Динамический датчик уровня жидкости Российский патент 2017 года по МПК G01F23/24 

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.

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.

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.