Динамический датчик уровня жидкости



Динамический датчик уровня жидкости
Динамический датчик уровня жидкости
Динамический датчик уровня жидкости

 


Владельцы патента RU 2615910:

Семенов Александр Алексеевич (RU)

Изобретение может быть использовано для контроля уровня жидкости в различных сосудах. Динамический датчик уровня жидкости, содержащий мостовую схему с включенным в ее плечо измерительным резистором, выполненным по длине контролируемого столба жидкости, с последовательно подключенными операционным усилителем, аналого-цифровым преобразователем, бортовым компьютером, в котором имеется пластмассовый корпус трубчатого сечения, на внешней поверхности которого выполнена резьба для крепления, на всей внутренней поверхности напыление оксидным порошком, с нижнего торца закрыто пластмассовым диском с отверстиями, покрытым снизу сеткой, а сверху корпус закрыт навинчивающейся пластмассовой крышкой, имеющей контакты на внешней поверхности, со сквозными отверстиями и пластмассовым стержнем, равным по длине с корпусом и установленным соосно с зазором от внутренней поверхности корпуса, имеющим снаружи по всей длине напыление оксидным порошком. Техническим результатом является постоянный контроль уровня жидкости, в любой емкости проводящей и непроводящей, повышение точности показания прибора. 2 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля уровня жидкости в различных сосудах.

Известно устройство для определения статических и динамических (волновых) процессов на поверхности воды. Устройство содержит генератор высокочастотного сигнала, резистор, датчик уровня, по крайней мере, одну пару - первый и второй электроды из проводящего материала, установленные на заданном расстоянии d друг от друга в держателе из диэлектрического материала, диод, фильтр нижних частот (ФНЧ), блок смещения потенциала и блок формирования выходного сигнала. При этом генератор высокочастотного сигнала соединен с последовательно включенными резистором, полупроводниковым диодом, ФНЧ, блоком смещения потенциала и блоком формирования выходного сигнала. Вывод от верхнего конца первого электрода подключен к общему выводу резистора и полупроводникового диода, вывод от верхнего конца второго электрода - к земляной шине, а нижние концы обоих электродов погружены ниже уровня измеряемой водной поверхности (Патент RU 2485452, МПК G01F 23/18, опубл. 20.06.2013 г.).

Недостатком устройства является дискретное показание уровня жидкости и сложная схема соединения.

Из известных наиболее близким по технической сущности является датчик уровня жидкости, содержащий мостовую схему с включенными в ее плечи измерительным и компенсационным терморезисторами, подключенные к одной диагонали моста источник стабилизированного напряжения, а к другой - регистрирующее устройство, в котором с целью повышения точности и быстродействия измерительный и термокомпенсационный терморезисторы выполнены линейно протяженными, причем измерительный терморезистор выполнен в соответствии с законом распределения сопротивления по длине, идентичным зависимости объема бака от уровня наполнения, а оба терморезистора установлены в трубке, закрепленной в баке, при этом в ее нижней части размещен жиклер, а верхняя часть сообщается с полостью бака (Патент SU 1673857 А1, МКИ G01F 23/22, опубл. 30.08.91).

Недостаток заключается в том, что нет решения вопроса, как же будет изготовлен измерительный терморезистор, выполненный в соответствии с законом распределения сопротивления по длине, идентичным зависимости объема бака от уровня наполнения. Кроме того, изобретение обладает погрешностью, поскольку сложно будет определить изменение сопротивления без достаточного усиления сигнала.

Техническим результатом является постоянный контроль уровня жидкости, в любой емкости, проводящей и непроводящей, повышение точности показания прибора.

Это достигается тем, что в пластмассовом корпусе, имеющем сквозные отверстия в днище и крышке, жестко закреплен резистор, состоящий из двух трубок одинаковой длины и разного диаметра, установленные соосно с зазором, имеющим напыление по всей длине из оксидного порошка на поверхностях, обращенных в зазоре друг к другу. Сопротивление определяется суммированием соосных поверхностей вставленных друг в друга цилиндров до уровня жидкости. Если уровень жидкости меняется, соответственно меняется и длина резисторных трубок, незамкнутых водой. Сопротивление может быть рассчитано по известной зависимости

R=ρl/S,

где ρ - удельное сопротивление оксидного покрытия, S - площадь поперечного сечения, l - длина слоя сопротивления.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид динамического датчика уровня жидкости, на фиг. 2 вид сверху. Динамический датчик уровня жидкости содержит мостовую схему 2 с включенным в ее плечо измерительным резистором, выполненным по длине контролируемого столба жидкости, с последовательно подключенными операционным усилителем 3, аналого-цифровым преобразователем 4, бортовым компьютером 5, отличающийся тем, что имеет пластмассовый корпус трубчатого сечения 1, на внешней поверхности которого выполнена резьба для крепления, на всей внутренней поверхности напыление оксидным порошком 6, с нижнего торца закрыто пластмассовым диском 9 с отверстиями, покрытым снизу сеткой 10, а сверху корпус закрыт навинчивающейся пластмассовой крышкой 11, имеющей контакты 12 на внешней поверхности, со сквозными отверстиями и пластмассовым стержнем 8, равным по длине с корпусом 1 и установленным соосно с зазором от внутренней поверхности корпуса, имеющим снаружи по всей длине напыление оксидным порошком 7

Работает динамический датчик уровня жидкости следующим образом.

Включенный в мостовую схему датчик уровня жидкости при заполнении емкости водой в зависимости от ее уровня внутри датчика изменяет сопротивление датчика. Ток с мостовой схемы 2 поступает на слой оксидного сопротивления 6 корпуса 1, затем через замкнутые водой в зазоре поверхности на оксидный слой 7 пластмассового стержня 8 и на другой контакт разъема 12.

Сигнал разбаланса с мостовой схемы 2 усиливается операционным усилителем 3, переводится в двоичный код аналого-цифровым преобразователем 4 и передается в бортовой компьютер 5

Предлагаемое устройство позволяет оперативно получать динамическую картину изменения уровня жидкости. Соосно вставленный в корпус цилиндрический электрод крышки позволяет существенно менять сопротивление за счет изменения площади поверхности цилиндра. Это позволяет с достаточной точностью определять изменение уровня жидкости.

Динамический датчик уровня жидкости, содержащий мостовую схему с включенным в ее плечо измерительным резистором, выполненным по длине контролируемого столба жидкости, с последовательно подключенными операционным усилителем, аналого-цифровым преобразователем, бортовым компьютером, отличающийся тем, что имеет пластмассовый корпус трубчатого сечения, на внешней поверхности которого выполнена резьба для крепления, на всей внутренней поверхности напыление оксидным порошком, с нижнего торца закрыто пластмассовым диском с отверстиями, покрытым снизу сеткой, а сверху корпус закрыт навинчивающейся пластмассовой крышкой, имеющей контакты на внешней поверхности, со сквозными отверстиями и пластмассовым стержнем, равным по длине с корпусом и установленным соосно с зазором от внутренней поверхности корпуса, имеющим снаружи по всей длине напыление оксидным порошком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в различного рода накопительных сосудах. Предложен способ измерения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером с точечным датчиком, содержащим резистивный датчик температуры марки ТВО и контроллер управления процессом измерения.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкостей при заполнении и опорожнении резервуаров, в частности уровня компонентов жидкого криогенного топлива в емкостях и баках при жестких механических воздействиях.

Изобретение относится к технике измерения уровня потока жидкости, протекающего по открытому каналу. Техническим результатом является повышение надежности измерения уровня.

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидких металлов в атомно-энергетической промышленности. Кондуктометрический способ позволяет измерять уровень жидкого металла без введения каких-либо элементов конструкции уровнемера внутрь резервуара, где находится жидкий металл.

Изобретение относится к области криогенной техники. Способ измерения уровня жидкого гелия дискретным уровнемером с точечным резистивным датчиком температуры марки ТВО и контроллером управления процессом измерения отличается тем, что датчик устанавливается на разных уровнях и определяется разброс показаний значений сопротивления датчика: стабильный и малый разброс указанных значений характеризует расположение датчика в жидкой среде гелия, несколько худший разброс указанных значений характеризует расположение датчика в газообразной среде, наибольший разброс указанных значений соответствует положению датчика у поверхности жидкого гелия, и по итогу анализа разброса показаний сопротивления определяют уровень жидкого гелия.

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано в автоматических системах автоматики и аварийной сигнализации для измерения уровня жидкого азота.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля и сигнализации границы раздела сред нефтепродукт-вода в установках для очистки воды от нефтепродуктов или обводненных нефтепродуктов от воды.

Описывается устройство (1) для измерения электропроводности, по меньшей мере, для определения уровня наполнения электропроводных жидкостей. Предусмотрен измерительный элемент (10), по меньшей мере, с одним несущим корпусом (12) и, по меньшей мере, двумя, имеющими первый (42) и второй (44) концы и проходящими в вертикальном направлении электродами (40а, b), причем электроды (40а, b) в зоне первого конца (42) имеют, по меньшей мере, одну экранированную зону (22), и каждый электрод (40а, b) имеет, по меньшей мере, одну первую и одну вторую соответственно граничащую с экранированной зоной (22) свободную контактную поверхность (46, 52).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении раздела фаз в парогенерирующих установках. Способ заключается в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R, отличающийся тем, что измеряют ток I, проходящий через датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/πdLαп, Δtж=I2R/πdLαж, определяют удельное электрическое сопротивление датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами ρп=ρ0(1+βΔtп), ρж=ρ0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж:hп=(RS-ρжL)/(ρп-ρж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, β - термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°C, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи на поверхности датчика при взаимодействии с паровой и жидкой фазами.

Изобретение относится к устройствам для определения уровня криогенной жидкости и может быть применено как в криогенерирующих установках, так и в системах, потребляющих криопродукцию.
Наверх