Przedmiotem wynalazku jest plywakowy czujnik poziomu cieczy majacy zastosowanie w elektronicznych systemach pomiarowych. Czujnik jest przystosowany do pomiarów o wymaganej wysokiej dokladnosci, rzedu 0,1 mm w szczególnosci w modelowych badaniach hydrometrycznych zbiorników wodnych. l W opracowywanych konstrukcjach plywakowych czujników poziomu cieczy, w szczególnosci przeznaczonych do scislych pomiarów, dazeniem jest. aby uzyskiwany efekt fizyczny z przemieszczania sie w pjonie plywaka byl mozliwie duzy, co jest niezbedne dla uzyskiwania odczytów o odpowiednio duzej rozdzielczosci. Opracowywane sa dla tego celu rózne przekladnie mechaniczne, które nawet w znacznym powiekszeniu odtwarzaja zmiany polozenia plywaka, ale z tym nastepuje i odpowiedni przyrost bezwladnosci calego ruchomego zestawu i konsekwentnie zmniejszenie dokladnosci wskazan urzadzenia. Powstaja bledy pomiarowe przekraczajace wartosci dopuszczalne, okreslone przed projektowaniem urzadzenia.Znaczne bledy histerezy wynikaja tu ze strefy nieczulosci calego ruchomego zestawu mechanicznego, miedzy innymi jako nastepstwo oporów tarcia i luzów elementów zawieszania. Spotykany zas dolaczany do zestawu mechanicznego element przetwarzajacy ruch na sygnaly elektryczne powoduje dodatkowo wzrost oporów tarcia. Na przyklad jest znany czujnik zawierajacy potencjometr który otrzymuje ruch od plywaka poprzez odpowiedni uklad dzwigniowy. Tego rodzaju urzadzenia stosowane byc moga jedynie tam, gdzie nie jest zadana duza dokladnosc pomiaru. Uklady dzwigniowe sa tu obciazone dosc duzym bledem i wspólpracujac z potencjometrem powoduja niejednoznacznosc wskazan wychodzaca poza dopuszczalne, obowiazujace w czujnikach dokladnych, przedzialy uchybów.Stosowane zas znaczne zwiekszenie objetosci i ciezaru plywaka, dla uzyskania wymaganej dokladnosci i rozdzielczosci wskazan czujnika, wplywa na zmniejszenie czulosci przetwarzania, czyli nieczulosci urzadzenia na wahania poziomu lustra cieczy ,np. juz rzedu 1 mm. W pewnym stopniu daloby sie osiagnac korzystniejsze wyniki pomiarowe czujników z przekladniami mechanicznymi przez znaczne podniesienie precyzji ich wykonania, ale to podraza wykonanie urzadzenia i zwieksza podatnosc czujnika na uszkodzenia mechaniczne i tym sposobem mozliwosc obnizenia jego klasy dokladnosci od zalozonej.2 108 515 Opisane niedogodnosci znanych czujników plywakowych nie wystepuja w czujniku wedlug wynalazku.Kazda zmiana polozenia plywaka w pionie jest tu bezposrednio przetwarzana na sygnal elektryczny w znanym ukladzie elektronicznym za pomoca zmiennego kondensatora powietrznego, który wlaczony jest w obwód wysokostabilnego generatora pomiarowego. Do wbudowania tego kondensatora w czujniku wykorzystano dielektryczny krazek pomiarowy z przewieszonym na nim plywakiem i przeciwwaga. Z czesci tego krazka, nasluszniej ograniczonej przez kat 180°, wykonana jest czesc metaliczna krazka stanowiaca co najmniej jedna okladke kondensatora zmiennego, przemieszczana wzgledem drugiej okladki o postaci metalowej plytki przymocowanej sztywno do wspornika. Wspornik ten o ksztalcie jednoramiennej dzwigni jest przymocowany do konstrukcji nosnej czujnika z jednego konca —za posrednictwem przegubu, a z przeciwnego konca —za posrednictwem sruby regulacyjnej, która sluzy do wyregulowania odleglosci krazka od plywaka.Pod wplywem zmian polozenia plywaka kondensator zmianami swej pojemnosci powoduje zmiane czestotliwosci drgan sygnalu wytwarzanego przez generator. Elementy obwodu drgan generatora, wielkosc oraz zakres drgan sygnalu wytwarzanego przez generator. Elementy obwodu drgan generatora, wielkosc oraz zakres zmian pojemnosci sa tak dobrane, ze czestotliwosc generowanego sygnalu odpowiada rzeczywistym wartosciom zmian poziomu cieczy. Zastosowanie w przetworniku kondensatora powietrznego eliminuje koniecznosc zwiekszenia zakresu ruchu plywaka dla otrzymania duzej rozdzielczosci