены по длине профилированной трубы нагревател , установлены в местах измененного- сечени  нагревател  и соединены последовательно в термобатарею. При измерении уровн  среды, теплоотдача чувствительного элемента в которой отличаетс  от теплоотдачи его в среде над ней, измен етс  температура профилированной трубы по ее дли ,не, а соответственно и выходной сигнал с термобатареи Е f(H), где Е электродвижуща  сила термобатареи; Н - измер емый уровень. Введение профилированной трубы с размещенными вдоль ее внутренней поверхности спа ми термопар и обогреваемой электрическим током позвол ет исключить теплоноситель, пропускаемый через трубу. Исключение теплоносител  автоматически исключает его источник и сопутствующие устройства дл  строго го поддержани  параметров теплоносител , что значительно упрощает конструкцию устройства дл  измерени  уровн , а следовательно, повышает надежность всего устройства. Кроме того , устран ютс  также те составл ющие погрешности измерений, которые обуслрвлены непосто нством параметров теплоносител  и их отклонением от номинальных значений. Профилированна  труба с измен ющим с  сечением по ее длине по сравнению с трубой одинакового сечени  позвол ет линеаризовать выходную характеристику термобатареи Е f(H) на участках между соседними термопарами и на всей длине в целом, что также приводит к повышению точности измерени  уровн . 5 24 Использование предлагаемого изобретени  значительно уменьшает габаритные размеры, а больша  надежность позвол ет использовать такие устройства на подвижных объектах в услови х повышенной вибрации и ударов. Формула изобретени  1.Тепловой измеритель границы раздела двух сред, содержащий датчик, включающий в себ  подогреватель - с установленньми на нем термопарами, подключенными к вторичному прибору, и источник питани , отличающий с.   тем, что, с целью повышени  точности и надежности, подогреватель выполнен в виде профилированной трубы с уменьшенной толщино й стенок в местах установки спаев термопар , подключенной концами к источнику питани . 2.Измеритель по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью линеаризации измерительной характеристики , места установки спаев термопар имеют одинаковое сечение и равномерно распределены по длине трубы . Источники информации, .прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 301546, кл. G 01 F 23-22, 1968.
2. 2.Патент ФРГ № 2024911, кл. 42 е 34, 1973.
3. 3.Патент ФРГ № 1548952, кл. 42 е 34. 1969.
4. 4.Патент США. № 2824278, кл. 323-54, 1971.
5. 5.Патент США № 3653262, кл. 73-290, 1973.
6. 6. Авторское свидетельство СССР № 376664, кл. G 01 F 23/22, 1971 (прототип)