RU2784785C2

RU2784785C2 - Fuel tank of a vehicle containing several capacitive interface level sensors

Info

Publication number: RU2784785C2
Application number: RU2020144190A
Authority: RU
Inventors: Борис Валерьевич Паньков; Александр Борисович Максименко; Юрий Анатольевич Дьяконов; Александр Григорьевич Крестинов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Омникомм Онлайн"
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-11-29

Abstract

FIELD: measuring technology.

SUBSTANCE: invention is intended for measuring the levels of interfaces between media in various industries. The fuel tank of the vehicle contains several capacitive level sensors of the media interface. The sensor contains a sensitive element, which is a housing for electrodes, which is a metal profile formed by connecting several tubes to each other, containing a stiffening element connecting the adjoining tubes of the profile. Each profile tube contains, on its side adjacent to the measured medium, a slot aligned along the axis with the ventilation hole on the side surface of the collar part. The electrode housing contains electrodes in each of the profile tubes, which are metal tubes with the same linear capacity, but differing in length, the main electrode being made along the length equal to the length of the electrode housing, and each compensation electrode is made along the length less than length of the main electrode. The sensitive element of the sensor is made with the possibility of connection with the base of the capacitive sensor.

EFFECT: technical result is an increase in the reliability and manufacturability of the design, and, as a result, an increase in the accuracy of measurements of the level of the interface between media.

6 cl, 32 dwg

Description

[0001] ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ[0001] TECHNICAL FIELD

[0002] Предложенное техническое решение относится к измерительной технике, предназначено для измерения уровней границ раздела сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности.[0002] The proposed technical solution relates to measuring technology, is designed to measure the levels of interfaces between media and can be used in various industries.

[0003] УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ[0003] BACKGROUND OF THE INVENTION

[0004] Известен емкостной датчик уровня жидкостей, описанный в патенте US3901079, опубликованном 26.08.1975 на 12 листах (Д1). Известный из Д1 емкостной датчик уровня жидкостей содержит корпус для размещения электронного вычислительного оборудования датчика, соединенный с корпусами для размещения электродных зондов датчика.[0004] A capacitive liquid level sensor is known, described in US3901079, published on 08/26/1975 on 12 sheets (D1). The capacitive liquid level sensor known from E1 comprises a housing for accommodating the electronic computing equipment of the sensor connected to the housings for accommodating electrode probes of the sensor.

[0005] Недостатком известного из Д1 датчика является его низкая эксплуатационная надежность и высокая погрешность измерений, вызванные, главным образом, недостаточно эффективным и надежным конструктивным исполнением корпуса для размещения электродных зондов датчика.[0005] The disadvantage of the sensor known from D1 is its low operational reliability and high measurement error, mainly caused by insufficiently efficient and reliable design of the housing for accommodating the electrode probes of the sensor.

[0006] РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ[0006] SUMMARY

[0007] Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является создание емкостного датчика уровня границы раздела сред, обладающего высокой эксплуатационной надежностью и высокой точностью измерений, способного измерять уровни границ раздела жидких сред с разной диэлектрической проницаемостью без необходимости осуществления дополнительной калибровки емкостного датчика.[0007] The technical problem solved by the claimed invention is the creation of a capacitive interface level sensor with high operational reliability and high measurement accuracy, capable of measuring the levels of interfaces in liquid media with different dielectric constants without the need for additional calibration of the capacitive sensor.

[0008] Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатков прототипа, повышение надежности и технологичности конструкции, и, как следствие, повышение точности измерений уровня границы раздела сред, а также обеспечение возможности измерять уровни границ раздела жидких сред с разной диэлектрической проницаемостью без необходимости осуществления дополнительной калибровки емкостного датчика.[0008] The technical result achieved by using the claimed invention is to eliminate the shortcomings of the prototype, increase the reliability and manufacturability of the design, and, as a result, increase the accuracy of measurements of the level of the interface between media, as well as providing the ability to measure the levels of the interfaces of liquid media with different dielectric constants without the need for additional calibration of the capacitive sensor.

[0009] Технический результат достигается за счет того, что обеспечивается топливный бак транспортного средства, содержащий несколько емкостных датчиков уровня границы раздела сред; причем каждый упомянутый датчик содержит чувствительный элемент, представляющий собой корпус для электродов, представляющий собой металлический профиль, образованный соединением, нескольких трубок между собой, содержащий элемент жесткости, соединяющий граничащие упомянутые трубки профиля; при этом каждая трубка профиля содержит на своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь, совмещенную по оси с упомянутым соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности упомянутой воротниковой части; при этом корпус для электродов содержит жестко зафиксированные в каждой из трубок профиля электроды, представляющие собой металлические трубки, обладающие одинаковой погонной емкостью, но различающиеся по длине, причем основной электрод выполнен по длине, преимущественно равной длине корпуса для электродов, а каждый компенсационный электрод выполнен по длине, меньшей, чем длина основного электрода; причем чувствительный элемент датчика выполнен с возможностью соединения с основанием емкостного датчика уровня границы раздела сред через отверстия для крепежных элементов корпуса датчика; причем основной электрод и каждый компенсационный электрод выполнены с возможностью соединения с электронным вычислительным блоком датчика посредством металлических стержней, соединяемых с закладными втулками, соединяемыми с отверстиями для закладных втулок корпуса датчика.[0009] The technical result is achieved due to the fact that the fuel tank of the vehicle is provided, containing several capacitive level sensors of the interface between the media; moreover, each said sensor contains a sensitive element, which is a housing for electrodes, which is a metal profile formed by connecting several tubes to each other, containing a stiffener connecting the adjoining mentioned tubes of the profile; wherein each profile tube contains on its side adjacent to the medium to be measured, a slot axially aligned with said corresponding ventilation hole on the side surface of said collar part; wherein the electrode housing contains electrodes rigidly fixed in each of the profile tubes, which are metal tubes having the same linear capacity, but differing in length, and the main electrode is made along the length, mainly equal to the length of the electrode housing, and each compensation electrode is made along a length less than the length of the main electrode; moreover, the sensitive element of the sensor is configured to be connected to the base of the capacitive level sensor of the interface through the holes for the fasteners of the sensor housing; moreover, the main electrode and each compensation electrode are configured to be connected to the electronic computing unit of the sensor by means of metal rods connected to embedded bushings connected to holes for embedded bushings of the sensor housing.

[0010] КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ[0010] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0011] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения описываются далее подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые включены в данный документ посредством ссылки, и на которых:[0011] Exemplary embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings, which are incorporated herein by reference, and in which:

[0012] На фиг. 1 представлен примерный общий вид предпочтительного варианта исполнения заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0012] FIG. 1 shows an approximate general view of the preferred embodiment of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0013] На фиг. 2 представлен примерный общий вид компонентного состава для предпочтительного варианта исполнения заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0013] FIG. 2 shows an approximate general view of the component composition for the preferred embodiment of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0014] На фиг. 3 представлен примерный вид сечения корпуса для электродов для предпочтительного варианта исполнения заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0014] FIG. 3 shows an exemplary sectional view of the housing for electrodes for the preferred version of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0015] На фиг. 4 представлен примерный общий вид первого альтернативного варианта исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0015] FIG. 4 is an exemplary general view of a first alternative embodiment of a capacitive interface level sensor.

[0016] На фиг. 5 представлен примерный вид сечения корпуса для электродов для примерного первого альтернативного варианта исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0016] FIG. 5 is an exemplary sectional view of an electrode housing for an exemplary first alternative embodiment of a capacitive interface level sensor.

[0017] На фиг. 6 представлен примерный общий вид второго альтернативного варианта исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0017] FIG. 6 shows an exemplary general view of a second alternative embodiment of a capacitive interface level sensor.

[0018] На фиг. 7 представлен примерный вид сечения корпуса для электродов для примерного второго альтернативного варианта исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0018] FIG. 7 is an exemplary sectional view of an electrode housing for an exemplary second alternative embodiment of a capacitive interface level sensor.

[0019] На фиг. 8-11 представлен примерный вид сечения корпуса для электродов для примерных других альтернативных вариантов исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0019] FIG. 8-11 is an exemplary sectional view of the electrode housing for exemplary other alternative embodiments of a capacitive interface level sensor.

[0020] На фиг. 12-21 схематично представлены примерные иные варианты исполнения сечения корпуса для электродов для примерных других альтернативных вариантов исполнения емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0020] FIG. 12-21 are schematic representations of exemplary other embodiments of the cross section of the electrode housing for exemplary other alternative embodiments of a capacitive interface level sensor.

[0021] На фиг. 22 представлен примерный способ использования соединительной муфты для корпуса для электродов емкостного датчика.[0021] In FIG. 22 shows an exemplary method of using a capacitive sensor electrode housing coupler.

[0022] На фиг. 23-24 представлена примерная принципиальная электрическая схема заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0022] FIG. 23-24 shows an exemplary circuit diagram of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0023] На фиг. 25 представлена примерная общая схема системы мониторинга расхода жидкости.[0023] FIG. 25 is an exemplary overall diagram of a fluid flow monitoring system.

[0024] На фиг. 26 представлено примерное наиболее типичное размещение заявленного емкостного датчика в емкости с измеряемой средой.[0024] FIG. 26 shows an exemplary most typical placement of the claimed capacitive sensor in a container with a measured medium.

[0025] На фиг. 27 представлено примерное наиболее типичное размещение нескольких заявленных емкостных датчиков в емкости с измеряемой средой.[0025] FIG. 27 shows an exemplary most typical placement of several claimed capacitive sensors in a container with a measured medium.

[0026] На фиг. 28 представлено наиболее типичное размещение нескольких заявленных емкостных датчиков в емкости с измеряемой средой, обладающей неравномерное геометрией.[0026] FIG. 28 shows the most typical placement of several claimed capacitive sensors in a container with a medium to be measured, which has an uneven geometry.

[0027] На фиг. 29 представлено примерное наиболее типичное размещение заявленного емкостного датчика в вертикальной емкости с измеряемой средой.[0027] In FIG. 29 shows an exemplary most typical placement of the claimed capacitive sensor in a vertical container with a measured medium.

[0028] На фиг. 30 представлена примерная схема осуществления способа сборки компонентов заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0028] In FIG. 30 shows an exemplary diagram of the implementation of the method for assembling the components of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0029] На фиг. 31 представлена примерная схема осуществления способа предварительной калибровки заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0029] FIG. 31 shows an exemplary scheme for the implementation of the method for pre-calibration of the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0030] На фиг. 32 представлена примерная схема осуществления способа измерения уровня границы раздела сред при использовании заявленного емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред.[0030] FIG. 32 shows an exemplary diagram of the implementation of the method for measuring the level of the interface between media using the claimed capacitive sensor for measuring the level of the interface between media.

[0031] ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ[0031] CARRYING OUT THE INVENTION

[0032] Далее приводятся варианты осуществления настоящего изобретения, раскрывающие примеры его реализации в частных исполнениях. Тем не менее, само описание не предназначено для ограничения объема прав, предоставляемых данным патентом. Скорее, следует исходить из того, что заявленное изобретение также может быть осуществлено другими способами таким образом, что будет включать в себя отличающиеся элементы и условия или комбинации элементов и условий, аналогичных элементам и условиям, описанным в данном документе, в сочетании с другими существующими и будущими технологиями.[0032] The following are embodiments of the present invention, revealing examples of its implementation in private executions. However, the description itself is not intended to limit the scope of the rights granted by this patent. Rather, it is to be understood that the claimed invention may also be practiced in other ways in a manner that would include differing elements and conditions, or combinations of elements and conditions similar to those described herein, in combination with other existing and future technologies.

[0033] На фиг. 1 в качестве примера, но не ограничения, представлен примерный предпочтительный вариант исполнения заявленного емкостного датчика уровня границы раздела сред 100 (датчика 100). Как видно из фиг. 1, заявленный датчик 100 в целом состоит из основания 1010 и корпуса 1020 для электродов датчика 100, который при размещении в нем электродов является чувствительным элементом датчика 100.[0033] FIG. 1, by way of example, and not limitation, shows an exemplary preferred embodiment of the claimed capacitive interface level sensor 100 (sensor 100). As can be seen from FIG. 1, the claimed sensor 100 generally consists of a base 1010 and a housing 1020 for the electrodes of the sensor 100, which, when the electrodes are placed therein, is the sensing element of the sensor 100.

[0034] На фиг. 2 в качестве примера, но не ограничения, представлен примерный общий вид компонентного состава для одного из предпочтительных вариантов исполнения заявленного датчика 100. Как видно из фиг. 2, компонентный состав датчика 100 может определяться наличием следующих компонентов: основания 1010; корпуса 1020 для электродов 1031, 1032, необязательно с, по меньшей мере, одним элементом жесткости 1021 и необязательно с, по меньшей мере, одной соединительной муфтой 1028 (фиг. 22); электродов 1031, 1032, необязательно с распорными кольцами 1033; закладных втулок 1040, необязательно с уплотнительными кольцами 1041; металлических соединительных стержней 1050; электронного вычислительного блока 1060.[0034] FIG. 2, by way of example, and not limitation, is an exemplary general view of the component composition for one of the preferred embodiments of the claimed sensor 100. As can be seen from FIG. 2, the component composition of sensor 100 may be determined by the presence of the following components: base 1010; housings 1020 for electrodes 1031, 1032, optionally with at least one stiffener 1021 and optionally with at least one coupler 1028 (FIG. 22); electrodes 1031, 1032, optionally with spacer rings 1033; embedded bushings 1040, optionally with sealing rings 1041; metal connecting rods 1050; electronic computing unit 1060.

[0035] Основание 1010 предназначено для размещения в нем электронного вычислительного блока 1060, который будет описан далее подробно, и соединения электродов 1031, 1032 датчика с входом электронного вычислительного блока 1060. Основание 1010 наиболее типично выполнено в форме воротникового фланца, первая часть которого, например, не ограничиваясь, плоская часть 1011, может быть выполнена любой формы, например, не ограничиваясь в форме круга, эллипса или в форме многоугольника, а вторая часть которого, например, не ограничиваясь, воротниковая часть 1012, предпочтительно, но не ограничиваясь, выполняется в форме крепежной втулки, форма отверстия которой также может быть любой, например, не ограничиваясь, в форме круга, эллипса или в форме многоугольника. Как станет очевидно далее специалисту в данной области техники, форма крепежной втулки и, соответственно, отверстия воротниковой части 1012, главным образом, определяются формой сечения корпуса 1020 для электродов 1031, 1032 датчика и выбираются такими, чтобы обеспечить надежную фиксацию корпуса 1020 для электродов 1031, 1032 в воротниковой части 1012. Помимо этого, отличием от обычного воротникового фланца является то, что основание 1010 не содержит сквозного отверстия по центру воротниковой части 1012, а содержит несколько сквозных содержащих резьбу отверстий (на чертежах не показано) количество которых соответствует количеству электродов 1031, 1032 датчика. Упомянутые содержащие резьбу отверстия выполняются таким образом, чтобы обеспечить такое размещение корпуса 1020 для электродов 1031, 1032, чтобы монтажные отверстия трубок 1022, 1023 корпуса 1020 для электродов 1031, 1032 были размещены соосно с соответствующими упомянутыми содержащими резьбу отверстиями. Для крепления корпуса 1020 для электродов 1031, 1032 к воротниковой части 1012 в ней по бокам выполнены отверстия 10121 для крепежных элементов, которыми могут быть, не ограничиваясь, вытяжные заклепки. Кроме того, в воротниковой части 1012 предпочтительно, хотя и необязательно, также с противоположных сторон выполнены предпочтительно ассиметрично по близости к плоской части 1011 вентиляционные отверстия 10122, предназначенные для поступления газа (смеси газов) внутрь корпуса 1020 для электродов 1031, 1032 и обеспечения равного уровня измеряемой среды в сообщающихся сосудах, один из которых является упомянутым корпусом 1020, а другой - емкостью для измеряемой среды. Помимо этого, со стороны, обратной стороне, на которой размещена воротниковая часть 1012, плоская часть 1011 содержит нишу 1013 для размещения электронного вычислительного блока 1060. Как станет очевидно далее специалисту в данной области техники, форма ниши 1013 также может быть любой, например, не ограничиваясь, круглой, в форме эллипса или многоугольной, и определяется главным образом формой печатной платы электронного вычислительного блока 1060. Тем не менее, форма ниши 1013 должна быть выбрана такой, чтобы была обеспечена возможность надежной герметизации ниши компаундом после установки электронного вычислительного блока 1060 с последующей установкой крышки 1014 для ниши 1013. Помимо этого, форма ниши 1013 должна быть выбрана такой, чтобы обеспечить возможность вывода содержащего разъем выходного кабеля 1063 электронного вычислительного блока 1060 через отверстие 1015 в нише 1013. Помимо этого, в дальнейшем ниша 1013 с установленным в ней вычислительным блоком 1060, накрытым крышкой 1014 для ниши 1013, может быть накрыта крышкой 1070, выполняемой, предпочтительно из сополимерных материалов, таких как полиацеталь, полиамид, поликарбонат и тому подобных материалов в форме, позволяющей обеспечить достаточное накрытие ниши 1013.[0035] The base 1010 is designed to accommodate an electronic computing unit 1060, which will be described in detail below, and connect the sensor electrodes 1031, 1032 to the input of the electronic computing unit 1060. The base 1010 is most typically in the form of a collar flange, the first part of which, for example , but not limited to, the flat part 1011 can be made in any shape, for example, not limited to the shape of a circle, ellipse or polygon, and the second part of which, for example, but not limited to, the collar part 1012, preferably, but not limited to, is made in the form of a mounting sleeve, the shape of the opening of which can also be any, for example, without limitation, in the form of a circle, ellipse or polygon. As will become apparent to those skilled in the art, the shape of the mounting sleeve and, accordingly, the openings of the collar portion 1012 are primarily determined by the cross-sectional shape of the housing 1020 for the sensor electrodes 1031, 1032 and are chosen to ensure that the housing 1020 for the electrodes 1031 is securely fixed, 1032 in the collar part 1012. In addition, the difference from the conventional collar flange is that the base 1010 does not contain a through hole in the center of the collar part 1012, but contains several threaded through holes (not shown in the drawings), the number of which corresponds to the number of electrodes 1031, 1032 sensors. Said threaded holes are provided in such a way as to arrange the electrode housing 1020 1031, 1032 such that the mounting holes of the tubes 1022, 1023 of the electrode housing 1020 1031, 1032 are aligned with the corresponding said threaded holes. To fasten the housing 1020 for the electrodes 1031, 1032 to the collar part 1012, holes 10121 are made on the sides of it for fasteners, which may be, but are not limited to, blind rivets. In addition, in the collar part 1012, preferably, although not necessarily, also on opposite sides, preferably asymmetrically, in proximity to the flat part 1011, ventilation holes 10122 are designed to allow gas (mixture of gases) to enter the housing 1020 for the electrodes 1031, 1032 and ensure an equal level measured medium in communicating vessels, one of which is the said body 1020, and the other is a container for the measured medium. In addition, from the reverse side on which the collar part 1012 is placed, the flat part 1011 contains a recess 1013 for receiving an electronic computing unit 1060. As will become apparent to a person skilled in the art, the shape of the niche 1013 can also be limited to round, elliptical, or polygonal, and is determined primarily by the shape of the electronic computing unit 1060 circuit board. installation of a cover 1014 for the recess 1013. In addition, the shape of the recess 1013 must be chosen such that the electronic computing unit 1060 containing the connector output cable 1063 can be output through the opening 1015 in the recess 1013. block 1060 covered with a lid oh 1014 for niche 1013 can be covered with a cover 1070, preferably made of copolymer materials such as polyacetal, polyamide, polycarbonate, and the like, in a form that allows sufficient coverage of niche 1013.

