close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12674

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12674
(13) C1
(19)
G 01F 23/22
G 01N 27/22
ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОЙ ИЛИ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ
(21) Номер заявки: a 20071060
(22) 2007.08.24
(43) 2009.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт технической акустики Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Джежора Александр Александрович; Рубаник Василий Васильевич; Савчук Владимир Кондратьевич; Кузьминич Александр
Викторович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) БОДНЕР В.А. Авиационные приборы.Москва: Машиностроение, 1969.- С.
246-248.
BY 2288 U, 2005.
RU 95111430 A1, 1997.
SU 136923, 1961.
GB 2090415 A, 1982.
BY 12674 C1 2009.12.30
(57)
Датчик измерения уровня жидкой или сыпучей среды, содержащий заземленный цилиндрический электрод, изоляционный слой и потенциальный электрод, отличающийся
тем, что содержит дополнительный потенциальный и охранный электроды, выполненные
в виде витков на заземленном цилиндрическом электроде, причем электроды размещены в
изоляционном слое, а витки потенциальных электродов разделены витками охранного
электрода, потенциал которого равен нулю.
Фиг. 1
BY 12674 C1 2009.12.30
Изобретение относится к области измерения, в частности уровня жидкости в трудно
доступных местах, и может быть использовано для измерения количества топлива в баках.
Известен датчик для измерения уровня проводящей жидкости, содержащий остеклованный электрод и дополнительный электрод без изоляции [1].
Изменение емкости датчика пропорционально глубине погружения остеклованного
электрода в жидкость.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата
при использовании известного датчика, относится возможность измерения уровня только
электропроводящих жидкостей. Наиболее близким по технической сути к изобретению
является датчик для измерения топлива в баке, содержащий цилиндрический конденсатор
с внутренним электродом, покрытым изоляционным слоем, и наружным электродом, в
зазоре между которым находится исследуемая жидкость и принятый за прототип [2].
При изменении уровня жидкости изменяется емкость цилиндрического конденсатора,
погруженного в жидкость.
Существенным недостатком данного датчика является низкая чувствительность, сложности измерения уровня жидкости в труднодоступных местах, погрешности измерения
уровня жидкости, вызванные эффектами налипания и смачивания цилиндрических электродов, невозможность контроля сыпучих сред. Это вызвано тем, что рабочая емкость
создается между цилиндрами. В результате погрешности измерения, вызванные эффектами налипания и смачивания цилиндрических электродов существенны.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание
датчика, позволяющего повысить чувствительность датчика и расширить его функциональные возможности при измерении уровня жидких и сыпучих сред в труднодоступных
местах, уменьшить погрешности измерения, вызванные эффектами налипания и смачивания изоляционного слоя.
Указанный технический результат достигается тем, что при использовании существенных признаков, характеризующих известный датчик, который содержит заземленный
цилиндрический электрод, изоляционный слой и потенциальный электрод, в соответствии
с изобретением он содержит дополнительный потенциальный и охранный электроды, выполненные в виде витков на заземленном цилиндрическом электроде, причем электроды
размещены в изоляционном слое, а витки потенциальных электродов разделены витками
охранного электрода, потенциал которого равен нулю.
Особенностью является то, что дополнительный потенциальный и охранный электроды, выполненные в виде витков на заземленном цилиндрическом электроде, причем электроды размещены в изоляционном слое, а витки потенциальных электродов разделены
витками охранного электрода, потенциал которого равен нулю.
Техническая сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, где на фиг. 1
представлен продольный разрез датчика, на фиг. 2 - поперечный разрез, на фиг. 3 - зависимость емкости датчика от глубины погружения в жидкость.
В данном случае возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата заключается в следующем.
Датчик (фиг. 1, 2) содержит потенциальные электроды 1 и 2, между которыми располагают охранный электрод 3, потенциал которого равен нулю, и заземленный цилиндр 4.
Заземленный цилиндрический электрод служит основанием, на котором крепятся виткообразные электроды, и выполняет роль экрана, отсекая поток силовых линий в области
подложки (основания). Благодаря этому поле датчика разбивается на две области: паразитную и рабочую. Паразитная область создается частью силовых линий, замыкающихся
на охранный электрод 3, и исключается из измерения. Вследствие этого достигаются следующие эффекты:
резко снижается первоначальная емкость датчика;
область зоны контроля смещается вверх, выходя за пределы изоляционного слоя 5;
2
BY 12674 C1 2009.12.30
область зоны контроля компактна, ограничена и находится в пределах диаметра цилиндрического заземленного электрода.
Зона, с которой начинается контроль h (см. фиг. 1), определяется зазором между потенциальными электродами, размером охранного электрода и диэлектрической проницаемостью самого изоляционного слоя εд. Граница зоны контроля H определяется размером
расстояния между потенциальными витками [3]. Компактность зоны контроля позволяет
использовать его в труднодоступных местах.
Уменьшение первоначальной емкости датчика достигается тем, что из контроля исключается максимальный поток силовых линий, идущий в изоляционном слое между потенциальными электродами. Рабочая область поля образуется за пределами
изоляционного слоя, непосредственно в области расположения контролируемой жидкости. Этим самым увеличивается чувствительность датчика.
Рабочая емкость датчика прямо пропорциональна числу витков (секций), укладывающихся на цилиндрическом основании, рабочей емкости одного витка и диэлектрической
проницаемости среды.
При заполнении такого датчика жидкостью, рабочая емкость изменяется по мере изменения числа витков, находящихся в жидкости. Рабочая емкость одного витка определяется его радиусом, шириной потенциальных и охранного электродов, расстоянием между
ними. С уменьшением расстояния между потенциальными электродами она возрастает,
возрастет и число витков, укладывающихся на цилиндрическом основании. Так как зона
контроля начинается за пределами слоя, образованного изоляцией и пленкой жидкости, то
тем самым устраняются погрешности, вызванные эффектом смачивания и налипания.
Датчик работает следующим образом: при погружении в жидкость его емкость изменяется по линейному закону, что позволяет легко определять толщину слоя жидкости.
Предлагаемый датчик выполняется, например, из шлейфа со стабильными диэлектрическими характеристиками, с электродами, выполненными из проволоки одинакового
диаметра, расположенными на расстоянии 1 мм друг от друга навитыми на цилиндрический заземленный электрод. График линейной зависимости емкости такого датчика от
уровня дизельного топлива представлен на фиг. 3. Диаметр датчика 10 мм.
Источники информации:
1. Левшина E.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи.- Л.: Энергоатомиздат, 1983.- С. 142, рис. 7.9,б.
2. Боднер В.А. Авиационные приборы.- M.: Машиностроение, 1969.- С. 246, рис. 10.8.
3. Матис И.Г. К вопросу определения глубины и ширины зоны материала, контролируемого накладным конденсатором. В кн.: Методы и приборы автоматического контроля.Рига, 1973. Вып. 10.- С. 49-50.
Фиг. 2
3
BY 12674 C1 2009.12.30
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
297 Кб
Теги
by12674, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа