RU2300742C2

RU2300742C2 - Capacitance liquid level meter (variants)

Info

Publication number: RU2300742C2
Application number: RU2005122369/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Яковлевич Коровайко (BY); Владимир Яковлевич Коровайко; Михаил Иванович Вишневский (BY); Михаил Иванович Вишневский
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-06-10
Also published as: UA18223U; UA81450C2

Abstract

FIELD: the invention refers to the field of instrument making and designed for control of the level of dielectric and current conducting liquids in hydraulic systems (fuel, freezing, accumulative etc) for example the level of oil or cooling agent in transport vehicles.

SUBSTANCE: the liquid level meter has a two-electrode capacitance sensor with an external 10 and interior 11 electrodes electrically connected with an electronic scheme having a stabilized source of power supply, an amplifier, a generator and a trigger. According to the first variant the capacitance sensor is fulfilled in the shape of a coaxial condenser "C". The interior electrode 11 of the sensor is fulfilled tubular and is mounted inside a fluoroplastic probing rod 12. The interior electrode 11 is connected to the input of a phase comparator which is additionally introduced in the scheme and whose output is connected with input of the trigger and the output of the last is provided with a line of delay and has two outputs - direct and inverse connected with a transistor key fulfilled with possibility of fulfillment of an operation "switched on" or "switched off". At that the electronic scheme is fulfilled on a digital integrated microchip. According to the second variant the interior electrode 11 of the coaxial condenser "C" is fulfilled tubular and is additionally provided with a protective shield 22. The shield 22 is fulfilled in the shape of a spiral spring out of bronze and electrically connected with the external electrode - the body 10 of the coaxial condenser "C".

EFFECT: increases sensitiveness and accuracy of measuring of the level of liquid.

6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для контроля уровня диэлектрических и токопроводящих жидкостей в гидравлических системах (топливных, охлаждающих, накопительных и др.), например, уровня масла, топлива или тосола на транспортных средствах.The invention relates to the field of instrumentation and is intended to control the level of dielectric and conductive fluids in hydraulic systems (fuel, cooling, storage, etc.), for example, the level of oil, fuel or antifreeze on vehicles.

Известен емкостной компенсационный уровнемер для измерения уровня жидкостей (1). Уровнемер содержит измерительный и компенсационный датчики, генератор, два преобразователя емкости в напряжение, каждый из которых включает операционный усилитель и конденсатор, две схемы вычитания, два регулятора масштаба и индикатор. Отличительной особенностью схемы прибора является то, что в нее введены дополнительно два делителя напряжения, два преобразователя напряжения в частоту и делитель частот, а выход генератора через регуляторы масштаба подсоединяются к первым входам схем вычитания и входам делителей напряжения. Выходы делителей напряжения подключены к неинверсным входам операционных усилителей преобразователей емкости в напряжение, а выходы последних подсоединены ко вторым входам схем вычитания, выводы которых, через преобразователи напряжения в частоту, подключены к двум входам делителя частот, третий выход которого подсоединен к выходу генератора, а выход - к входу индикаторов.Known capacitive compensation level gauge for measuring the level of liquids (1). The level gauge contains measuring and compensation sensors, a generator, two capacitance-to-voltage converters, each of which includes an operational amplifier and capacitor, two subtraction schemes, two scale controllers, and an indicator. A distinctive feature of the device circuit is that it additionally introduces two voltage dividers, two voltage to frequency converters and a frequency divider, and the output of the generator through scale controllers is connected to the first inputs of the subtraction circuits and the inputs of the voltage dividers. The outputs of the voltage dividers are connected to the non-inverse inputs of the operational amplifiers of the capacitance-to-voltage converters, and the outputs of the latter are connected to the second inputs of the subtraction circuits, the outputs of which, through the voltage-to-frequency converters, are connected to two inputs of the frequency divider, the third output of which is connected to the output of the generator, and the output - to the input of indicators.

Известен датчик уровня, дифференцирующий опорный сигнал (2). Датчик содержит емкостной зонд и снабжен петлей открытого типа и генератором опорного напряжения, генерирующим импульсы треугольной формы, усилитель и средства для подачи линейного напряжения, прямо пропорционального измеряемому уровню жидкости.A known level sensor, differentiating the reference signal (2). The sensor contains a capacitive probe and is equipped with an open loop and a reference voltage generator generating triangular-shaped pulses, an amplifier, and means for supplying a linear voltage directly proportional to the measured liquid level.

