close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14136

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14136
(13) C1
(19)
G 01F 23/22
G 01N 27/22
ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОЙ СРЕДЫ
(21) Номер заявки: a 20090044
(22) 2009.01.14
(43) 2010.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт технической
акустики Национальной академии наук
Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Джежора Александр Александрович; Рубаник Василий Васильевич; Савчук Владимир Кондратьевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) БОДНЕР В.А. Авиационные приборы. М.: Машиностроение, 1969. - С. 246-247.
BY 9594 C1, 2007.
RU 95111430 A1, 1997.
RU 2332643 C1, 2008.
JP 2007218861 A, 2007.
GB 2090415 A, 1982.
BY 14136 C1 2011.02.28
(57)
Датчик измерения уровня жидкой среды, содержащий заземленный цилиндрический
электрод, изоляционный слой и потенциальный электрод, отличающийся тем, что содержит дополнительный потенциальный и охранный заземленный дугообразные ленточные электроды, причем потенциальный электрод выполнен дугообразным ленточным,
потенциальные и охранный электроды расположены на внешней поверхности диэлектрической трубы, покрыты изоляционным слоем и охвачены заземленным цилиндрическим
электродом, при этом потенциальные электроды разделены охранным заземленным электродом.
Фиг. 1
BY 14136 C1 2011.02.28
Изобретение относится к области измерения, в частности уровня жидкости, может
быть использовано для измерения количества топлива в баках, для тарировки емкостей.
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.
Достижению указанного ниже технического результата при использовании известного
датчика, препятствует 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 влияние эффектов 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. Очистка стенок такого датчика требует его разборки, а следовательно, и новой тарировки, что крайне неудобно.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание
датчика, позволяющего повысить чувствительность датчика и расширить его функциональные возможности при измерении уровня жидких сред, уменьшить погрешности измерения, вызванные эффектами налипания и смачивания изоляционного слоя, влиянием
внешних электромагнитных полей.
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 заземленный
дугообразные ленточные электроды, причем потенциальный электрод выполнен дугообразным ленточным, потенциальные и охранный электрод расположены на внешней поверхности диэлектрической трубы, покрыты изоляционным слоем и охвачены
заземленным цилиндрическим электродом, при этом потенциальные электроды разделены
охранным заземленным электродом.
Особенностью является то, что все электроды расположены на внешней поверхности
диэлектрической трубы, покрыты изоляционным слоем и охвачены заземленным цилиндрическим электродом, при этом потенциальные электроды разделены охранными заземленными электродами.
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) состоит из диэлектрической трубы 1 с отверстием 7, потенциальных
дугообразных ленточных электродов 2 и 3, между которыми располагают дугообразный
охранный электрод 4, потенциал которого равен нулю, заземленного цилиндрического
электрода 5 и слоя диэлектрика 6, отделяющего электроды от заземленного цилиндрического электрода. Диэлектрическая труба 1 служит основанием, на котором крепятся дугообразные электроды 2, 3, 4. Цилиндрический электрод 5 выполняет роль экрана, отсекая
поток силовых линий в области подложки 6. Он устраняет также влияние таких факторов,
как вибрации и волнения на поверхности жидкости, внешние электрические наводки.
2
BY 14136 C1 2011.02.28
Благодаря дугообразному охранному заземленному электроду 4, поле датчика разбивается на две области: паразитную и рабочую. Паразитная область создается частью силовых линий, замыкающихся на охранный электрод 4, и исключается из измерения.
Вследствие этого достигаются следующие эффекты:
резко снижается первоначальная емкость датчика;
область зоны контроля компактна, ограничена и находится в пределах диаметра диэлектрической трубы 1.
Уменьшение первоначальной емкости датчика достигается тем, что из контроля исключается максимальный поток силовых линий, идущий в стенках диэлектрической трубы 1 между потенциальными электродами. Рабочая область поля образуется за пределами
стенок диэлектрической трубы, непосредственно в области расположения контролируемой жидкости 7. Этим самым увеличивается чувствительность датчика.
Рабочая емкость датчика прямо пропорциональна длине ленточных электродов.
Так как зона контроля начинается за пределами диэлектрического слоя трубы и пленки жидкости, то тем самым уменьшаются погрешности, вызванные эффектом смачивания
и налипания.
Датчик работает следующим образом: при погружении датчика в воду она экранирует
поток силовых линий, замыкающийся в трубе, и уменьшает первоначальную емкость датчика. Тарировочный график зависимости емкости такого датчика от уровня воды представлен на фиг. 2. Начало отсчета уровня h ведется от торца датчика.
Таким образом, использование трехзажимных ленточных электроемкостных преобразователей в качестве датчиков уровня электропроводящих жидкостей позволяет увеличить
чувствительность: за счет исключения из измерений паразитной емкости и уменьшения
рабочей емкости по мере подъема уровня жидкости. Данная система может быть использована для тарировки емкостей с помощью воды.
Предлагаемый датчик выполняется, например, из стеклотекстолита марки СТФ-2-35-03ос
толщиной 0,2 мм. Размер электродов r0 = 7,5 мм, r1 = 7,8 мм, r2 = 12,2 мм, r3 = 12,5 мм,
r4 = 27,5 мм, b = 0,3 мм, число секций равнялось восьми, длина ленточных электродов
L = 1135 мм.
График линейной зависимости емкости такого датчика от уровня воды представлен на
фиг. 3.
Источники информации:
1. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320. - С. 142, рис. 7.9б.
2. Боднер В.А. Авиационные приборы. - М.: 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.
3
BY 14136 C1 2011.02.28
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
232 Кб
Теги
патент, by14136
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа