Измеритель уровня грунтовых вод

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД(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 грунтовых вод, содержащий модем, соединенный с микропроцессором, выполненным с возможностью генерации высокочастотного напряжения и соединенным с емкостным датчиком, выполненным в виде одного электрода, через первичную обмотку токового высокочастотного трансформатора, который соединен с контактом заземления, и через вторичную обмотку - с усилителем напряжения высокой частоты, соединенным через преобразователь высокочастотного напряжения в постоянное напряжение с указанным микропроцессором. 16573 1 2012.12.30 Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения уровня различных жидкостей. 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, входы которого соединены с входом вычислительно-управляющего блока 1. Это устройство обладает недостатком, заключающегося 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 датчик - измеритель уровня жидкости, содержащий чувствительный элемент, компенсирующий чувствительный элемент и блок обработки сигналов датчика. Чувствительный элемент выполнен одноэлектродным в виде проводящего стержня в диэлектрической оболочке и соединен посредством линии связи с первым выводом блока обработки сигналов. Компенсирующей чувствительный элемент выполнен в виде отрезка линии связи со свободным одним концом, другой конец подключен ко второму выводу блока обработки сигналов. Блок обработки сигналов содержит высокочастотный генератор, устройство гальванической развязки, усилитель высокой частоты, источник опорного напряжения, измерительный резистивный мост, выполненный несимметричным, фильтр нижних частот и сравнивающее устройство 5. Этот датчик уровня обладает недостатком, заключающимся в его сравнительной сложности. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции. Поставленная задача достигается тем, что измеритель уровня грунтовых вод содержит модем, соединенный с микропроцессором, выполненным с возможностью генерации высокочастотного напряжения и соединенным с емкостным датчиком, выполненным в виде электрода, через первичную обмотку токового высокочастотного трансформатора, который соединен с контактом заземления, и через вторичную обмотку - с усилителем напряжения высокой частоты, соединенным через преобразователь высокочастотного напряжения в постоянное напряжение с указанным микропроцессором. 16573 1 2012.12.30 Таким образом, наличие модема позволяет передавать информацию в любую точку, а микропроцессор подготавливает информацию для передачи в модем, вырабатывает высокочастотное стабилизированное напряжение для измерительного блока. А выполнение емкостного датчика в виде одного электрода позволяет уменьшить трудоемкость измерительного электрода. Заявляемое изобретение - измеритель уровня грунтовых вод - изображено в виде блоксхемы на фигуре, где 1 - модем, снабженный антенной 2. Модем 1 связан с микропроцессором 3, который соединен с измерительным блоком 4, содержащим трансформатор тока 5, соединенный с усилителем высокой частоты 6, связанный с преобразователем высокочастотного напряжения 7. Трансформатор тока 5 связан с емкостным датчиком 8, выполненным в виде одного электрода. Измеритель уровня грунтовых вод работает следующим образом. Емкостной датчик 8,выполненный в виде электрода, опускают в измерительную шахту (на фигуре не показано). По сигналу от мобильного/сотового телефона (на фигуре не показан) модем 1, работающий в режиме приема, посылает запускающий сигнал микропроцессору 3. Микропроцессор 3 переходит из спящего режима в рабочий. Высокочастотное напряжение,вырабатываемое микропроцессором 3, посылается в измерительный блок 4 и принимается трансформатором 5, находящимся в измерительном блоке 4. Первичная обмотка (на фигуре не показана) трансформатора тока 5 соединена с емкостным датчиком 8, выполненным в виде одного электрода. Измеритель уровня грунтовых вод снабжен контактом заземления 9. Ток, вырабатываемый во вторичной обмотке трансформатора (на фигуре не показано),подается на усилитель высокой частоты 6. Высокочастотное напряжение с усилителя 6 подается на преобразователь высокочастотного напряжения 7, где преобразуется в постоянное напряжение. Постоянное напряжение подается в микропроцессор 3. Величина постоянного напряжения прямо пропорциональна величине тока, снимаемого с трансформатора тока 5. А величина тока во вторичной обмотке трансформатора 5 пропорциональна величине тока в первичной обмотке. Величина тока в первичной обмотке пропорциональна емкости датчика 8, которая пропорциональна уровню жидкости грунтовых вод. 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, 2, 2007.04.27 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3