Недостатками известных датчиков являются сложный элементный состав и недостаточная их эксплутационная надежность.The disadvantages of the known sensors are the complex elemental composition and their insufficient operational reliability.

Предложен также емкостной уровнемер для измерения уровня жидкости, например, масла на транспортных средствах (3). Уровнемер содержит несимметричный мультивибратор, два дифференциатора, операционный усилитель со звеном отрицательной обратной связи, к неинвертирующему входу которого подключен первый электрод емкостного датчика. Отличительной особенностью уровнемера является то, что в электронную схему введены элемент смещения, запоминающий фазочувствительный выпрямитель и последовательно соединенные стабилизированный источник питания, мультивибратор, дифференциаторы и использование несимметричного мультивибратора в качестве генератора опорного напряжения, который одновременно задает паузу необходимой длительности между импульсами напряжения, обеспечивая протекание переходных процессов в силовых элементах схемы к моменту выработки следующего зондирующего импульса.A capacitive level gauge for measuring the level of liquid, for example, oil on vehicles (3), is also proposed. The level gauge contains an asymmetric multivibrator, two differentiators, an operational amplifier with a negative feedback link, to the non-inverting input of which the first electrode of the capacitive sensor is connected. A distinctive feature of the level gauge is that a bias element is inserted into the electronic circuit, a phase-sensitive memory rectifier and a stabilized power source, multivibrator, differentiators and the use of an asymmetric multivibrator as a reference voltage generator, which simultaneously sets the pause of the necessary duration between voltage pulses, ensuring the passage of transient processes in the power elements of the circuit by the time the next probe is developed guide pulse.

Недостатком известного уровнемера является недостаточно высокая эксплуатационная надежность, обусловленная конструктивным исполнением элементов схемы и емкостного датчика.A disadvantage of the known level gauge is the insufficiently high operational reliability due to the design of circuit elements and a capacitive sensor.

Известен емкостной уровнемер, электронная схема которого выполнена на КМОП-транзисторе (4). Уровнемер содержит датчик в виде первого и второго электродов, генератор прямоугольных импульсов, подключенный к первому входу ключа, первый вход которого соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого подключен к точке соединения первого и второго резисторов. Датчик отличается тем, что в схему введена клемма напряжения смещения, которая соединена со вторым входом ключа. Ключ выполнен на КМОП-транзисторе, второй вход которого подключен ко второму электроду датчика. Усилитель выполнен также на КМОП-транзисторе с возможностью подключения его прямого входа через экранированную линию связи поочередно ко второму электроду датчика и клемме напряжения смещения.Known capacitive level gauge, the electronic circuit of which is made on a CMOS transistor (4). The level gauge contains a sensor in the form of the first and second electrodes, a rectangular pulse generator connected to the first input of the switch, the first input of which is connected to the direct input of the amplifier, the inverse input of which is connected to the connection point of the first and second resistors. The sensor is characterized in that a bias voltage terminal is inserted into the circuit, which is connected to the second key input. The key is made on a CMOS transistor, the second input of which is connected to the second electrode of the sensor. The amplifier is also made on a CMOS transistor with the ability to connect its direct input via a shielded communication line, alternately to the second sensor electrode and the bias voltage terminal.

