RU2506543C1 - Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium - Google Patents

Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium Download PDF

Info

Publication number
RU2506543C1
RU2506543C1 RU2012133815/28A RU2012133815A RU2506543C1 RU 2506543 C1 RU2506543 C1 RU 2506543C1 RU 2012133815/28 A RU2012133815/28 A RU 2012133815/28A RU 2012133815 A RU2012133815 A RU 2012133815A RU 2506543 C1 RU2506543 C1 RU 2506543C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
temperature
thermistor
level
sensor
Prior art date
Application number
RU2012133815/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иванович Гончар
Павел Юрьевич Тихомиров
Александр Николаевич Дубовой
Михаил Владимирович Хмельщиков
Валерий Антонович Шубарев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2012133815/28A priority Critical patent/RU2506543C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506543C1 publication Critical patent/RU2506543C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.SUBSTANCE: invention relates to instrument making, namely, to discrete level metres, and may be used to monitor level and mass flow of fuel components during fuelling, consumption and storage in chemical, space and other industries. A sensor for monitoring of discrete liquid levels comprises a printed circuit board with an opening, on one side of which above the opening there is a sensitive element, made in the form of a heat insulating substrate with a film resistor (thermistor) placed on it a "dot" version to monitor the liquid level, and comprises a film resistor (thermistor) in a "dot" version for measurement of temperature of a surface liquid layer. The sensor also comprises an additional film resistor (thermistor) in a "dot" version for measurement of liquid surface layer temperature, at the same time the sensitive element for measurement of liquid temperature is made in the form of an additional heat insulating substrate with width of not more than 2 mm, where both thermistors are placed for measurement of liquid temperature, and is installed on the opposite side of the printed circuit board under the opening symmetrically to the sensitive element to monitor the level at the distance from 0.5 mm to 1.0 mm from the substrate with the thermistor used to monitor the level.EFFECT: higher accuracy of liquid medium temperature, in which level variation is monitored both as a sensor is submerged (fuelling), and also as a sensor is withdrawn from liquid (consumption, drainage), and expansion of functional capabilities of a device, making it possible to accurately determine mass flow of liquid medium.6 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению, а именно к дискретным измерителям уровня, и может быть использовано для контроля уровня и массового расхода компонентов топлива при заправке, расходовании и хранении в химической, космической и других областях промышленности.The invention relates to instrumentation, namely to discrete level meters, and can be used to control the level and mass consumption of fuel components during refueling, consumption and storage in chemical, space and other industries.

Известен датчик контроля уровня жидкости (патент RU 2295115 С2, G01F 23/00, G01F 1/68, опубликовано 10.03.2007), содержащий корпус с печатной платой и терморезистор на подложке, установленной на печатной плате. Печатная плата выполнена в виде узкой (с соотношением сторон в диапазоне 1:3…1:5) тонкой пластины, одна короткая сторона которой жестко крепится к основанию корпуса, а у края противоположной не закрепленной стороны выполнено отверстие с диаметром, в 2…4 раза большим ширины подложки с терморезистором, размещенной над отверстием и изготовленной из тонкого теплоизолирующего материала в виде пленки, при этом терморезистор выполнен в "точечном" виде с размерами (0,15…0,5) мм×(0,15…0,5) мм и толщиной не более 0,0005 мм. Терморезистор расположен у нижнего края пленки.A known liquid level control sensor (patent RU 2295115 C2, G01F 23/00, G01F 1/68, published March 10, 2007) comprising a housing with a printed circuit board and a thermistor on a substrate mounted on a printed circuit board. The printed circuit board is made in the form of a narrow (with an aspect ratio in the range 1: 3 ... 1: 5) thin plate, one short side of which is rigidly attached to the base of the case, and a hole with a diameter of 2 ... 4 times is made at the edge of the opposite non-fixed side a large width of the substrate with a thermistor placed above the hole and made of thin heat-insulating material in the form of a film, while the thermistor is made in the "point" form with dimensions (0.15 ... 0.5) mm × (0.15 ... 0.5) mm and a thickness of not more than 0.0005 mm. The thermistor is located at the bottom edge of the film.

Недостатком датчика является ограничение его функциональных возможностей. Устройство не позволяет осуществлять контроль уровня жидкости в контрольных точках и одновременно измерять ее температуру в данных точках, определять массовый расход жидкой среды, не используя дополнительных датчиков температуры или массового расхода.The disadvantage of the sensor is the limitation of its functionality. The device does not allow monitoring the liquid level at the control points and at the same time measuring its temperature at these points, determining the mass flow rate of the liquid medium without using additional temperature or mass flow sensors.

По технической сущности из известных устройств наиболее близким к заявленному устройству является датчик контроля уровня жидкости, используемый в системе контроля, обеспечивающей реализацию способа контроля дискретных уровней жидкости, учитывающего изменения температуры жидкости (патент RU 2413184 С1, G01F 23/00, опубликовано 27.02.2011). Чувствительный элемент каждого из датчиков системы выполнен в виде теплоизоляционной подложки с терморезистором для измерения уровня жидкости и содержит дополнительный терморезистор, размещенный симметрично под упомянутым терморезистором, для измерения уровня жидкости в центре подложки на расстоянии не более 2 мм. При этом терморезистор, используемый для определения уровня жидкости в контрольной точке, размещен у верхнего края подложки, а дополнительный терморезистор, используемый для определения изменения температуры верхнего слоя жидкости, расположен у нижнего края подложки. Оба терморезистора соединены с измерительным устройством.In technical essence, of the known devices, the closest to the claimed device is a liquid level control sensor used in a control system that implements a method for monitoring discrete liquid levels that takes into account changes in liquid temperature (patent RU 2413184 C1, G01F 23/00, published 02.27.2011) . The sensitive element of each of the sensors of the system is made in the form of a heat-insulating substrate with a thermistor for measuring the liquid level and contains an additional thermistor placed symmetrically below the thermistor to measure the liquid level in the center of the substrate at a distance of no more than 2 mm. In this case, the thermistor used to determine the liquid level at the control point is located at the upper edge of the substrate, and an additional thermistor used to determine the temperature change of the upper liquid layer is located at the lower edge of the substrate. Both thermistors are connected to a measuring device.

В техническом решении, защищенном патентом RU 2413184 С1, применение терморезистора для контроля температуры, расположенного под терморезистором, предназначенным для измерения уровня, и на одной с ним подложке, позволяет контролировать изменение температуры и изменять пороговое значение переходной характеристики сигнала терморезистора уровня в зависимости от температуры верхнего слоя жидкости, используя зависимость сопротивления от температуры терморезистора и программное обеспечение управляющего устройства. Однако, при расположении данных терморезисторов на одной подложке, нагреваемый терморезистор, используемый для контроля уровня жидкости, оказывает влияние на терморезистор для измерения температуры за счет теплообмена между подложкой и терморезисторами, что значительно снижает точность измерения температуры поверхностного слоя жидкости в контрольных точках. Недостаточная точность измерения температуры не позволяет определить точный массовый расход жидкой среды.In the technical solution protected by patent RU 2413184 C1, the use of a thermistor for temperature control, located under a thermistor designed to measure the level, and on the same substrate as it, allows you to control the temperature change and change the threshold value of the transition characteristic of the level thermistor signal depending on the temperature of the upper fluid layer, using the dependence of the resistance on the temperature of the thermistor and software control device. However, when these thermistors are located on the same substrate, the heated thermistor used to control the liquid level affects the thermistor to measure temperature due to heat exchange between the substrate and the thermistors, which significantly reduces the accuracy of measuring the temperature of the liquid surface layer at control points. Insufficient accuracy of temperature measurement does not allow to determine the exact mass flow rate of the liquid medium.

Указанное устройство по патенту RU 2413184 С1 принимается за прототип.The specified device according to the patent RU 2413184 C1 is taken as a prototype.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры жидкой среды, в которой контролируется изменение уровня как при погружении датчика (заправке), так и при извлечении датчика из жидкости (расходовании, сливе), и расширение функциональных возможностей устройства, позволяющих производить точное определение массового расхода жидкой среды.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the temperature of a liquid medium, in which the level change is controlled both when the sensor is immersed (refueling) and when the sensor is removed from the liquid (discharge, discharge), and the device’s functionality is expanded to enable accurate determination of the mass flow rate of the liquid medium .

Поставленная цель достигается тем, что датчик контроля дискретных уровней жидкости, содержащий печатную плату с отверстием, на одной стороне которой над отверстием установлен чувствительный элемент, выполненный в виде теплоизоляционной подложки с размещенным на ней пленочным резистором (терморезистором) в «точечном» исполнении для контроля уровня жидкости, и пленочный резистор (терморезистор) в «точечном» исполнении для измерения температуры поверхностного слоя жидкости, содержит дополнительный пленочный резистор (терморезистор) в «точечном» исполнении для измерения температуры поверхностного слоя жидкости, при этом чувствительный элемент для измерения температуры жидкости выполнен в виде дополнительной теплоизоляционной подложки шириной не более 2 мм, на которой размещены оба терморезистора для измерения температуры жидкости, и установлен на противоположной стороне печатной платы под отверстием симметрично чувствительному элементу для контроля уровня на расстоянии от 0,5 мм до 1,0 мм от подложки с терморезистором, используемым для контроля уровня.This goal is achieved by the fact that the sensor controls discrete liquid levels, containing a printed circuit board with a hole, on one side of which a sensing element is installed above the hole, made in the form of a heat-insulating substrate with a film resistor (thermistor) placed on it in a “point” design for level control liquid, and the film resistor (thermistor) in the "point" design for measuring the temperature of the surface layer of the liquid contains an additional film resistor (thermistor) in "Point" design for measuring the temperature of the surface layer of the liquid, while the sensitive element for measuring the temperature of the liquid is made in the form of an additional heat-insulating substrate with a width of not more than 2 mm, on which both thermistors are located to measure the temperature of the liquid, and is installed on the opposite side of the circuit board under the hole symmetrically to the sensitive element for level control at a distance of 0.5 mm to 1.0 mm from the substrate with a thermistor used to control the level.

Повышение точности измерения температуры поверхностного слоя жидкости в точках контроля изменения уровня осуществляется за счет реализации следующих существенных признаков.Improving the accuracy of measuring the temperature of the surface layer of the liquid at the points of control of level changes is carried out by implementing the following essential features.

Выполнение чувствительного элемента для измерения температуры жидкости в виде отдельной дополнительной теплоизоляционной подложки, на которой размещены два терморезистора для измерения температуры, исключает их нагрев от подложки с нагреваемым терморезистором, используемым для контроля уровня жидкости.The implementation of the sensing element for measuring the temperature of the liquid in the form of a separate additional heat-insulating substrate, on which there are two thermistors for measuring temperature, eliminates their heating from the substrate with a heated thermistor used to control the liquid level.

Расположение подложки, на которой размещены два терморезистора для измерения температуры, симметрично под подложкой с терморезистором для измерения уровня обеспечивает возможность контролировать температуру среды под и над «точечным» чувствительным элементом, контролирующим уровень жидкости, на расстоянии не более 2 мм (ширина подложки чувствительного элемента для измерения температуры). Конструкция предложенного датчика позволяет производить измерение температуры среды непосредственно в области точки контроля уровня жидкости, что исключает влияние распределения температуры в слоях среды на результаты измерения.The location of the substrate, on which two thermistors for measuring temperature are placed, symmetrically under the substrate with a thermistor for measuring the level, makes it possible to control the temperature of the medium below and above the “point” sensing element that controls the liquid level at a distance of no more than 2 mm (the width of the substrate of the sensing element for temperature measurement). The design of the proposed sensor allows the measurement of the temperature of the medium directly in the area of the point of control of the liquid level, which eliminates the influence of the temperature distribution in the layers of the medium on the measurement results.

Расстояние от 0,5 мм до 1,0 мм между подложками двух чувствительных элементов, расположенных над и под отверстием печатной платы, является оптимальным, так как при более близком расположении подложек температура нагреваемого терморезистора для измерения уровня будет влиять на повышение температуры двух терморезисторов для измерения температуры, а при более удаленном расстоянии определение температуры среды будет осуществляться не в области точки контроля уровня.The distance from 0.5 mm to 1.0 mm between the substrates of two sensitive elements located above and below the hole of the printed circuit board is optimal, since with a closer arrangement of the substrates, the temperature of the heated thermistor for level measurement will affect the temperature rise of two thermistors for measurement temperature, and at a more distant distance, the temperature of the medium will not be determined in the region of the level control point.

Кроме того, использование двух терморезисторов для измерения температуры повышает надежность соответствующего чувствительного элемента предлагаемого датчика.In addition, the use of two thermistors for measuring temperature increases the reliability of the corresponding sensitive element of the proposed sensor.

Для криогенных жидкостей важное значение имеет точное определение массового расхода жидкой среды. Применение предложенного датчика позволяет определить не только изменение уровня (объема) как при заправке, так и при расходовании (сливе) жидкости, но и рассчитать массовый расход, так как изменение плотности жидкости является функцией температуры. Точные значения температуры жидкости в точках измерения уровня (объема) позволяют определить плотность жидкости в контрольных точках и, соответственно, массу жидкости и изменение массы (расход).For cryogenic liquids, accurate determination of the mass flow rate of a liquid medium is important. The use of the proposed sensor makes it possible to determine not only a change in the level (volume) both during refueling and during the discharge (discharge) of the liquid, but also to calculate the mass flow rate, since the change in the density of the liquid is a function of temperature. The exact values of the liquid temperature at the points of measurement of the level (volume) make it possible to determine the density of the liquid at the control points and, accordingly, the mass of the liquid and the change in mass (flow rate).

Выявленные отличительные признаки в предложенной совокупности не встречались в ранее известных технических решениях, обеспечивают достижение поставленной цели и могут быть квалифицированы как существенные отличия.Identified distinctive features in the proposed combination were not found in previously known technical solutions, ensure the achievement of the goal and can be qualified as significant differences.

Изобретение поясняется чертежами и фотографическими материалами:The invention is illustrated by drawings and photographic materials:

Фиг.1 - печатная плата с установленными на ней чувствительными элементами в собранном виде;Figure 1 - printed circuit board with installed on it sensitive elements in assembled form;

Фиг.2 - чертеж стороны печатной платы с установленным чувствительным элементом для определения уровня жидкости;Figure 2 is a drawing of the side of the printed circuit board with the sensor installed to determine the liquid level;

Фиг.3 - чертеж противоположной стороны печатной платы с установленным чувствительным элементом для определения температуры жидкости;Figure 3 is a drawing of the opposite side of the printed circuit board with a sensor installed to determine the temperature of the liquid;

Фиг.4 - топологический чертеж чувствительного элемента для измерения уровня жидкости;Figure 4 is a topological drawing of a sensor for measuring liquid level;

Фиг.5 - топологический чертеж чувствительного элемента для измерения температуры жидкости;5 is a topological drawing of a sensing element for measuring liquid temperature;

Фиг.6 - датчик контроля дискретных уровней жидкости (в корпусе).6 is a sensor monitoring discrete fluid levels (in the housing).

Предлагаемый датчик контроля дискретных уровней жидкости содержит печатную плату 1 (фиг.1) с отверстием 2. Печатная плата 1 представляет собой узкую пластину, на одной стороне которой (фиг.1, фиг.2) над отверстием 2 установлен чувствительный элемент 3 (фиг.2, фиг.4), выполненный в виде тонкой теплоизоляционной подложки 4 шириной около 1 мм и толщиной 0,1 мм, на которой размещен пленочный резистор (терморезистор) 5 для контроля уровня жидкости. Терморезистор выполнен в «точечном» исполнении с размерами не более 0.3 мм×0.3 мм и толщиной не более 0,0015 мм. На противоположной стороне печатной платы 1 (фиг.1, фиг.3) под отверстием 2 симметрично чувствительному элементу для контроля уровня 3 на расстоянии от 0,5 до 1,0 мм от подложки 4 с терморезистором 5, используемым для контроля уровня, установлен чувствительный элемент 6 (фиг.3, фиг.5) для измерения температуры жидкости, выполненный в виде дополнительной тонкой теплоизоляционной подложки 7 шириной 2 мм и толщиной 0,05 мм, на которой размещены два пленочных резистора (терморезистора) 8 и 9 для измерения температуры жидкой среды в точках контроля уровня. Терморезисторы выполнены в «точечном» исполнении с общей площадью 1,5 мм×2 мм и толщиной не более 0,0015 мм. Контактные площадки 10 печатной платы 1 соединены при помощи пайки с контактными площадками 11 подложки 4 и с контактными площадками 12 подложки 7 и обеспечивают подключение чувствительных элементов 3 и 6 к измерительному устройству с помощью соединительных проводов 13 (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5). Для установки собранной платы в емкость с жидкостью и защиты подложек 4 и 7 с терморезисторами 5, 8 и 9 от механических воздействий печатная плата 1 с помощью винтового соединения через отверстие для крепления 14 жестко крепится одной короткой стороной к основанию корпус 15 датчика (фиг.6).The proposed sensor for monitoring discrete liquid levels contains a printed circuit board 1 (Fig. 1) with a hole 2. A printed circuit board 1 is a narrow plate, on one side of which (Fig. 1, Fig. 2) a sensing element 3 is installed above the hole 2 (Fig. 1). 2, Fig. 4), made in the form of a thin heat-insulating substrate 4 with a width of about 1 mm and a thickness of 0.1 mm, on which a film resistor (thermistor) 5 is placed to control the liquid level. The thermistor is made in the "point" version with dimensions of not more than 0.3 mm × 0.3 mm and a thickness of not more than 0.0015 mm. On the opposite side of the printed circuit board 1 (Fig. 1, Fig. 3) under the hole 2, a symmetrically sensitive element for level 3 control at a distance of 0.5 to 1.0 mm from the substrate 4 with a thermistor 5 used to control the level, a sensitive element 6 (figure 3, figure 5) for measuring the temperature of the liquid, made in the form of an additional thin heat-insulating substrate 7 with a width of 2 mm and a thickness of 0.05 mm, on which two film resistors (thermistors) 8 and 9 are placed to measure the temperature of the liquid environment at level control points. Thermistors are made in the "point" version with a total area of 1.5 mm × 2 mm and a thickness of not more than 0.0015 mm. The contact pads 10 of the printed circuit board 1 are connected by soldering to the contact pads 11 of the substrate 4 and to the contact pads 12 of the substrate 7 and provide the connection of the sensing elements 3 and 6 to the measuring device using the connecting wires 13 (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5). To install the assembled circuit board in a container with liquid and protect the substrates 4 and 7 with thermistors 5, 8 and 9 from mechanical influences, the printed circuit board 1 is screwed through the mounting hole 14 and is fastened with one short side to the base of the sensor housing 15 (Fig. 6 )

Датчик контроля дискретных уровней жидкости с функцией измерения температуры и контроля массового расхода жидкой среды работает следующим образом.A sensor for monitoring discrete liquid levels with the function of measuring temperature and controlling the mass flow rate of a liquid medium works as follows.

С управляемого источника постоянного напряжения по проводам 13 на контактные площадки 10 печатной платы 1 и контактные площадки 11 подложки 4 и далее на терморезистор 5, используемый для контроля уровня жидкости, подают питающее напряжение. Под действием электрического тока (ток нагрева около 20 мА) происходит саморазогрев терморезистора 5, его сопротивление увеличивается и устанавливается тепловой баланс, при котором температура и сопротивление терморезистора 5 постоянны и определяются теплоотдачей в среду, в которую помещен датчик. В результате нагрева температура терморезистора 5 выше температуры окружающей среды (газа) на 40-50 градусов. При погружении терморезистора 5 в жидкость или извлечении его из жидкости изменяется фазовое состояние среды, тепловой баланс нарушается, температура терморезистора 5 уменьшается или увеличивается за счет изменения теплопроводности среды, что приводит к изменению сопротивления терморезистора и изменению напряжения в диагонали балансного моста схемы измерения, то есть изменению напряжения, поступающего на измерительное устройство, обеспечивающее сравнение измеренного напряжения с пороговым напряжением. Если сигнал в диагонали балансного моста меньше порогового значения, то чувствительный элемент 3 находится в жидкости. При расходовании жидкости уровень понижается, терморезистор 5 переходит границу «жидкость-газ», сигнал в диагонали балансного моста увеличивается и становится больше порогового. Таким образом, контролируя величину сопротивления терморезистора 5, определяют момент перехода терморезистором 5 границы «жидкость-газ» или «газ-жидкость» и, соответственно, высоту уровня жидкости (объем жидкости).From a controlled source of constant voltage through wires 13 to the contact pads 10 of the printed circuit board 1 and the contact pads 11 of the substrate 4 and further to the thermistor 5 used to control the liquid level, a supply voltage is supplied. Under the influence of an electric current (heating current of about 20 mA), the thermistor 5 self-heats up, its resistance increases and a heat balance is established at which the temperature and resistance of the thermistor 5 are constant and are determined by the heat transfer to the medium in which the sensor is placed. As a result of heating, the temperature of the thermistor 5 is higher than the ambient temperature (gas) by 40-50 degrees. When the thermistor 5 is immersed in or removed from the liquid, the phase state of the medium changes, the heat balance is violated, the temperature of the thermistor 5 decreases or increases due to a change in the thermal conductivity of the medium, which leads to a change in the resistance of the thermistor and a change in voltage in the diagonal of the balanced bridge of the measurement circuit, i.e. a change in the voltage supplied to the measuring device, providing a comparison of the measured voltage with a threshold voltage. If the signal in the diagonal of the balanced bridge is less than the threshold value, then the sensing element 3 is in the liquid. When the liquid is consumed, the level decreases, the thermistor 5 crosses the liquid-gas boundary, the signal in the diagonal of the balanced bridge increases and becomes larger than the threshold. Thus, by controlling the resistance value of the thermistor 5, the moment of the transition of the liquid-gas or gas-liquid boundary by the thermistor 5 and, accordingly, the height of the liquid level (liquid volume) are determined.

Одновременно в области точки контроля уровня жидкости измеряют температуру поверхностного слоя жидкости, изменяющуюся в слоях среды под воздействием различных факторов. С управляемого источника постоянного напряжения по проводам 13 на контактные площадки 10, расположенные на противоположной стороне печатной платы 1, и контактные площадки 12 подложки 7 и далее на терморезисторы 8 и 9, используемые для измерения температуры жидкости, подают питающее напряжение, величина которого недостаточна для саморазогрева терморезисторов 8 и 9 (ток нагрева не более 1 мА), но обеспечивает режим измерения температуры жидкости. Температура терморезисторов 8 и 9 и окружающей среды одинакова. При изменении температуры жидкой среды изменяются сопротивления терморезисторов 8 и 9 и, соответственно, изменяются величины сигналов в диагоналях балансных мостов. По величине сопротивлений терморезисторов 8 и 9 чувствительного элемента 6, находящегося в жидкости, определяют температуру поверхностного слоя жидкости в двух точках, межу которыми расположен терморезистор 5, и вычисляют ее среднее значение для области точки контроля уровня.At the same time, in the region of the liquid level control point, the temperature of the surface liquid layer is measured, which varies in the layers of the medium under the influence of various factors. From a controlled source of constant voltage through wires 13 to the contact pads 10 located on the opposite side of the circuit board 1, and the contact pads 12 of the substrate 7 and further to the thermistors 8 and 9 used to measure the temperature of the liquid, a supply voltage is supplied whose magnitude is insufficient for self-heating thermistors 8 and 9 (heating current no more than 1 mA), but provides a mode for measuring the temperature of the liquid. The temperature of thermistors 8 and 9 and the environment are the same. When the temperature of the liquid medium changes, the resistances of the thermistors 8 and 9 change and, accordingly, the signal values in the diagonals of balanced bridges change. Using the resistance values of the thermistors 8 and 9 of the sensing element 6 located in the liquid, the temperature of the surface layer of the liquid is determined at two points between which the thermistor 5 is located, and its average value for the region of the level control point is calculated.

Величина начального сопротивления терморезисторов 8 и 9 при нормальной температуре окружающей среды (15-20ºС) составляет не менее 500 Ом и превышает сопротивление терморезистора 5 чувствительного элемента 3, используемого для контроля уровня, а также сопротивление терморезистора для измерения температуры по прототипу RU 2413184 С1, не менее чем в четыре раза, что дополнительно повышает точность измерения температуры жидкой среды.The value of the initial resistance of thermistors 8 and 9 at a normal ambient temperature (15-20ºС) is not less than 500 Ohms and exceeds the resistance of thermistor 5 of the sensing element 3 used for level control, as well as the resistance of the thermistor for measuring temperature according to the prototype RU 2413184 C1, not less than four times, which further increases the accuracy of measuring the temperature of the liquid medium.

