Измеритель уровня жидкости

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт экспериментальной ботаники имени В.Ф.Купревича Национальной академии наук Беларуси Республиканское унитарное предприятие Приборостроительный завод ОПТРОН(72) Авторы Григорьев Анатолий Федорович Кухарчик Иван Иванович Пугачевский Александр Викторович Филиппов Игорь Михайлович Харченко Владимир Григорьевич(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт экспериментальной ботаники имени В.Ф.Купревича Национальной академии наук Беларуси Республиканское унитарное предприятие Приборостроительный завод ОПТРОН(57) Измеритель уровня жидкости, содержащий емкостной датчик, выполненный в виде одного электрода, соединенного с трансформатором тока, который соединен с генератором высокочастотных колебаний, усилителем напряжения высокой частоты и контактом заземления, отличающийся тем, что содержит источник стабилизированного питания,соединенный с указанным генератором, выполненным стабилизирующим сигнал по частоте и напряжению, усилителем напряжения высокой частоты и преобразователем высокочастотного напряжения в постоянное напряжение, который соединен с указанным усилителем. Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровня различных жидкостей. 16572 1 2012.12.30 Известно устройство для измерения уровня воды в водохранилищах, реках и наблюдательных скважинах грунтовых и подземных вод, а также уровня воды в больших резервуарах, которое содержит три барботажные трубки, источник сжатого газа, три вентиля. В буферной емкости установлен датчик температуры воды, который соединен с входом вычислительно-управляющего блока 1. Это устройство обладает недостатком, заключающимся в том, что оно не может передать показание уровня воды на расстояние (на центральный пульт), т.к. в устройстве нет преобразователя величины уровня воды в электросигнал. Этот недостаток устранен в емкостном уровнемере, содержащем усилитель, выполненный на КМОП-транзисторе, два резистора, генератор, емкостной датчик, выполненный в виде двух электродов, ключ, выполненный на КМОП-транзисторе, экранированную линию связи 2. Однако этот уровнемер обладает емкостным датчиком, выполненным в виде двух электродов, что приводит к сравнительно большим погрешностям и сложности установки датчиков. Известен емкостной компенсационный уровнемер, содержащий измерительный и компенсационный датчики, генератор, два преобразователя емкости в напряжение, каждый из которых включает в себя операционный усилитель и конденсатор, две схемы вычитания, два регулятора масштаба и индикатор, причем в него введены два делителя напряжения, два преобразователя напряжения в частоту и делитель частот 3. Известен емкостной уровнемер, состоящий из последовательно включенных мультивибратора, первого дифференциатора, операционного усилителя, фазочувствительного выпрямителя и порогового устройства, элемента смещения, стабилизированного источника двухполярного питания 4. Вышеперечисленные емкостные измерители уровня жидкости имеют емкостной датчик, выполненный в виде двух электродов, что создает определенные трудности в изготовлении, а схема преобразователя показателя емкости в показатель напряжения технически сравнительно сложна. Известен также измеритель уровня жидкости, содержащий емкостной датчик, выполненный в виде одного электрода, соединенного с трансформатором тока, который соединен с генератором высокочастотных колебаний, усилителем напряжения высокой частоты и контактом заземления, кроме того, измеритель уровня жидкости содержит измерительный резистивный мост, выполненный несимметричным, фильтр низких частот и сравнивающее устройство 5. Этот емкостной измеритель уровня жидкости способен измерять уровень не во всех группах жидкостей. Так, например, в керосине, у которого диэлектрическая проницаемость значительно ниже, чем у воды, этот измеритель не может достоверно определить уровень жидкости, т.к. в керосине емкость зависит от окружающего пространства. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, создание измерителя уровня, позволяющего измерить уровень любых жидкостей. Поставленная задача достигается тем, что измеритель уровня жидкости, содержащий емкостной датчик, выполненный в виде одного электрода, соединенного с трансформатором тока, который соединен с генераторм высокочастотных колебаний, усилителем напряжения высокой частоты и контактом заземления, содержит источник стабилизированного питания, соединенный с указанным генератором, вырабатывающим стабилизирующий сигнал по частоте и напряжению, усилителем напряжения высокой частоты и преобразователем высокочастотного напряжения в постоянное напряжение, который соединен с вышеуказанным усилителем. Заявляемое изобретение - измеритель уровня жидкости - изображено в виде блоксхемы на фигуре, где генератор стабильных высокочастотных колебаний 1 соединен с трансформатором тока 2, который связан с емкостным датчиком, выполненным в виде од 2 16572 1 2012.12.30 ного электрода 3. Трансформатор тока 2 соединен с усилителем напряжения высокой частоты 4, который соединен с преобразователем 5 высокочастотного напряжения в постоянное напряжение. Для питания узлов измерителя уровня жидкости имеется блок источника стабилизированного питания 6, соединенный с генератором стабильных высокочастотных колебаний 1, а также соединенный с усилителем напряжения высокой частоты 4 и соединенный с преобразователем 5 высокочастотного напряжения в постоянное напряжение. Измеритель уровня жидкости снабжен контактом заземления 7. Наличие в схеме измерителя уровня жидкости генератора стабильных высокочастотных колебаний 1 упрощает систему измерительных электродов и позволяет емкостной датчик выполнить в виде единого электрода 3, что способствует, наряду с наличием трансформатора тока 2, реализации нового способа измерения уровня жидкости. В то же время наличие в схеме усилителя напряжения высокой частоты 4, связанного в определенной последовательности с другими заявленными элементами схемы, способствует измерению напряжения, которое пропорционально емкости измерительного электрода 3, что позволяет измерять уровень жидкости одним электродом, что упрощает конструкцию. Наличие преобразователя 5 высокочастотного напряжения в постоянное напряжение позволяет производить индикацию напряжения. Заявляемый измеритель уровня жидкости работает следующим образом. Для измерения уровня жидкости, например грунтовых вод, опускаем емкостной датчик, выполненный в виде электрода 3, в измеряемую жидкость (на фигуре не показано). Включаем блок источника стабилизированного питания 6, измеряем любым способом,например вольтметром, напряжение, выходящее из преобразователя 5 высокочастотного напряжения в постоянное напряжение, величина которого будет прямо пропорциональна уровню жидкости. Например, если напряжение, выходящее из преобразователя 5, равно 10 В, то уровень жидкости равен 10 м. Источники информации 1. Патент 2124702, МПК 60123/16 // Бюл.1. - 10.01.1999. 2. Патент 2000551, МПК 50123/26 // Бюл.33-36. - 07.09.1993. 3. А.с.1695139, МПК 50123/26 // Бюл.44. - 30.11.1991. 4. Патент 2054633, МПК 60123/26 // Бюл.5. - 20.02.1996. 5. Патент 2298153, МПК 60123/26, 27.04.2007 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3