Недостатком такого технического решения является трудность создания в микроэлектронном исполнении схемы емкостей, сравнимых с емкостью датчика, что снижает точность показаний уровнемера и надежность его работы.The disadvantage of this technical solution is the difficulty in creating a microelectronic design of the capacitance scheme, comparable with the capacity of the sensor, which reduces the accuracy of the level gauge and the reliability of its operation.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению емкостной измеритель уровня для контроля уровня диэлектрической жидкости (например, масла) на автотранспорте, который и выбран в качестве прототипа (5). Измеритель содержит двухэлектродный емкостной датчик, второй внешний электрод которого подключен к корпусу. Электронная схема включает стабилизированный источник питания, операционный усилитель, при этом звено отрицательной обратной связи последнего соединено с его инвертирующим входом и первым внутренним электродом емкостного датчика. Звено положительной обратной связи операционного усилителя соединено с его неинвертирующим входом. В схему дополнительно введены ждущий мультивибратор и триггер. Вход операционного усилителя соединен с входом ждущего мультивибратора и с первым входом триггера, а выход ждущего мультивибратора соединен со вторым входом триггера. Такое схемное решение обеспечивает линейную зависимость частоты колебаний в контуре операционного усилителя от емкости датчика, что повышает точность его измерений. При этом устраняется влияние высших гармоник на завышение ошибки по сравнению с реальным уровнем жидкости при увеличении уровня высших гармоник и на занижение по сравнению с реальным уровнем жидкости при снижении уровня гармоник.Closest to the proposed invention is a capacitive level meter for monitoring the level of dielectric fluid (e.g. oil) in vehicles, which is selected as a prototype (5). The meter contains a two-electrode capacitive sensor, the second external electrode of which is connected to the housing. The electronic circuit includes a stabilized power source, an operational amplifier, while the negative feedback link of the latter is connected to its inverting input and the first internal electrode of the capacitive sensor. The positive feedback link of the operational amplifier is connected to its non-inverting input. In addition, a waiting multivibrator and a trigger are added to the circuit. The input of the operational amplifier is connected to the input of the standby multivibrator and to the first input of the trigger, and the output of the standby multivibrator is connected to the second input of the trigger. Such a circuit solution provides a linear dependence of the oscillation frequency in the circuit of the operational amplifier on the sensor capacitance, which increases the accuracy of its measurements. This eliminates the effect of higher harmonics on the overestimation of the error compared to the actual liquid level with an increase in the level of higher harmonics and on the underestimation in comparison with the actual liquid level when the harmonic level is reduced.

Недостатком прототипа является недостаточная эксплуатационная надежность, обусловленная элементным исполнением электронной схемы измерителя и его компоновочным решением в целом.The disadvantage of the prototype is the lack of operational reliability due to the elemental execution of the electronic circuit of the meter and its layout solution as a whole.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, повышение чувствительности и точности измерения уровня жидкости.The aim of the invention is to eliminate this drawback, increasing the sensitivity and accuracy of measuring the liquid level.

Вариант 1. Поставленная цель достигается тем, что емкостной измеритель уровня жидкости, содержащий двухэлектродный емкостной датчик с внешним и внутренним электродами, электрически связанными с электронной схемой, включающей стабилизированный источник питания, усилитель, генератор и триггер, согласно изобретению, емкостной датчик выполнен в виде коаксиального конденсатора, внутренний электрод которого выполнен трубчатым, смонтирован внутри фторопластового щупа и подсоединен на вход дополнительно введенного в схему фазового компаратора, выход которого подсоединен на вход триггера, а выход последнего соединен со входом дополнительного триггера, снабженного линией задержки и содержащего два выхода - прямой и инверсный, которые соединены с транзисторным ключом, выполненным с возможностью выполнения операции «включения» или «выключения», при этом электронная схема выполнена на цифровой интегральной микросхеме.Option 1. The goal is achieved in that a capacitive liquid level meter containing a two-electrode capacitive sensor with external and internal electrodes electrically connected to an electronic circuit including a stabilized power source, amplifier, generator and trigger, according to the invention, the capacitive sensor is made in the form of a coaxial a capacitor, the inner electrode of which is made tubular, mounted inside a fluoroplastic probe and connected to the input of a phase compara additionally introduced into the circuit a torus, the output of which is connected to the input of the trigger, and the output of the latter is connected to the input of an additional trigger, equipped with a delay line and containing two outputs - direct and inverse, which are connected to a transistor switch configured to perform the operation of "on" or "off" when this electronic circuit is made on a digital integrated circuit.

Вариант 2. Поставленная цель достигается тем, что емкостной измеритель уровня жидкости, содержащий двухэлектродный емкостной датчик с внешним и внутренним электродами, электрически связанными с электронной схемой, включающей стабилизированный источник питания, усилитель, генератор и триггер, согласно изобретению, емкостной датчик выполнен в виде коаксиального конденсатора, внутренний электрод которого выполнен трубчатым, смонтирован внутри фторопластового щупа и снабжен защитным экраном, при этом внутренний электрод подсоединен на вход фазового компаратора, дополнительно введенного в схему, выход компаратора подсоединен на вход триггера, а выход последнего соединен со входом дополнительного триггера, который снабжен линией задержки и содержит два выхода - прямой и инверсный, соединенные с транзисторным ключом, выполненным с возможностью выполнения операции «включения» или «выключения», при этом электронная схема выполнена на цифровой интегральной микросхеме.Option 2. The goal is achieved in that a capacitive liquid level meter containing a two-electrode capacitive sensor with external and internal electrodes electrically connected to an electronic circuit including a stabilized power source, amplifier, generator and trigger, according to the invention, the capacitive sensor is made in the form of a coaxial a capacitor, the inner electrode of which is tubular, mounted inside the fluoroplastic probe and provided with a protective shield, while the inner electrode is connected to the input of the phase comparator, additionally introduced into the circuit, the output of the comparator is connected to the input of the trigger, and the output of the latter is connected to the input of the additional trigger, which is equipped with a delay line and contains two outputs - direct and inverse, connected to the transistor switch, configured to perform the operation ”Or“ off ”, while the electronic circuit is made on a digital integrated circuit.