[0036] Предпочтительно, чтобы основание 1010 было выполнено из металла. Тем не менее, при обеспечении достаточной жесткости конструкции, основание 1010 также может быть выполнено из сополимера или из его комбинаций, в том числе, с металлом. Предпочтительно, чтобы основание 1010 изготавливалось литьем под давлением или фрезерованием.[0036] Preferably, the base 1010 is made of metal. However, while providing sufficient structural rigidity, the base 1010 can also be made of a copolymer or combinations thereof, including with metal. Preferably, the base 1010 is made by injection molding or milling.

[0037] Корпус 1020 для электродов 1031, 1032 (корпус 1020) представляет собой, металлический профиль, образованный соединением, по меньшей мере, двух трубок одинаковой или неодинаковой (например, когда используется без соединительной муфты и компенсационный электрод 1032 короче основного электрода 1031) длины между собой, по меньшей мере, частично по длине профиля. Необязательно корпус 1020 может содержать одно или несколько ребер жесткости 1021, выполняемых, предпочтительно, хотя и не обязательно, по всей длине корпуса 1020 и соприкасающихся с каждой из трубок, или, по меньшей мере, с двумя соседствующими трубками. Упомянутые трубки имеют монтажные отверстия 1022, 1023 и входные отверстия 1024, 1025 (на фиг. 2 не показаны). Как видно из фиг. 2, предпочтительно, чтобы в месте соединения упомянутого корпуса 1020 с упомянутой воротниковой частью 1012 упомянутого основания 1010 были выполнены соответствующие вентиляционные отверстия 10201, размещаемые соосно соответствующим вентиляционным отверстиям 10122 в воротниковой части 1012, за счет чего обеспечивается поступление воздуха внутрь упомянутого корпуса 1020. Помимо этого, каждая трубка может иметь, по меньшей мере, одну прорезь 1026 (например, фиг. 3), выполненную, по меньшей мере, частично по длине трубки на, по меньшей мере, одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой. Предпочтительно, чтобы прорезь 1026 была выполнена по всей длине каждой трубки. Предпочтительно, чтобы ширина прорези не превышала 15 мм. Хотя также и предпочтительно, чтобы прорези 1026 на каждой из трубок выполнялись симметрично или под равными углами по отношению друг к другу, тем не менее, прорези 1026 могут быть выполнены и иным образом, например, не ограничиваясь, под неравными углами по отношению друг к другу. Вместе с тем, основным назначением прорезей 1026 является обеспечение доступа измеряемой среды в корпус 1020 со стороны каждой трубки, содержащей электрод 1031 или 1032. Исходя из этого, выполнение прорезей 1026 должно осуществляться таким образом, чтобы в месте соединения упомянутого корпуса 1020 с упомянутой воротниковой частью 1012 упомянутого основания 1010 упомянутые прорези 1026 были размещены соосно вентиляционным отверстиям 10122, за счет чего будет обеспечено поступление газа (смеси газов) внутрь упомянутого корпуса 1020. В основании корпуса 1020 выполнены отверстия 1027, соосные отверстиям 10121 в воротниковой части 1012 основания 1010, через которые осуществляется скрепление корпуса 1020 и основания 1010. Таким образом, за счет выполнения прорези 1026, в отличие от прототипа и подобных ему устройств, может быть дополнительно обеспечена безинерционность измерений, и исключено закупоривание трубки из-за парафинизации измеряемой среды, что, как следствие приведет к еще большему повышению надежности и технологичности конструкции и, также, как следствие, к повышению точности измерения уровня границы раздела сред.[0037] Housing 1020 for electrodes 1031, 1032 (housing 1020) is a metal profile formed by connecting at least two tubes of the same or unequal (for example, when used without a coupling and the compensation electrode 1032 is shorter than the main electrode 1031) length with each other, at least partially along the length of the profile. Optionally, the body 1020 may include one or more stiffeners 1021, preferably, although not necessarily, along the entire length of the body 1020 and in contact with each of the tubes, or at least two adjacent tubes. Said tubes have mounting holes 1022, 1023 and inlets 1024, 1025 (not shown in FIG. 2). As can be seen from FIG. 2, it is preferable that at the junction of said body 1020 with said collar portion 1012 of said base 1010, respective vents 10201 are provided coaxially with respective vents 10122 in collar portion 1012, thereby allowing air to flow into said body 1020. In addition, , each tube may have at least one slot 1026 (for example, Fig. 3), made at least partially along the length of the tube on at least one of its sides adjacent to the measured medium. Preferably, slot 1026 is provided along the entire length of each tube. Preferably, the width of the slot should not exceed 15 mm. Although it is also preferred that the slits 1026 on each of the tubes are symmetrical or at equal angles with respect to each other, the slits 1026 may otherwise be provided, such as, but not limited to, at unequal angles with respect to each other. . At the same time, the main purpose of the slots 1026 is to provide access of the medium to be measured into the housing 1020 from the side of each tube containing the electrode 1031 or 1032. Based on this, the slots 1026 should be made in such a way that at the junction of the said housing 1020 with the said collar part 1012 said base 1010 said slots 1026 were placed coaxially with the ventilation holes 10122, which will ensure the flow of gas (mixture of gases) inside the mentioned housing 1020. the body 1020 and the base 1010 are fastened. Thus, due to the implementation of the slot 1026, in contrast to the prototype and similar devices, the inertia of measurements can be additionally ensured, and clogging of the tube due to waxing of the measured medium is excluded, which, as a result, will lead to even more increasing the reliability and manufacturability of the design and, as a result, to increasing the accuracy of measuring the level of the interface between media.

