Емкостный уровнемер Советский патент 1992 года по МПК G01F23/26 

Изобретение относится к устройствам для измерения уровня жидкости, конкретно к емкостным уровнемерам, и может быть использовано для автоматизации сбора данных об уровнях воды из мелиоративных системах.

Известен высокочастотный следящий уровнемер для измерения уровня жидкости, содержащий высокочастотный генератор переменной частоты с амплитудной модуляцией, датчик в виде двух соосных металлических цилиндров, из которых внутренний изолирован от среды, а внешний имеет отверстия для прохода жидкости во внутрен- нюю полость датчика, фазовый дискриминатор и следящую систему с реверсивным двигателем, связанным с конденсатором переменной емкости высокочастотного генератора, причем датчик уровнемера включен в резонансный контур дискриминатора.

Недостатком известного уровнемера является его высокая сложность реализации, особенно, в случае применения для дистанционного сбора данных.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому уровнемеру является емкостный уровнемер с датчиком в виде коаксиального цилиндрического конденсатора, у которого центральная обкладка покрыта изоляцией и преобразование емкости датчика конденсатора в выходной параметр осуществляется преобразователем сигналов - измерительной частью прибора, соединенной кабелем с датчиком,

К недостатком указанного уровнемера можно отнести определенную сложность в монтаже и эксплуатации, так как датчик и измерительная часть являются конструктивно обособленными изделиями, связанными кабелем, что затрудняет возможность дистанционного использования уровнемера, оперативного изменения местоположения измерительного пункта.

Цель изобретения - повышение удобства в эксплуатации.

Для достижения поставленной цели в емкостном уровнемере, включающем датчик уровня емкостного типа в виде коаксиального цилиндрического конденсатора с

ел

С

центральной обкладкой, покрытой изоляцией, преобразователь сигналов, внутренняя полость датчика разделена перегородкой на два отсека, при этом в верхнем отсеке размещена внутренняя обкладка конденсатора, выполненная в виде оплетки отрезка кабеля связи и изолированная изоляцией этого кабеля, а в нижнем герметичном отсеке размещены преобразователь сигналов и введенный радиопередатчик, выход которого соединен посредством внутренней жилы того же кабеля связи с введенной антенной, а вход с выходом преобразователя сигналов,

В результате анализа известных технических решений не обнаружено таких, в которых-бы внешняя обкладка конденсатора емкостного датчика применялась одновременно в качестве корпуса устройства, а оплетка кабеля связи в качестве внутренней обкладки конденсатора, при этом р азмеще- ние радиопередатчика внутри внешней обкладки конденсатора в нижней его части и использование внутренней жилы кабеля для связи с антенной позволили бы повысить удобство в эксплуатации емкостного уровнемера.

На чертеже представлен предлагаемый емкостный уровнемер.

Уровнемер содержит датчик 1 уровня, подключенный через преобразователь 2 сигналов к радиопередатчику 3, цилиндрический конденсатор, наружная обкладка 4 которого является корпусом устройства, внутренняя полость которого разделена на два отсека 6 и 7, при этом в отсеке б размещен отрезок кабеля 8 связи, оплетка которого является внутренней обкладкой конденсатора, изолированной изоляцией 10 этого кабеля от заполняемой через дренажные отверстия 11 корпуса водой полости отсека 6, в другом отсеке 7 размещены преобразователь и радиопередатчик 3, выход которого внутренней жилой кабеля 12 соединен с антенной 13, а вход соединен с выходом преобразователя 2 сигналов, вход которого соединен с оплеткой 9 кабеля 8, а земля с корпусом устройства 4, причем отсек 7 расположен снизу.

В качестве преобразователя 2 сигналов может быть использован мультивибратор, одной из емкостей которого в частотозадз- ющей RC-цепочке является конденсатор- датчик 4, выход мультивибратора подключается к входу модулятора радиопередатчика. Источник питания может быть размещен в отсеке 7 уровнемера.

Емкостный уровнемер функционирует следующим образом.

Емкостный уровнемер устанавливают в воде таким образом, чтобы ось цилиндрических обкладок датчика была расположена вертикально. При этом уровень отсека б,

снабженного дренажными отверстиями 11, должен соответствовать переменному уровню воды, контролируемому датчиком 1. В зависимости от уровня воды в полости отсека б изменяется емкость конденсатора, об0 разованного корпусом устройства 4 и оплеткой 9 кабеля 8 связи и подключенного к входу преобразователя 2 сигналов типа, например, емкость-частота. Сигнал с частотой, пропорциональной уровню воды, по5 ступает на вход радиопередатчика 3. При этом излучается радиосигнал с частотой модуляции, пропорциональной уровню воды. Таким образом, предлагаемый уровнемер позволит исключить электроконтактные

0 и подвижные элементы, обеспечивая передачу сигналов измерения уровня воды по радиоканалу. Кроме того, размещение радиоперед тчика 3 и преобразователя сигналов в герметичном металлическом корпусе ниже

5 уровня воды позволяет повысить стабильность работы преобразователя 2 сигналов и радиопередатчика 3 за счет экранирования от электромагнитных наводок и уменьшения диапазона рабочих температур, кото0 рый под водой меньше, чем в окружающей среде выше уровня воды и, таким образом, повысить удобство в эксплуатации,

При использовании предлагаемого емкостного датчика повышается удобство в

5 эксплуатации, повышается стабильность работы датчика, обеспечивающая повышение точности измерения и доведения данных, полностью автономная работа при размещении в корпусе емкостного уровне0 мера элементов питания,

Формула изобретения Емкостный уровнемер, содержащий датчик уровня емкостного типа в виде коаксиального цилиндрического конденсатора,

5 внутренняя обкладка которого покрыта изоляцией, преобразователь сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, внутренняя полость датчика разделена перегородкой на

0 два отсека, при этом в верхнем отсеке размещена внутренняя обкладка конденсатора, выполненная а виде оплетки отрезка кабеля связи и изолированная изоляцией этого кабеля, а в нижнем герметичном отсе5 ке размещены преобразователь сигналов и введенный радиопередатчик, выход которого соединен посредством внутренней жилы того же кабеля связи с введенной антенной, а вход - с выходом преобразователя сигналов.

Сущность изобретения: уровнемер содержит емкостный датчик уровня в виде цилиндрического конденсатора, подключенный через преобразователь сигналов к радиопередатчику, антенну. Наружная обкладка конденсатора является корпусом устройства, внутренняя поверхность которого покрыта изоляцией. Внутренняя поверхность датчика разделена на два отсека. В верхнем размещена внутренняя обкладка, выполненная в виде оплетки отрезка кабеля связи и изолирована изоляцией. В нижнем герметичном отсеке размещены преобразователь сигналов, радиопередатчик, выход которого связан посредством внутренней жилы того же кабеля с антенной. 1 ил.