Генератор выполнен с возможностью генерирования прямоугольных импульсов.The generator is configured to generate rectangular pulses.

Компаратор выполнен с возможностью преобразования величины наклона сигнала, поступающего с емкостного датчика в фазовый сдвиг, который регистрируется триггером.The comparator is configured to convert the slope of the signal from the capacitive sensor into a phase shift, which is recorded by the trigger.

Внешний электрод коаксиального конденсатора выполнен в виде цилиндрического корпуса, в котором герметично смонтирована стеклотекстолитовая плата с печатным монтажом элементов электронной схемы измерителя.The external electrode of the coaxial capacitor is made in the form of a cylindrical body, in which a fiberglass plate with a printed circuit of elements of the electronic circuit of the meter is hermetically mounted.

Защитный экран выполнен в виде спиральной пружины из бронзы и электрически соединен с внешним электродом коаксиального конденсатора, при этом фторопластовый щуп с внутренним трубчатым электродом коаксиального конденсатора размещен осесимметрично внутри спиральной пружины.The protective shield is made in the form of a spiral spring made of bronze and is electrically connected to the external electrode of the coaxial capacitor, while the fluoroplastic probe with the internal tubular electrode of the coaxial capacitor is placed axisymmetrically inside the spiral spring.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности, точности и чувствительности измерителя, что достигается исполнением электронной схемы с использованием микросхемы и введением в нее компаратора и дополнительного второго триггера. Такое схемное решение обеспечивает преобразование сигнала, поступающего с емкостного датчика, в фазовый сдвиг, который и регистрируется триггером. Исполнение измерителя по первому варианту обеспечивает определение уровня диэлектрических жидкостей, в частности машинного масла, а измеритель по второму варианту благодаря наличию защитного экрана обеспечивает надежное измерение уровня электропроводящих жидкостей, например, тосола.The technical result of the invention is to increase the reliability, accuracy and sensitivity of the meter, which is achieved by executing an electronic circuit using a microcircuit and introducing a comparator and an additional second trigger into it. Such a circuit solution provides the conversion of the signal from the capacitive sensor into a phase shift, which is recorded by the trigger. The meter according to the first embodiment provides determination of the level of dielectric liquids, in particular engine oil, and the meter according to the second embodiment, due to the presence of a protective shield, provides reliable measurement of the level of electrically conductive liquids, for example, antifreeze.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1-4).The invention is illustrated by drawings (Fig.1-4).

На фиг.1 представлена блок-схема измерителя уровня жидкости.Figure 1 presents a block diagram of a liquid level meter.

На фиг.2 - схема электрическая принципиальная измерителя.Figure 2 is a schematic diagram of an electrical circuit meter.

На фиг.3 - общий вид измерителя без защитного экрана.Figure 3 is a General view of the meter without a protective screen.

На фиг.4 - измеритель в сборе с защитным экраном.In Fig.4 - meter Assembly with a protective screen.