[0038] На фиг. 3-21 в качестве примера, но не ограничения, продемонстрированы примерные возможные варианты исполнения сечения трубок, образующих корпус 1020. При этом предпочтительно, хотя и не обязательно, чтобы в зависимости от формы сечения изменялась также и форма электродов 1031, 1032, таким образом, чтобы соответствовать форме сечения трубок, образующих корпус 1020 - благодаря этому может быть обеспечена большая площадь конденсатора, что позволит получить более точные измерения. При этом, хотя представленные на фиг. 3-21 примерные возможные варианты исполнения сечения трубок, образующих упомянутый корпус 1020, содержат прорези 1026, предпочтительно, чтобы они содержали соответствующие вентиляционные отверстия 10201, а доступ измеряемой среды внутрь упомянутых трубок осуществлялся за счет входных отверстий 1024, 1025. Таким образом, упомянутые вентиляционные отверстия 10201 и прорези 1026 являются эквивалентными по своему первичному назначению. С учетом того, что такая форма сечения может быть любой, в частности, не ограничиваясь, в форме окружности, эллипса или многоугольника или их комбинаций, а электродов 1031,1032 может быть более, чем два, специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что основным принципом при конструировании корпуса 1020 служит то, что корпус 1020 в целом должен обладать достаточной жесткостью на изгиб, обеспечивать надежную жесткую фиксацию электродов 1031, 1032 внутри трубок, обеспечивать возможность изготовления прорези 1026. Эти требования наиболее актуальны в случае большой длины корпуса 1020, так как при большой длине корпуса 1020 в процессе эксплуатации может произойти изгиб по его длине, что приведет к нарушению геометрии чувствительного элемента датчика, образуемого внешней границей корпуса 1020 и электродами 1031, 1032, помещенными в его трубки. Такое изменение геометрии приводит к существенному снижению точности в измерениях и снижает эксплуатационную надежность датчика в целом. Для обеспечения достаточной жесткости на изгиб корпус 1020 необязательно может быть дополнен, по меньшей мере, одним элементом жесткости 1021. Такой элемент жесткости 1021, как было сказано ранее, выполняется по всей длине корпуса 1020 в месте соприкосновения, по меньшей мере, двух трубок. Такой элемент жесткости обеспечивает дополнительную жесткость на изгиб и предотвращает нежелательные изменения геометрии чувствительного элемента датчика. В некоторых случаях, например, как показано на фиг. 5, 10, 11, 12, 21, сечение корпуса 1020 выполнено таким, что уже обеспечивает достаточную жесткость и выполнение элемента жесткости 1021 не требуется. Форма сечения такого элемента жесткости 1021 при этом также выбирается такой, чтобы обеспечивалась достаточная жесткость на изгиб корпуса 1020 в целом. В качестве примера формы сечений такого элемента жесткости 1021, отличные от окружности, приведены на фиг. 8, 14, 16, 17, 19, 20.[0038] FIG. 3-21, by way of example, and not limitation, exemplary possible cross-sections of the tubes forming the housing 1020 are shown. It is preferable, although not necessary, that, depending on the cross-sectional shape, the shape of the electrodes 1031, 1032 also change, thus, to match the cross-sectional shape of the tubes forming the housing 1020 - due to this, a large area of the capacitor can be provided, which will allow more accurate measurements. At the same time, although shown in Fig. 3-21 exemplary possible cross-sectional options for the tubes forming said housing 1020 contain slots 1026, preferably they contain corresponding ventilation holes 10201, and the access of the measured medium inside said tubes is carried out due to inlets 1024, 1025. Thus, the mentioned ventilation holes holes 10201 and slots 1026 are equivalent in their primary purpose. Considering that such a cross-sectional shape can be any, in particular, without being limited, in the form of a circle, ellipse or polygon, or combinations thereof, and there can be more than two electrodes 1031,1032, it should be obvious to a person skilled in the art, that the main principle in the design of the housing 1020 is that the housing 1020 as a whole must have sufficient bending rigidity, provide reliable rigid fixation of the electrodes 1031, 1032 inside the tubes, and ensure the possibility of making a slot 1026. These requirements are most relevant in the case of a large length of the housing 1020, since with a large length of the body 1020 during operation, bending along its length may occur, which will lead to a violation of the geometry of the sensitive element of the sensor formed by the outer boundary of the body 1020 and the electrodes 1031, 1032 placed in its tubes. Such a change in geometry leads to a significant decrease in measurement accuracy and reduces the operational reliability of the sensor as a whole. To provide sufficient bending stiffness, the body 1020 may optionally be supplemented with at least one stiffener 1021. Such a stiffener 1021, as mentioned earlier, runs along the entire length of the body 1020 at the point of contact of at least two tubes. Such a stiffening element provides additional bending rigidity and prevents undesirable changes in the geometry of the sensor's sensing element. In some cases, for example, as shown in FIG. 5, 10, 11, 12, 21, the section of the body 1020 is such that it already provides sufficient rigidity and no stiffening element 1021 is required. The cross-sectional shape of such a stiffener 1021 is also selected such that sufficient bending rigidity of the body 1020 as a whole is provided. As an example, the non-circular cross-sectional shapes of such a stiffener 1021 are shown in FIG. 8, 14, 16, 17, 19, 20.