pomiaru. Powoduje to zwiekszenie czulosci i dokladnosci wskazan przy znacznym uproszczeniu konstrukcji mechanicznej czujnika. Zastosowanie kondensatora w przypadku czujnika z przetwarzaniem nie powoduje skomplikowania ukladów elektrycznych w stosunku do znanych czujników eliminujac jednoczesnie wady i trudnosci zwiazane z precyzyjnym wykonaniem przetworników oraz bledy wynikajace z zasady pracy elementów kodujacych.Przedstawiony projekt plywakowego czujnika poziomu cieczy umozliwia pomiar w dowolnym miejscu w znacznej odleglosci od obserwatora dzieki latwej transmisji sygnalu nie obarczonej bledem przesylania.Dzieki swej konstrukcji czujnik moze stanowic samodzielny przyrzad pomiarowy przez uzupelnienie go cyfrowym wskaznikiem czestotliwosci sygnalu elektrycznego, lub stanowic jeden z wielu czujników systemu obserwacyjnego, np. do pomiaru poziomu wody w modelowych badaniach zbiorników. Przy wspólpracy czujnika z typowym falomierzem cyfrowym wyposazonym w uklad rejestracji mozliwa jest ciagla rejestracja pomiarów bez udzialu obserwatora. Czujnik eliminuje calkowicie wystepowanie bledów pomiarowych wynikajacych ze skomplikowanej konstrukcji mechanicznej znanych czujników, zachowujac dokladnosc wskazan zalezna od dokladnosci wykonania systemu plywakowego przy dokladnosci przetwarzania wiekszej niz 0,05 mm.Przedmiot wynalazku zostanie blizej wyjasniony na przykladzie wykonanie za pomoca rysunku, na którym przedstawiono schematycznie czujnik w widoku bocznym.W naczyniu z ciecza 1 polaczonym za pomoca rury 2 z niewidocznym na rysunku badanym zbiornikiem, umieszczony jest plywak 3 czujnika. Plywak jest zawieszony na cienkiej nierozciagliwej i elastycznej nici 4, która przelozona jest przez krazek pomiarowy 5, wykonany z materialu dielektrycznego. Drugostronnie na krazku jest przewieszona przeciwwaga 10. Krazek jest ulozyskowany w precyzyjnych niskoopornych lozyskach 6 na przymocowanym do konstrukcji nosnej czujnika 12 wsporniku 13#o ksztalcie jednoramiennej dzwigni, z jednego konca za posrednictwem przegubu 9, a z przeciwleglego konca za pomoca sruby regulacyjnej 8 umozliwiajacej precyzyjna regulacje polozenia krazka wzgledem plywaka. Polowa jednej powierzchni bocznej tego krazka pokryta jest metaliczna warstwa 7 stanowiaca jedna okladke powietrznego kondensatora pomiarowego. Druga jego okladke, nieruchoma, stanowi metalowa plytka 11 umocowana sztywno do wspornika 13. Utworzony w ten sposób zmienny kondensator wlaczony jest w obwód niewidocznego na rysunku wysokostabilnego gene¬ ratora.Na skutek obrotu krazka pomiarowego 5, spowodowanego pionowym ruchem plywaka 3, zmienia sie wielkosc pokrywania metalizowanej powierzchni krazka z metalowa plytka 11. Powoduje to zmiane pojemnosci tego kondensatora i wplywa na czestotliwosc sygnalu generowanego przez uklad elektroniczny, co nastepuje Jest przetwarzane w znany sposób, na wartosc cyfrowa odczytywana bezposrednio na cyfrowym liczniku impulsów.Zastrzezenia patentowe 1. Plywakowy czujnik poziomu cieczy, skladajacy sie z ulozyskowanego na wsporniku krazka pomiarowego z przewieszonymi na nim plywakiem i przeciwaga oraz z wlaczonego do obwodu wysokostabilnego generatora zmiennego kondensatora pomiarowego, znamienny t y,m, ze czesc (7) krazka pomiarowego (5) najsluszniej ograniczona przez kat 180°, jest metaliczna i stanowi co najmniej jedna okladke zmiennego kondensatora, którego nieruchoma okladka o ksztalcie metalowej plytki (11) jest zlaczona sztywno z wspornikiem (13) krazka pomiarowego wyposazonym w mechanizm regulacyjny odleglosci krazka od plywaka (3).108 515 3 2. Plywakowy czujnik wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze wspornik (13) krazka pomiarowego (5) o postaci jednoramiennej dzwigni jest przymocowany do konstrukcji nosnej czajnika (12), z jednego konca za posrednictwem przegubu (9) a z drugiego za posrednictwem sruby regulacyjnej (8) przechylu dzwigni. PL