Емкостной измеритель согласно 1-му варианту содержит электронную схему 7, выполненную на интегральной микросхеме 8, и включает генератор прямоугольных импульсов 1, выход которого электрически соединен с внутренним электродом 11 емкостного датчика 9 и входом фазового компаратора 2; триггер 3, связанный с выходом компаратора 2 и входом дополнительного второго триггера 4, который снабжен устройством задержки 6 и прямым и инверсным выходами соединен с транзисторным ключом 5. Датчик 9 выполнен в виде коаксиального конденсатора «С» и содержит внешний цилиндрический электрод - корпус 10, внутренний трубчатый электрод 11, который смонтирован внутри фторопластового щупа 12. Во внутренней полости 13 внешнего электрода-корпуса 10 размещена стеклотекстолитовая плата 14 с радиоэлементами сборки 15 электронной схемы 7. Сборка 15 герметично изолирована компаундом 16 от внешней среды и закрыта пробкой 17, через которую выведены соединительные провода 18 с клеммами 19 или соединительным штекером 20 для подсоединения измерителя к источнику питания 21 и прибору индикации (на чертеже не показано). Герметизация сборки 15 обеспечивает стабильную работу электронной схемы 7 в различных условиях эксплуатации, независимо от температурно-влажностных условий вешней среды.The capacitive meter according to the 1st embodiment contains an electronic circuit 7 made on the integrated circuit 8, and includes a rectangular pulse generator 1, the output of which is electrically connected to the internal electrode 11 of the capacitive sensor 9 and the input of the phase comparator 2; trigger 3, connected to the output of the comparator 2 and the input of an additional second trigger 4, which is equipped with a delay device 6 and direct and inverse outputs connected to the transistor key 5. The sensor 9 is made in the form of a coaxial capacitor "C" and contains an external cylindrical electrode - housing 10, the inner tubular electrode 11, which is mounted inside the fluoroplastic probe 12. In the inner cavity 13 of the outer electrode housing 10 there is a fiberglass plate 14 with radio elements of the assembly 15 of the electronic circuit 7. The assembly 15 is sealed but it is isolated by compound 16 from the external environment and is closed by a plug 17, through which the connecting wires 18 with the terminals 19 or the connecting plug 20 are connected for connecting the meter to the power source 21 and the indicating device (not shown in the drawing). Sealing the assembly 15 ensures stable operation of the electronic circuit 7 in various operating conditions, regardless of the temperature and humidity conditions of the external environment.

Согласно 2-му варианту исполнения измерителя внутренний трубчатый электрод 11 со щупом 12 дополнительно содержит защитный экран 22, который выполнен в форме спиральной пружины из бронзы. Экран 22 закреплен в посадочном гнезде 23 электрода-корпуса 10 и электрически связан с ним. Такое размещение друг относительно друга внутреннего электрода 11 и внешнего электрода - корпуса 10, при котором экран 22 является продолжением корпуса 10 в качестве внешнего электрода коаксиального конденсатора «С», обеспечивает высокую чувствительность и эффективность датчика 9 при измерении уровня диэлектрических жидкостей. Одновременно пружинный экран 22 выполняет защитную функцию, предохраняя щуп 12 с трубчатым электродом 11 от механических повреждений, что повышает эксплуатационную надежность измерителя.According to the 2nd embodiment of the meter, the inner tubular electrode 11 with the probe 12 further comprises a protective shield 22, which is made in the form of a spiral spring made of bronze. The screen 22 is fixed in the seat socket 23 of the electrode body 10 and is electrically connected to it. Such placement relative to each other of the inner electrode 11 and the outer electrode - the housing 10, in which the screen 22 is a continuation of the housing 10 as the outer electrode of the coaxial capacitor "C", provides high sensitivity and efficiency of the sensor 9 when measuring the level of dielectric liquids. At the same time, the spring screen 22 performs a protective function, protecting the probe 12 with the tubular electrode 11 from mechanical damage, which increases the operational reliability of the meter.

Электронная схема 7 и сборка 15 на стеклотекстолитовой плате 14 по 1-му и 2-му вариантам изготовления измерителя идентичны между собой. Особенностью исполнения электронной схемы 7 является использование в ней интегральной микросхемы 8 типа VC1001D, собранной с использованием полевых КМОП-транзисторов размером в 90 нм, на которых выполнены компаратор 2, триггеры 3 и 4. В рабочем состоянии эти транзисторы находятся в двух основных состояниях, в зависимости от приложенного знака напряжения на затворе: открытом, когда они проводят электрический ток, и запертом - при этом электрический ток не проводят. Изменяя полярность на затворе КМОП-транзистора, осуществляют управление прохождением электрического тока в триггерах 3, 4 под действием сигналов, поступающих от емкостного датчика 9. Каждый из триггеров 3 и 4 имеет два выхода: основной и инверсный и каждому состоянию соответствуют определенные сигналы на их выходах, отличающиеся своим уровнем. На основном выходе формируются сигналы высокого уровня, а на инверсном - низкого уровня.The electronic circuit 7 and assembly 15 on the fiberglass plate 14 according to the 1st and 2nd manufacturing options of the meter are identical to each other. A specific feature of the electronic circuit 7 is the use of an integrated microcircuit 8 of type VC1001D assembled using CMOS field-effect transistors of 90 nm in size, on which comparator 2, triggers 3 and 4 are made. In operation, these transistors are in two main states, in depending on the sign of the voltage applied to the gate: open when they conduct electric current, and locked - while not conducting electric current. By changing the polarity at the gate of the CMOS transistor, control the passage of electric current in the triggers 3, 4 under the action of signals from the capacitive sensor 9. Each of the triggers 3 and 4 has two outputs: the main and inverse, and each state corresponds to certain signals at their outputs differing in their level. High level signals are formed at the main output, and low level at the inverse.

