Емкостный датчик уровня

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 44238О (61) Зависимое от авт, свнд-ва(22) Заявлено 11.07.72 (21) 1808302/18-10 (51) М. Ыл.

С 01F 23/26 с присоединением заявки №Государственный комитет

Свввта Министров СССР вв делан извбретвннй и открытий

f Qp ) ПриоритетОпубликовано 05.09 74,бюллетень № 33

Дата опубликования описания 18е06 7

Щ УД 681 128.63 (088.8) (72) Автор изобретения

В, И. Кабанов (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК УРОВНЯ

Изобретение относится к области средст . ,ва автоматизации жидкостных процессов, в частнм-.ти может применяться в криогенной технике в системах автоматической заливки и поддержания уровня криогенной жидкости в различных емкостях.

Известны емкостные датчики уровня; содержашие электрический конденсатор свнешней и внутренней обкладками в виде коаксиально расположенных цилиндров и от-1е воды от них.

Однако известный датчик при работе на криогенной жидкости имеет ряд недостатков: а) криогенные жидкости имеют очень малые величины диэлектрической проницае- )Ь мости и поэтому чувствительность датчика мала. б) при работе на переохлажденных жидкостях имеются большие погрешности из-за сильной зависимости величины дизлектриче- 20 ской проницаемости криогенной жидкости от ее температуры, что не позволяет четко фиксировать предельную величину уровня. в) трудно использовать в системах авто« матической заливки и поддержания уровня

2 криогенной жидкости, так как в процессе завивки сосуда доверииссть радаева фаа колеблется и характер изменения емкости датчика колебательный.

В изобретении устраняются указанные недостатки благодаря тому, что все элект роды наружной обкладки (например цилинд- рической формы), герметически соединяются между собой токопроводящим кольцеобразным дном и имеют конструкцию стакана со сквозным внутренним отверстием. Внутреннюю (внутренние) обкладку конденсатора размещают внутри наружной обкладки так, чтобы верхние края электродов внутренней обкладки располагались ниже верхних кра-, ев внутреннего электрода (цилиндра), а высоту последнего делают ниже высоты внешнего электрода наружной обкладки конденсатора.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого емкостного датчика, причем на фиг., 1а показан момент фиксирования датчиком йредельной величины уровня, на фиг. 1б - предшествующий момент. Емкостной ддтчик предельной величины !

442 3 QG уровня криогенной жидкости представляет собой электрический конденсатор, например коаксиальной конструкции и состоит из наружной обкладки 1 и внутренней обкладки

2. Наружная обкладка 1 имеет два цилищ рических электрода разной высоты и диаметра, которые соединены токопроводящим кольцевым дном герметично и образуют своеобразный стаканчик со сквозным внут»

10 ренним отверстием, образованным внутренней поверхностью внутреннего цилиндрического электрода.

Наружная обкладка 1 прикрепляется к стенке сосуда 3 посредством жесткого цилиндра 4. Внутренная обкладка 2 размеща« ется внутри обкладки 1 между ее цилиндрическими электродами и прикрепляется с помощью проводника 5 и изолятора (например керамического) 6, заделанного в стенке сосуда 3. Лепесток 7 служит для подпайки экрана коаксиального кабеля (ипи общей шины автогенератора).

Способ крепления емкостного датчика к стенке сосуда может быть и другим.

Треугольниками обозначена на чертеже граница раздела жидкой и паровой фазы.

Емкостной датчик работает следующим образом, При заполнении сосуда криогенной жидкостью (с диэлектрической проницаемостью ж ) ее уровень /Х поднимается (см. фиг. 1, б).

Емкостпой датчик погружается в жидкость, прп этом жидкость проходит во внут- З5 реннее отверстие внутреннего электрода и омывает наружную поверхность внешнего электрода наружной обкладки 1 конденсатоРа, а рабочее пространство между наружной 1 и внутренней 2 обкладками конден- 40 сатора не заполняется, и, следовательно, электрическая емкость С емкостного датчика не меняется, даже если до предельной величины уровня }1, которую пред. нужно фиксировать, останется очень малая

Я величина. gQ

При дальнейшем повышении уровня и он достигает предельной ведичины пред соответствующей верхнему краю внутренне- щ

ro электрода наружной обкладки 1. Криогенная жидкость начинает переливаться через край и быстро заполняет небольшой объем рабочего пространства емкостного датчика (см„фиг. 1а) при этом электриче- Я

4 ская емкость последнего увеличивается на величину Ь С=С (f<- E < )., где f > -1проницаемость паров. Изменение температуры криогенной жидкости не влияет на . момент изменения его емкости на величину С. Этот момент по времени совпадает только с моментом достижения уровня жидкости h предельной величины пред

Если поднимающийся уровень h криогенной жидкости не спокоен, т. е. поверхность раздела фаз колеблется, то и в этом случае датчик работает четко, так. как заполнение

Ф рабочего пространства конденсатора жидкостью происходит из внутреннего прохода внутреннего цилиндра наружной обкладки.

Диаметр внутреннего цилиндра выбирается таким, чтобы поверхность раздела фаз в нем поднималась с приглушенными колебаниями и внутренний цилиндр играл роль ускопоителя.

Наружное волнение жидкости не может захлестывать датчик раньше, чем происхо дит заполнение его рабочего пространства из внутреннего прохода, так как цилиндры наружной обкладки конденсатора имеют разную высоту, причем внешний выше внутреннего.

При сливе жидкости из сосуда датчик перестает омываться криогенной жидкостью, и небольшой объем ее, находящейся в рабочем пространстве датчика, быстро испаряется из-за притока тепла от стенки сосуда, деталей крепежа после чего датчик вновь готов к работе.

Предмет изобретения

Емкостной датчик уровня, содержащий электричм:кий конденсатор с внешней и внутренней обкладками в виде коаксиаиьпо

S расположенных цилиндров и отводы or них, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью увеличения крутизны его характеристики и повышения надежности фу нкционирования, внешняя обкладка конденсатора выполнена по крайней мере из двух соединенных между собой кольцеобразным дном цилиндров, первый из которых расположен снаружи цилиндра внутренней обкладки, а второй— внутри, при этом верхний край второго расположен ниже верхнего края первого и выше верхнего края цилиндра внутренней об кладки.

Сос аьн ель (..1т:,и о .11еньзман .. 1I.Хан,-.(оо Н,Лук

Корректор

Заказ f/g и,. ра g0$ f нраж фф .У

Подпмсное

IIIIIIIIIIII I осударственпо о коми « а L .oüe а Министров СССР но делам изоб(ннений и оскрыгнй

Москва, I 13035. Рауиская наб., 4

11реднриятие «IIBTPH!>, Москва, 1 59, Бережковская наб. 24