Способ определения наличия жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01F23/24 

ю

о оо

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ycTpoii ствах для индикации наличия или отсутствия, а также для дискретного измерения уровня жидкостей, преимущественно .легко- кипящих.

Цель изобретения упрощение способа путем исключения настро(1ки пзмepитe;lьнo i схемы при переходе от одпо11 жидкости к другой.

Суниюсть с 1особа определения наличия жидкости заключаегся в следук)П1ем.

Кипящая жидкость представляет собой двухфазную систему жидкость | аз, ком- ноненты которой отличаются теплопроводностью, а нроцесс образования и расирост- ранения пузырьков газовой фазы при кипе- пии яв. 1яется периодическим. При определенном режиме кипения образуюпшйся па; частично накапливаегся из-за прилипания )1рьков к сгенкам терморезистора n:ni корпуса, в кот1))ый он помени н. При :1том те)морезистор оказываегся частично и;|и по.пюстьк) ок1)уженным газовой фазой. Ьдо выходной регистрирующий параметр изменяется. Лости1И н критическою размера и.:1и в .H,Tare тепловых флуктуации пу- зырек I a.ia удаляется, а жидкость cnoEia поступает к поверхности терморезистора, и выходной параметр терморезистора снова изменяегси.

Периодическое изменение условий теп- ло1)бмена терморезисгора со средой вызывает периодическое изменение его сопр1)тив- ления, т.е. измеряе.мьп , например падение напряжения на терморезисторе, содержит переменную сосгавляюнгую, наличие которой легко ре1 истрируется. При размере отделяющихся пузырьков сравнимом с размерами терморезистора, максимум эпер- гетического спектра 1( Т Ктуационпо1 о процесса, возникак) как )езульгат модуляции сопротивления чувстви гельного :;. ie- мента датчика кипящеГ жидкостькз, в зави- симости (гг физических параметров жидкости располагается в диапазоне частот 10 1200 Гц.

Независимость ха|1акгера сигнала от температуры, давления. маг1Н1тных нолей, а также независимость результата индикации ог параметров выход}1от сигнала новьппает надежность и помехоустойчивость индикации.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реа, 1изую|це;ч) предлагаемый спо соб; на фиг. 2 график зависимости напряжения на терморезистир. иг времени при наличии жидкости в кпн 11)олируемом об ьеме и при ее отсугст ,г.и

Устройство сод(.)жит терморезис юр 1,

распо, и)жеп11ь1и и открытом снизу корпусе

О

5

0

.г

0

0

5

источник i3 тока, ключ 4, фильтр 5 и осциллограф 6.

Устройство работает следующим образом Замыкая .м 4 цепь, подают на терморезистор 1 от источника 3 тока перегревающую мощность. Е1сли в контролируемом объеме находится жидкость на уровне датчика, она заполняет и корпус датчика. В процессе кипения жидкости образующаяся газовая фаза заполпяет корпус 2, вытесняя из него жидкость, что вызывает резкое увеличение температуры и изменение сопротивления терморезистора. Пузырек газа, достигнув критического объема, уда.11яется из корпуса во впен1ний объем, а корпус вновь заполняется жидкостью, что приводит к охлаждению терморезистора и обратному скачку его сопротивления. Далее тфоцесс нагрева-охлаждения терморезистора 1ериодически повторяется. Напряжение с тер.морезистора 1 подается на фильтр 5, где оно отделяется от постоянной составляющей, и на экране ос- цил, и)графа 6 индицируется в виде периодического сигнала (фиг. 2, а). Если жидкость на данном уровне отсутствует, на экране ос- иил,тографа индитщруется постоянный сигнал |()иг. 2, б).

Для терморезистора из арсенида галлия обьемом - 0,5 мм в корпусе объемом ,5 мм амплитуда сигнала в жидком азоте равна 20 мВ, а частота - 10 Гц при подаче мощности 1 мВт. Для такого же терморезистора в жидком гелии при мощности ,1 мВт амплитуда сигнала равна - 30 мВ, а частота - 30 Гц. Способ можно осуществлять нри достаточно малых размерах терморезистора и при отсутствии корпуса, В жидком азоте (критический диаметр

V О

2 мм), при перегревающей мощ5

пости 0,2 Вт неременная составляющая падения напряжения на терморезисторе из арсенп.и та.кшя об ье.мом мм имеет .|ц|уду 100 мВ и частоту 10-20 Гц.

Формула изобретения

Способ определения наличия жидкости, заключающийся в нагреве терморезистора постоянным по величине током и измерении падения напряжения на нем, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения настройки измерительной схемы ири работе с различными жидкостями, на поверхности терморезистора обеспечивают режим пузырькового кипения с размером отделяющихся пузырьков, не меньшим размеров терморезистора, а наличие жидкости определяют по постоянному присутствию в измеряемом сигнале переменной составляющей.

Т

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для индикации наличия или отсутствия жидкости, а также для дискретного измерения уровня жидкости. Способ позволяет упростить и повысить надежность и ио- .мехоустойчивость индикации. Пропуская ток через терморезистор, нагревают его до пузырькового кипения жидкости вокруг терморезистора, а наличие жидкости определяют по постоянному присутствию переменной составляющей падения напряжения на терморезисторе. 2 ил.

срие. 1