Емкостной измеритель уровня жидкости работает следующим образом.Capacitive liquid level meter works as follows.

Для контроля уровня диэлектрических жидкостей (например, машинного масла двигателя) используют измеритель, выполненный согласно 1-му варианту, а уровень токопроводящих жидкостей (например, тосола в двигателе автомобиля) контролируют измерителем, выполненным по 2-му варианту предлагаемого изобретения. Измеритель устанавливают таким образом, чтобы чувствительный элемент - внутренний трубчатый электрод 11 размещался в зоне контроля (в бачке для охлаждающей жидкости автомобиля или картере двигателя для контроля уровня масла) - на чертеже не показано, при этом внешний электрод-корпус 10 электрически контактирует с корпусом двигателя - заземлен на «массу» (на чертеже не показано). Соединительные провода 18 с клеммами 19 или штекер 20 подключают к стабилизированному источнику питания 21 и прибору индикации электрической системы автомобиля (на чертеже не показано). При включении источника питания 21 запускается генератор 1 прямоугольных импульсов, которые поступают на чувствительный элемент емкостного датчика 9 - внутренний электрод 11, далее сигналы поступают на фазовый компаратор 2, где происходит непрерывное сравнение сигналов, поступающих от датчика 9, и преобразование величины их наклона в фазовый сдвиг, который регистрируется триггером 3. С триггера 3 сигнал переписывается во второй триггер 4 и при необходимости поступает на линию задержки 6. Триггер 4, через прямой и инверсный выходы, управляет работой транзисторного ключа 5, обеспечивая его состояние «включено» - «выключено». Датчик 9 изменяет свое коммутационное состояние при 50%-ном погружении площади щупа 12 в контролируемую жидкость, и показания уровня контролируемой жидкости выводятся на прибор индикации панели управления (на чертеже не показано).To control the level of dielectric liquids (for example, engine engine oil), a meter made in accordance with the 1st embodiment is used, and the level of conductive liquids (for example, antifreeze in the car engine) is controlled by a meter made in the 2nd embodiment of the present invention. The meter is installed so that the sensing element — the inner tubular electrode 11 is located in the control zone (in the tank for the vehicle’s coolant or the engine crankcase to control the oil level) —is not shown in the drawing, while the external electrode-case 10 is in electrical contact with the engine case - grounded to ground (not shown in the drawing). Connecting wires 18 with terminals 19 or plug 20 are connected to a stabilized power source 21 and an indication device of the vehicle’s electrical system (not shown in the drawing). When the power source 21 is turned on, the rectangular pulse generator 1 is started, which arrives at the sensitive element of the capacitive sensor 9 — the internal electrode 11, then the signals are fed to the phase comparator 2, where the signals from the sensor 9 are continuously compared and their slope is converted to phase the shift, which is recorded by trigger 3. From trigger 3, the signal is transferred to the second trigger 4 and, if necessary, enters the delay line 6. Trigger 4, through the direct and inverse outputs, controls Auteuil transistor switch 5, providing its state "on" - "off". The sensor 9 changes its switching state with a 50% immersion of the probe 12 in the controlled fluid, and the readings of the level of the monitored fluid are displayed on the control panel display device (not shown in the drawing).

Технические характеристики измерителя приведены в таблице 1.The technical characteristics of the meter are shown in table 1.

