Устройство для измерения уровня электропроводных сред Советский патент 1990 года по МПК G01F23/24 

рода 2, оказывается почти равным поло- -,« том случае, если измеряемое значение высоты уровня в 10 раз меньше максимального измеряемого значения,

вине напряжения, выделяемого на погруженной части электрода 1, так как отличие в расстояниях от электрода 9 до концов погруженной части электрода 1 пренебрежимо мало по сравнению с самими этими расстояниями

Итак, потенциал электродов 2 и 9 относительно нижнего конца электрода 1 определяется формулой (0. Но величина U практически равна по модулю потенциалу, приобретаемому нижним концом электрода 1 относительно общей шины и измеряемому вольтметром 40 Покажем это с помощью совокупности очевидных соотношений

U1 I0R0 -4 U

вых

-киг и«ш

U4 U + Ц ,

U, - потенциал нижнего конца электрода 1 относительно общей шины 6;

потенциал электрода 2 относительно общей шины, совпа- . дающий с потенциалом инвертирующего входа усилителя 5;

Ji

U в

0

ние высоты уровня в 10 раз меньше максимального измеряемого значения,

h n 1 т.е. при --- 0,1, отличие правых

частей выражений (4) и (5) одной от

другой не превосходит 0,2%; С увеличением h точность формулы (5) возрастаем Поэтому можно утверждать, что при изменении высоты уровня в до- вольно широких пределах выходной сигнал, фиксируемый измерителем 4, с большой степенью точности определяется формулой (5), повторяет по амплитуде величину U и практически не отличается от выходного сигнала в известном устройстве.

Но из формулы (3) следует, что потенциал U второго электрода, а значит, и потенциал электрода 9 относительно общей шины при любых, да40

45

50

же самых малых,значениях величины

hInR о

-е- не превосходит значения 7+тГ

55

И - ТТ s

ui - иэ

(6)

где Ug - потенциал электрода 9 относительно общей шины.

Этот потенциал при значениях величи-i ны -j- , лежащих в пределах 0,1-1,

оказывается в 500 и более раз мень7 ше разности потенциалов между электродом 2 и концами погруженной части электрода 1t определяемой формулой (5), Поэтому если электрод 9 имеет контакт Q землей, то это вновь вызывает лишь весьма малую утечку тока на защемленную общую шину, которая не может существенно повлиять на картину линий тока в жидкости.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня электропроводных сред, содержащее

5

два параллельных, вертикально установленных электрода, первый из которых одним концом подключен к первому выходу источника переменного тока и к первому входу измерителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня путем уменьшения влияния наводок и утечек, в него введен операционный усилитель, выход которого соединен с другим концом первого электрода, инвертирующий вход подключен к второму электроду, а неинвертирующий вместе с вторым выходом источника переменного тока и с вторым входом измерителя напряжения соединены с общей шиной операционного усилителя.

Изобретение предназначено для измерения уровня электропроводных сред и позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения влияния наводок и утечек тока. Под действием источника 3 переменного тока на инвертирующем входе операционного усилителя 5, который связан с выходом источника 3 через электрод 1, жидкость 7 и электрод 2, возникает напряжение, а на выходе усилителя 5 - противофазное напряжение. При этом через систему электрод 1, жидкость 7, электрод 2 осуществляется отрицательная обратная связь операционного усилителя 5. Информационным параметром уровня является напряжение между точкой подсоединения источника переменного тока 3 к электроду 1 и его общей шиной с операционным усилителем 5, которое измеряется измерителем 4 напряжения. 1 ил.