Высокая точность определения температуры жидкости позволяет по полученным значениям температуры поверхностного слоя жидкости в контрольных точках измерения уровня более точно определить плотность жидкости в данных точках, которая является функцией температуры. Измеренные датчиком значения уровня (объема) жидкости и полученные значения плотности жидкости в контрольных точках дают возможность определить массу жидкости в точках контроля уровня и, соответственно, максимально точно вычислить изменение ее массы (расход) для разных уровней жидкости, что особенно важно для контроля уровня и массового расхода компонентов топлива при его заправке, расходовании и хранении.The high accuracy of determining the temperature of the liquid allows us to more accurately determine the density of the liquid at these points, which is a function of temperature, from the obtained values of the temperature of the surface layer of the liquid at the control points of level measurement. The values of the liquid level (volume) measured by the sensor and the obtained values of the liquid density at the control points make it possible to determine the mass of the liquid at the level control points and, accordingly, to calculate the maximum change in its mass (flow rate) for different liquid levels, which is especially important for level control mass flow of fuel components during refueling, consumption and storage.

Таким образом, предложенная конструкция устройства обеспечивает достижение поставленной цели, а именно:Thus, the proposed design of the device ensures the achievement of the goal, namely:

- повышение точности измерения температуры жидкой среды, в которой контролируется изменение уровня как при погружении датчика (заправке), так и при извлечении датчика из жидкости (расходовании, сливе);- improving the accuracy of measuring the temperature of the liquid medium, in which the level change is controlled both when the sensor is immersed (refueling), and when the sensor is removed from the liquid (consumption, discharge);

- расширение функциональных возможностей устройства, позволяющих производить точное определение массового расхода жидкой среды.- expanding the functionality of the device, allowing accurate determination of the mass flow rate of the liquid medium.

Совмещение функции датчика контроля дискретных уровней жидкости с функцией измерения температуры и контроля массового расхода жидкой среды в одних габаритных размерах исключает необходимость использования дополнительных датчиков для более точного измерения температуры и массового расхода жидкости при достижении указанной цели.The combination of the function of the sensor for monitoring discrete liquid levels with the function of measuring temperature and controlling the mass flow rate of the liquid medium in the same overall dimensions eliminates the need for additional sensors to more accurately measure the temperature and mass flow rate of the liquid to achieve this goal.

Claims (1)

Датчик контроля дискретных уровней жидкости, содержащий печатную плату с отверстием, на одной стороне которой над отверстием установлен чувствительный элемент, выполненный в виде теплоизоляционной подложки с размещенным на ней пленочным резистором (терморезистором) в «точечном» исполнении для контроля уровня жидкости, и пленочный резистор (терморезистор) в «точечном» исполнении для измерения температуры поверхностного слоя жидкости, отличающийся тем, что содержит дополнительный пленочный резистор (терморезистор) в «точечном» исполнении для измерения температуры поверхностного слоя жидкости, при этом чувствительный элемент для измерения температуры жидкости выполнен в виде дополнительной теплоизоляционной подложки шириной не более 2 мм, на которой размещены оба терморезистора для измерения температуры жидкости, и установлен на противоположной стороне печатной платы под отверстием симметрично чувствительному элементу для контроля уровня на расстоянии от 0,5 мм до 1,0 мм от подложки с терморезистором, используемым для контроля уровня. A discrete liquid level control sensor containing a printed circuit board with an opening, on one side of which a sensing element is installed above the opening, made in the form of a heat-insulating substrate with a film resistor (thermistor) placed on it in a “point” design for monitoring the liquid level, and a film resistor ( thermistor) in the "point" version for measuring the temperature of the surface layer of the liquid, characterized in that it contains an additional film resistor (thermistor) in the "point" version temperature measurement of the surface layer of the liquid, while the sensitive element for measuring the temperature of the liquid is made in the form of an additional heat-insulating substrate with a width of not more than 2 mm, on which both thermistors are located to measure the temperature of the liquid, and is installed on the opposite side of the printed circuit board under the hole to the symmetrically sensitive element for level control at a distance of 0.5 mm to 1.0 mm from the substrate with a thermistor used to control the level.
RU2012133815/28A 2012-08-07 2012-08-07 Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium RU2506543C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133815/28A RU2506543C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133815/28A RU2506543C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2506543C1 true RU2506543C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133815/28A RU2506543C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506543C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736630C1 (en) * 2020-02-10 2020-11-19 Открытое акционерное общество "Авангард" Thin-film platinum thermistor on glass substrate and method of manufacturing thereof
RU2791082C1 (en) * 2022-03-29 2023-03-02 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for producing thin-film platinum thermistors on a dielectric substrate and a thermistor device (options)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2098772C1 (en) * 1994-03-30 1997-12-10 Акционерное общество открытого типа "Краснодарский ЗИП" Thermosensitive element for thermoanemometric sensor of medium flow rate
RU2217703C2 (en) * 2001-12-26 2003-11-27 Ваганов Валерий Иванович Thermistor base signaling device for detecting liquid level
US7204142B2 (en) * 2003-10-02 2007-04-17 Denso Corporation Liquid level detecting apparatus
RU2319114C1 (en) * 2006-10-16 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method and device for measuring of liquid level
RU2413184C1 (en) * 2009-11-03 2011-02-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Control method of discrete liquid levels, which considers liquid temperature changes, and system (device) for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2098772C1 (en) * 1994-03-30 1997-12-10 Акционерное общество открытого типа "Краснодарский ЗИП" Thermosensitive element for thermoanemometric sensor of medium flow rate
RU2217703C2 (en) * 2001-12-26 2003-11-27 Ваганов Валерий Иванович Thermistor base signaling device for detecting liquid level
US7204142B2 (en) * 2003-10-02 2007-04-17 Denso Corporation Liquid level detecting apparatus
RU2319114C1 (en) * 2006-10-16 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method and device for measuring of liquid level
RU2413184C1 (en) * 2009-11-03 2011-02-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Control method of discrete liquid levels, which considers liquid temperature changes, and system (device) for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736630C1 (en) * 2020-02-10 2020-11-19 Открытое акционерное общество "Авангард" Thin-film platinum thermistor on glass substrate and method of manufacturing thereof
RU2791082C1 (en) * 2022-03-29 2023-03-02 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for producing thin-film platinum thermistors on a dielectric substrate and a thermistor device (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5730026A (en) Microprocessor-based liquid sensor and ice detector
US7574897B2 (en) Device for detecting leakage of liquid in tank
EP1884752B1 (en) Methods and systems for liquid volumetric measurement
CN111542760B (en) System and method for correcting current value of shunt resistor
US20060042375A1 (en) Fluid-level sensing and fluid detection
JP2003534527A (en) Device for measuring and monitoring the volume of liquid in a container
US9091583B2 (en) Fluid level sensor system and method
RU2506543C1 (en) Sensor to monitor discrete levels of liquid with function of measurement of temperature and to monitor mass flow of liquid medium
RU2319114C1 (en) Method and device for measuring of liquid level
WO2002014799A1 (en) Flow rate measuring method and flow-meter
RU2413184C1 (en) Control method of discrete liquid levels, which considers liquid temperature changes, and system (device) for its implementation
WO1996014572A1 (en) Real-time measuring method
AU736573B2 (en) Liquid level sensor
JP2004294208A (en) Water level - water temperature sensor
JP2003302271A (en) Flow measurement part package and flow measurement unit using the package
RU2434205C1 (en) Control method of discrete liquid levels and system (device) for its implementation
LT3493B (en) Mass flowmeter for measuring the velocity of a flowing fluid
RU2445611C1 (en) Method of determining phase of gas-liquid stream and apparatus for realising said method
JP2006153634A (en) Device for sensing leakage of liquid in tank
RU2342640C1 (en) Liquid level control detector
JP7149347B2 (en) Pressure-sensitive thermal flow meter
CN112763539B (en) Detection device and detection method for liquid in metal container
RU2456551C1 (en) Sensor for monitoring liquid level
CN215524882U (en) NTC thermistor calibration system
RU2706457C1 (en) Dynamic liquid density sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170808

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180723