№ п/пNo. p / p НаименованиеName ПараметрыOptions 1one Контролируемая жидкостьControlled fluid - диэлектрическая (малопроводящая)- dielectric (low conductive) машинное маслоmachine oil - токопроводящая- conductive тосолantifreeze 22 Допустимая рабочая температура жидкости, °С:Permissible fluid operating temperature, ° С: - машинное масло- machine oil -45...+120-45 ... + 120 - тосол- antifreeze -45...+105-45 ... + 105 33 Номинально время задержки срабатывания (t_з.c.), секNominal response delay time (t _s.c. ), sec - нижнее- lower 00 - верхнее- top 4four 4four Допустимая температура окружающей среды, °СPermissible ambient temperature, ° С -10...+45 (гарантированная точность);-10 ... + 45 (guaranteed accuracy); +45...+70 (сохранение работоспособности)+45 ... + 70 (maintaining performance) 55 Допустимая влажность окружающей среды (при t 25+3°C)%Permissible ambient humidity (at t 25 + 3 ° C)% 98±298 ± 2 66 Род напряженияKind of stress Постоянное (при коэфф. пульсации не более 10%)Constant (with pulsation coefficient no more than 10%) 77 Номинальное напряжение (Ue), ВRated voltage (Ue), V 12; 2412; 24 88 Допустимое колебание напряжения, U_1-2 Allowable voltage fluctuation, U _1-2 (0,9...1,25)Ue(0.9 ... 1.25) Ue 99 Номинальный ток (Ie), ARated Current (Ie), A 0,250.25 1010 Ток потребления в закрытом состоянии (I₀), мАClosed current consumption (I ₀ ), mA 25 max25 max 11eleven Ток нагрузки в закрытом состоянии (Ir), мАClosed load current (Ir), mA 1,5 max1,5 max 1212 Вид нагрузкиType of load Сигнальный накальный индикатор или реле электромагнитноеSignal glow indicator or electromagnetic relay

Изготовление и выпуск измерителя, согласно изобретению, освоены в серийном производстве заявителя под наименованием «Датчик-гидросигнализатор ДГС», а его технические характеристики удовлетворяют эксплуатационным требованиям для такого вида приборов и соответствуют ТУ РБ 100194961.059-2002. В таблице 2 приведены характеристики измерителей ДГС различных серий.The manufacture and production of the meter, according to the invention, has been mastered in the batch production of the applicant under the name “Sensor-hydraulic signaling device DGS”, and its technical characteristics satisfy the operational requirements for this type of device and comply with TU RB 100194961.059-2002. Table 2 shows the characteristics of the DGS meters of various series.

№ п/пNo. p / p Обозначение изделияProduct designation Р_{нагр.макс.}, ВАP _{load max.} VA I_{нагр.ном.,} АI _nom., A Т_жид., °СT _Jew. ° C Свойства контролируемой жидкостиControlled Fluid Properties Коммутационная операцияSwitching operation Т_{з.с.ном.}, секT _z.s.nom. sec 1one ДГС-М-100-24-01DGS-M-100-24-01 66 0,250.25 малопроводящаяlow conductive отключениеshutdown 00 22 ДГС-М-110-24-01DGS-M-110-24-01 66 0,250.25 малопроводящаяlow conductive включениеinclusion 00 33 ДГС-М-101-24-01DGS-M-101-24-01 66 0,250.25 малопроводящаяlow conductive отключениеshutdown 4four 4four ДГС-М-111-24-01DGS-M-111-24-01 66 0,250.25 малопроводящаяlow conductive включениеinclusion 4four 55 ДГС-Т-200-24-01DGS-T-200-24-01 66 0,250.25 токопроводящаяconductive отключениеshutdown 00 66 ДГС-Т-210-24-01DGS-T-210-24-01 66 0,250.25 токопроводящаяconductive включениеinclusion 00 77 ДГС-Т-201-24-01DGS-T-201-24-01 66 0,250.25 токопроводящаяconductive отключениеshutdown 4four 88 ДГС-Т-211-24-01DGS-T-211-24-01 66 0,250.25 токопроводящаяconductive включениеinclusion 4four Обозначения: Р_{нагр. макс} - максимальная мощность нагрузки; I_{нагр. ном.} - ток нагрузки номинальный; Т_жид. - температура измеряемой жидкости; Т_{з.с. ном.} - время задержки срабатывания измерителя номинальное.Designations: P _{load. max} - maximum load power; I _{heat. nom.} - rated load current; T _Jew. - temperature of the measured liquid; T _{z.s. nom.} - time delayed response of the meter nominal.

Источники информации:Information sources:

1. A.c. SU №1695139 А1, МПК⁵ G01F 23/26, (22) 14.08.89, (46) 30.11.91. бюл, №44, (71) НПО «Росавтоматстром», (72) С.И.Алексеев, (54) «Емкостной компенсационный уровнемер».1. Ac SU No. 1695139 A1, IPC ⁵ G01F 23/26, (22) 08/14/89, (46) 11/30/91. bulletin, No. 44, (71) NPO Rosavtomatstrom, (72) S.I. Alekseev, (54) “Capacitive compensation level gauge”.

