Уровнемер жидкости с емкостным датчиком Советский патент 1961 года по МПК G01F23/26 

Известны уровнемеры жидкости, использующие эффект изменения емкости опущ,енного в жидкость изолированного нровода при изменении уровня жидкости. Изменение емкости определяется с помощью специальной схемы, состоящей из автогенератора прямоугольных импульсов, подключенного к емкостному датчику, и индикатора.

От известных уровнемеров жидкости с емкостным датчиком предлагаемый нрибор отличается своей схемой, позволяющей производить непосредственную запись осциллограмм регистрируемой величины без применения промежуточных усилителей и сглаживающих фильтров. Принцип работы схемы состоит в периодическом заряде и разряде измеряемой емкости от генератора прямоугольных импульсов через схему коммутации, выполненную на диодах. Измерение емкости производится по величине тока разряда емкости через нагрузку, которой может служить щлейфовый осциллограф или стрелочный прибор. Благодаря тому, что частота прямоугольных импульсов выбрана выще резонансной частоты индикаторного прибора, последний измеряет непосредственно постоянную составляющую пульсирующего разрядного тока без применения сглаживаюпхих фильтров.

На фиг. 1 показан емкостной датчик, опущенный в жидкость, на фиг. 2 - электроимнульсная схема.

Прибор работает следующим образом.

Изолированный провод I, опущенный в жидкость с грузом Р на конце, является одной из обкладок конденсатора. Другой провод 2, соединенный с землей, является второй обкладкой конденсатора. При изменении уровня жидкости емкость конденсатора С меняется согласно формуле:

где /г -- высота уровня жидкости, а К - постоянный коэффициент, зависящий от жидкости и параметров конструкции конденсатора.

,

№ 140238 2 Для измерения этой емкости используется электроимпульсная схема, показанная на фиг. 2. Прямоугольные импульсы частотой 8500 гц генерируются двухтактным генератором на германиевых триодах ЯЯ и ЯЯо. Ко вторичной обмотке генератора присоединены измеряемая емкость Сх и последовательно с ней индикаторный прибор со схемой коммутации на двух германиевых диодах ЯЯз, ЯЯ1. При прохождении тока от генератора в одном направлении открывается диод ЯЯз, заряжая измеряемую емкость Сх до некоторого напряжения IJ и сообщая ей заряд Q, равный Q - CyU. При обратном направлении тока открывается диод ЯЯ4 и происходит разряд емкости Су через сопротивление нагрузки R„. .Гок1„ через нагрузку будет равен:

/,f..2.j;M

где / частота следования прямоугольных импульсов.

Таким образом, при постоянных U, f и К. ток /„ будет прямо пропорционален изменению уровня h.

Описанный прибор имеет большой диапазон измерения уровней (от десятков сантиметров до десятков метров). Погрешность при записи на шлейфе -- не более 2%.

Прибор сконструирован для измерения уровней верхнего и нижнего бьефов на гидроэлектростанциях, но может применяться и в других отраслях промышленности, например для измерения уровней воды в скважинах, колодцах и т. д.

Один экземпляр прибора был изготовлен в 1960 г. по заказу кафедры гидроэнергетики МЭИ.

Предмет изобретения

Уровнемер жидкости с емкостным датчиком, подключенным к автогенератору прямоугольных импульсов, выполненному на транзисторах, отл ич а ю щи и ся тем, что, с целью непосредственной записи осциллографом регистрируемой величины без применения нромежуточных усилителей и фильтров, шлейф осциллографа подключен ко вторичной обмотке трансформатора автогенератора через поворотный ключ, образованный двумя кристаллическими диодами, а генератор настроен на частоту, большую, чем частота собственных колебаний шлейфа.

Фие.2