УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ НАЛИВА И КОЛИЧЕСТВА ПРОДУКТА

Полезная модель относится к контрольно-измерительным приборам, предназначенным для измерения уровня, объема и границы раздела различных жидких продуктов, например, углеводородов и воздуха или углеводородов и воды и т.п.
Известно устройство для определения количества и влагосодержания продукта, включающее излучатель со световодом, оптический разветвитель и приемник излучения (патент Российской Федерации №30991, опублик. 10.07.2003 г.)
Недостатком известного устройства является применение нескольких световодов или многожильного волоконно-оптического кабеля.
Задачей данного технического решение является упрощение конструкции устройства, процесса его эксплуатации, а также расширение функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения уровня налива и количества продукта, включающем излучатель со световодом, оптический разветвитель и приемник излучения, излучатель соединен со входом оптического разветвителя, имеющего выход и выход-вход, соединенные соответственно с приемником излучения и первым торцем световода, выполненным приемопередающим, при этом второй торец световода размещен с зазором над продуктом.
А также тем, что оно имеет отражатель, жестко закрепленный на втором торце световода с зазором относительно последнего.
А также тем, что оно имеет установленную на втором торце световода соосно ему трубку, в которой размещен отражатель.
А также тем, что отражатель выполнен в виде мембраны.
А также тем, что отражатель выполнен в виде диска из резины.
А также тем, что отражатель выполнен в виде поплавка с возможностью перемещения в трубке.
А также тем, что световод выполнен в виде одножильного волоконно-оптического кабеля с линзами на торцах.
Технический результат в данной полезной модели достигается использованием в устройстве только одного световода, выполняющего одновременно функцию передачи потока излучения от излучателя на свободный торец световода, продукт и отражатель и функцию приема передачи, отраженного потока излучения от свободного торца, продукта и отражателя на приемник излучения.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид устройства;
на фиг.2 - второй конец световода с отражателем;
на фиг.3 - то же, с мембранным отражателем;
на фиг.4 - то же, с поплавковым отражателем.
Устройство состоит из излучателя 1, приемника излучения 2 и оптического разветвителя 3, вход 4 которого оптически связан с излучателем 1, а выход 5 - с приемником излучения 2. Вход-выход 6 разветвителя 3 связан оптической связью с первым торцем 7 световода 8. Второй торец 9 световода 8 расположен над измеряемым продуктом 10. Для увеличения мощности выходного сигнала второй торец 9 световода 8 имеет отражатель 11, жестко закрепленный на торце 9 с зазором относительно его (фиг.2).
Для предотвращения попадания продукта 10 второй торец 9 или необходимости его удаления с торца, часть световода 8 с торцем 9 и отражатель 11 установлены внутри трубки 12 (фиг.3 и 4). При этом для небольших перемещений отражателя 11 он выполнен в виде мембраны, жестко соединенной с трубкой 12. (фиг.3).
В случае необходимости определения больших диапазонов перемещений световода 8 или продукта 10 отражатель может быть выполнен поплавкового типа с возможностью перемещения в трубке 12 (фиг.4).
Также для увеличения мощности выходного сигнала торцы 7 и 9 световода 8 могут быть выполнены с линзами. В качестве световода в устройстве используется стандартный многомодовый или одномодовый световод или на их основе одножильный волоконно-оптический кабель.
Устройство для определения уровня и количества продукта работает следующим образом.
Оптическое излучение от излучателя 1 через ответвитель 3, его вход 4, первый торец 7 световода 8 поступает на его второй торец 9 и далее в зазор между последним и продуктом 10. При наличии же отражателя 11 оптическое излучение сначала также попадает в зазор между вторым торцом 9 световода 8 и отражателем 11, а затем - на последний. Данное излучение формирует отраженные сигналы от торца 9 и отражателя 11, которые в совокупности образуют выходной оптический сигнал, передаваемый по световоду 8 в обратном направлении и поступающий через выход-вход 6 и выход 5 оптического разветвителя 3, на приемник излучения 2. В случае статического положения световода 8 и продукта 10 величина сигнала, поступающего на приемник излучения 2, остается постоянной. При изменении положения торца 9 световода 8 относительно
продукта 10 или зазора между ними, приводит к изменению условий отражения и соответственно величине сигнала.
В случае касания торца 9 световода 8 продукта 10 или отражателя 11 изменение сигнала достигает максимального значения. Следует отметить, что данное положение приводит почти к релейной характеристике устройства - зависимость выходного сигнала от перемещения. По величине изменения сигнала и величине перемещения световода 8 определяется уровень и соответственно количество продукта.
В случае наличия под продуктом другой среды (например, донной воды) также будет снова происходить изменение выходного сигнала при опускании световода 8 до новой среды. Поэтому можно определить как количество продукта, так и «другой» среды (например, содержания воды).
Полезная модель может найти применение в системах учета различных продуктов и в огромном числе средств автоматизации. Особенно эффективно ее применение при заполнении продуктами различных объемов с целью предотвращения их перелива, в реализации реле давления и температуры.