2. Патент US №3795146, МПК⁵ G01F 23/26, (22) 12.05.1972, (45) 05.03.1974, (73) Vapor Corporation, Chicago, III, (75) Francis B, Wilson, Wauconda, III, «Reference signal differentiating capacitive fluid level gauge».2. US patent No. 3795146, IPC ⁵ G01F 23/26, (22) 12.05.1972, (45) 05.03.1974, (73) Vapor Corporation, Chicago, III, (75) Francis B, Wilson, Wauconda, III, "Reference signal differentiating capacitive fluid level gauge."

3. Патент RU №2054633 C1, МПК⁶ G01F 23/26, 23/24, (22) 01.02.1993, (46) 20.02.1996, (71)(73) Ковровский электромеханический завод, (72) Гончаренко В.А., Бурсин А.П. и др., (54) «Емкостной уровнемер».3. Patent RU No. 2054633 C1, IPC ⁶ G01F 23/26, 23/24, (22) 02/01/1993, (46) 02.20.1996, (71) (73) Kovrov Electromechanical Plant, (72) V. Goncharenko ., Bursin A.P. et al., (54) “Capacitive level gauge”.

4. Патент RU №2000551 C1, МПК⁵ G01F 23/26, (22) 01.02.1991, (46) 07.09.1993, бюл. №33-36, (71)(73) ПИИ Измерительной техники, (72) Свиридов А.И., Годнев А.Г. и др., (54) «Емкостной уровнемер».4. Patent RU No. 2000551 C1, IPC ⁵ G01F 23/26, (22) 01.02.1991, (46) 09/07/1993, bull. No. 33-36, (71) (73) FDI Measuring Equipment, (72) Sviridov A.I., Godnev A.G. et al., (54) “Capacitive level gauge”.

5. Патент RU №2185605 C1, МПК⁷ G01F 23/24, 23/26, (22) 04.04.2001, (46) 20.07.2002, (71)(73) ОАО «Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики», (72) Куликов С.Е., (54) «Емкостной измеритель уровня» (прототип).5. Patent RU No. 2185605 C1, IPC ⁷ G01F 23/24, 23/26, (22) 04.04.2001, (46) 20.07.2002, (71) (73) OJSC “Special Design Bureau of Instrument Making and Automation”, ( 72) Kulikov S.E., (54) “Capacitive level meter” (prototype).

Claims

1. A capacitive liquid level meter containing a two-electrode capacitive sensor with external and internal electrodes, electrically connected to an electronic circuit including a stabilized power source, amplifier, generator and trigger, characterized in that the capacitive sensor is made in the form of a coaxial capacitor, the internal electrode of which is made tubular, mounted inside the fluoroplastic probe and connected to the input of a phase comparator additionally introduced into the circuit, the output of which is connected to the trigger input and the output of the latter is connected to the input of an additional trigger, equipped with a delay line and containing two outputs - direct and inverse, which are connected to a transistor switch, configured to perform the operation of "on" or "off", while the electronic circuit is made on a digital integrated circuit .

2. A capacitive liquid level meter containing a two-electrode capacitive sensor with external and internal electrodes, electrically connected to an electronic circuit including a stabilized power source, amplifier, generator and trigger, characterized in that the capacitive sensor is made in the form of a coaxial capacitor, the internal electrode of which is made tubular, mounted inside the fluoroplastic probe and equipped with a protective shield, while the internal electrode is connected to the input of the phase comparator, additionally introduced In the circuit, the output of the comparator is connected to the input of the trigger, and the output of the latter is connected to the input of an additional trigger, which is equipped with a delay line and contains two outputs - direct and inverse, connected to a transistor switch, configured to perform the operation of "on" or "off" while the electronic circuit is made on a digital integrated circuit.

3. A capacitive meter according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the generator is configured to generate rectangular pulses.

4. A capacitive meter according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the comparator is configured to convert the slope of the signal from the capacitive sensor into a phase shift that is detected by the trigger.

5. A capacitive meter according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the external electrode of the coaxial capacitor is made in the form of a cylindrical body, in which a glass-fiber plate with a printed circuit wiring of the meter electronic circuit elements is hermetically mounted.

6. The capacitive meter according to claim 2, characterized in that the protective shield is made in the form of a spiral spring made of bronze and is electrically connected to the external electrode of the coaxial capacitor, while the fluoroplastic probe with the internal tubular electrode of the coaxial capacitor is placed axisymmetrically inside the spiral spring.