Измеритель уровня грунтовых вод

(51) МПК (2009) 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 Пугачевский Александр Викторович Янкевич Николай Григорьевич Кухарчик Иван Иванович Григорьев Анатолий Федорович Филиппов Игорь Михайлович(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 емкостной датчик, источник питания,отличающийся тем, что дополнительно содержит модем, соединенный с микропроцессором, который соединен с измерительным блоком, содержащим токовый высокочастотный трансформатор, связанный с усилителем высокой частоты, связанным с преобразователем высокочастотных колебаний в постоянное напряжение, причем емкостной датчик выполнен в виде одного электрода, соединенного с токовым высокочастотным трансформатором, а микропроцессор соединен с устройством для определения широты и долготы географического местонахождения измерителя уровня грунтовых вод.(56) 1. Патент 2124702, МПК 601 23/16, опубл. 10.01.1999 // Бюл.1. 2. Патент 2000551, МПК 501 23/26, опубл.07.09.1993 // Бюл.33-36. 3. А.с.1695139, МПК 501 23/26, опубл. 30. 11.1991 // Бюл.44. 4. Патент 2054633, МПК 601 23/26, опубл.20.02.1996 // Бюл.5. 5. Патент на полезную модель 2288, МПК 701 23/24, опубл. 12.30.2005 (прототип). 6. Журнал Радио. -8. - 2009. - С. 28. Полезная модель относится к приборостроению и предназначена для измерения уровней 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 в который соединены с входом вычислительно-управляющего блока 1. Это устройство обладает недостатком, заключающимся в том, что не может передать показание уровня воды на расстоянии на центральный пульт, т.к. в устройстве нет преобразователя величины уровня воды в электросигнал. Это 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 двухэлектродный емкостной датчик с внешним и внутренним электродами, электрически связанными с электронной схемой, включающей стабилизированный источник питания, усилитель, генератор, и тригер, причем емкостной датчик выполнен в виде коаксильного конденсатора, внутренний электрод которого выполнен трубчатым, смонтирован внутри фторопластового щупа и подсоединен на вход дополнительно введенного в схему фазового компаратера, выход которого подсоединен на вход триггера, а выход последнего соединен с входом дополнительного тригера, снабженного линией задержки и содержащего два выхода - прямой и инверсионный, которые соединены с транзисторным ключом, выполненным с возможно 2 71852011.04.30 стью выполнения операции включения или выключения, при этом электронная схема выполнена на цифровой интегральной микросхеме 5. Этот измеритель уровня жидкости имеет емкостной датчик, выполненный в виде двух электродов, что создает определенные трудности при изготовлении, а схема преобразователя показателя емкости в показатель напряжения технически сравнительно сложна. Кроме того, этот датчик не способен измерять уровни во всех группах жидкостей. Так,например, в керосине, у которого диэлектрическая проницаемость значительно ниже, чем у воды, этот датчик не сможет достоверно определить уровни жидкости - керосина, т.к. в керосине емкость зависит и от окружающего пространства. Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции, создание измерителя уровня, позволяющего измерить уровень в любых жидкостях и передать информацию об уровне жидкости грунтовых вод на любое расстояние, что улучшает условие работы, повышает оперативность. Поставленная задача достигается тем, что измеритель уровня грунтовых вод, содержащий емкостной датчик, источник питания, дополнительно содержит модем, соединенный с микропроцессором, который соединен с измерительным блоком, содержащим токовый высокочастотный трансформатор, связанный с усилителем высокой частоты, связанным с преобразователем высокочастотных колебаний в постоянное напряжение, причем емкостной датчик выполнен в виде одного электрода, соединенного с токовым высокочастотным трансформатором, а микропроцессор соединен с устройством для определения широты и долготы географического местонахождения. 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. Заявляемая полезная модель - измеритель уровня грунтовых вод - изображена в виде блок-схемы 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, связанным с преобразователем высокочастотного напряжения 7. Трансформатор тока 5 связан с емкостным датчиком 8 выполненным в виде одного электрода. Измеритель уровня грунтовых вод снабжен контактом заземления 9, а также устройством для определения широты и долготы географического местонахождения 10, выполненным в виде стандартного модуля - приемника(глобальная система позиционирования), который дает возможность посылать информацию о географической широте и долготе места, где находится оснащенное этой системой устройство 6. Измеритель уровня грунтовых вод работает следующим образом. Емкостной датчик 8,выполненный в виде электрода, опускают в измерительную шахту (на схеме не показано). По сигналу от мобильного сотового телефона (на схеме 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 чертеже не показана) трансформатора тока 5 соединена с емкостным датчиком 8, выполненным в виде одного электрода. Ток, вырабатываемый во вторичной обмотке трансформатора (на схеме 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 3 71852011.04.30 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. Устройство 10 для определения широты и долготы географического местонахождения измерителя уровня грунтовых вод, подключенное к микропроцессору 3, через заданные интервалы времени сообщает на центральный пульт географическое местонахождение работающего измерителя грунтовых вод. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4