[0039] Чувствительный элемент датчика 100 образован путем размещения в корпусе 1020 электродов 1031 и 1032, которые таким образом образуют несколько емкостных измерительных каналов, один из которых является основным, а остальные - компенсационными. Электроды 1031 и 1032 обладают идентичными параметрами, в частности, обладают идентичной погонной емкостью, но, тем не менее, различаются по длине. Электрод 1031 является основным и выполнен преимущественно на всю длину корпуса 1020, а электрод 1032 или электроды 1032 являются компенсационными и выполнены на длину меньшую, в частности, но не ограничиваясь, много меньшую, чем длина электрода 1031. Электроды 1031, 1032 предпочтительно жестко фиксируются внутри соответствующих трубок корпуса 1020. В некоторых случаях фиксация электродов 1031, 1032 может осуществляться посредством нанизывания на них распорных колец 1033, обладающих выступами по краям, позволяющими, по меньшей мере, частично создать упор к стенкам трубки, и, по меньшей мере, частично обеспечить фиксацию кольца за счет выступа в прорези 1026. Упомянутые распорные кольца 1033 предпочтительно размещаются таким образом, чтобы обеспечить наилучшую центровку электрода 1031, 1032 в соответствующей трубке корпуса 1020. При этом специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в зависимости от длины электрода 1031,1032 для обеспечения его жесткой фиксации в трубке корпуса 1020 может быть достаточно как одного распорного кольца 1033 (если длина электрода мала, как в случае с электродами 1032), так и нескольких распорных колец 1033 (если длина электрода велика, как в случае с электродом 1031). При этом следует исходить из того, что количество распорных колец 1031 должно быть таким, чтобы влияние на точность измерений была минимальной, но обеспечивалась достаточно жесткая фиксация электродов 1031, 1032 в трубках корпуса 1020 для сохранения стабильности геометрии чувствительного элемента датчика 100.[0039] The sensing element of the sensor 100 is formed by placing electrodes 1031 and 1032 in the housing 1020, which thus form several capacitive measuring channels, one of which is the main one, and the rest are compensation. The electrodes 1031 and 1032 have identical parameters, in particular, they have the same linear capacity, but, nevertheless, differ in length. The electrode 1031 is the main one and is made mainly for the entire length of the body 1020, and the electrode 1032 or electrodes 1032 are compensation and are made for a length less, in particular, but not limited to, much less than the length of the electrode 1031. The electrodes 1031, 1032 are preferably rigidly fixed inside corresponding tubes of the body 1020. In some cases, the fixation of the electrodes 1031, 1032 can be carried out by stringing spacer rings 1033 on them, having protrusions along the edges, allowing at least partially to create a stop against the walls of the tube, and at least partially to provide fixation rings due to the protrusion in the slot 1026. Said spacer rings 1033 are preferably placed in such a way as to provide the best centering of the electrode 1031, 1032 in the corresponding tube of the body 1020. In this case, it should be obvious to a person skilled in the art that, depending on the length of the electrode 1031, 1032 to ensure its rigid fixation in the tube body 1020 may be sufficient as one spacer ring 1033 (if the length of the electrode is short, as in the case of electrodes 1032), and several spacer rings 1033 (if the length of the electrode is large, as in the case of electrode 1031). In this case, it should be assumed that the number of spacer rings 1031 should be such that the impact on the measurement accuracy is minimal, but rather rigid fixation of the electrodes 1031, 1032 in the tubes of the housing 1020 is ensured to maintain the stability of the geometry of the sensitive element of the sensor 100.

[0040] Упомянутые электроды 1031, 1032 представляют собой выполненные из металла трубки. В случае если датчик 100 используется для измерения уровня раздела границы сред, одной из которых является диэлектрическая жидкость, например, не ограничиваясь, керосин, бензин, другие виды топлива, электроды 1031, 1032 не требуют дополнительных улучшений. Вместе с тем, в случае если датчик 100 используется для измерения уровня раздела границы сред, одной из которых является жидкость, обладающая электропроводностью, например, не ограничиваясь, вода, электроды 1031, 1032 дополнительно по всей своей длине снабжаются изолирующей оболочкой, такой, как, например, не ограничиваясь, фторопластовая оболочка.[0040] Said electrodes 1031, 1032 are tubes made of metal. If the sensor 100 is used to measure the interface level of media, one of which is a dielectric liquid, for example, but not limited to, kerosene, gasoline, other fuels, the electrodes 1031, 1032 do not require additional improvements. However, if the sensor 100 is used to measure the interface level of media, one of which is a liquid with electrical conductivity, for example, but not limited to water, the electrodes 1031, 1032 are additionally provided with an insulating sheath along their entire length, such as, for example, but not limited to, a fluoroplastic shell.

[0041] Соединение измерительных каналов со входом электронного вычислительного блока 1060 осуществляется посредством содержащих резьбу металлических стержней 1050, на которые навинчены предпочтительно выполненные из диэлектрического материала закладные втулки 1040 образом, показанным на фиг.2. Необязательно закладные втулки 1040 могут содержать уплотнительные кольца 1041. Закладные втулки 1040 содержат в верхней своей части резьбу, которая позволяет обеспечить их резьбовое соединение с упомянутыми содержащими резьбу отверстиями в плоской части 1011 основания 1010. Тем не менее, следует исходить из того, что соединение электродов 1031, 1032 с электронным вычислительным блоком 1060 должно быть герметичным, и специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что выше продемонстрирован лишь отдельный вариант осуществления такого соединения. Со стороны ниши 1013 и, соответственно, электронного вычислительного блока 1060, электрическое соединение металлических стержней 1050, которые таким образом являются продолжениями электродов 1031, 1032, с входом электронного вычислительного блока 1060 осуществляется посредством установки и фиксации на закладных втулках 1040 электродов 1031, 1032 посредством, например, не ограничиваясь, гаек, гроверных шайб и жидкого фиксатора резьбового соединения.[0041] The connection of the measuring channels with the input of the electronic computing unit 1060 is carried out by means of threaded metal rods 1050, on which are screwed, preferably made of dielectric material, insert bushings 1040 in the manner shown in Fig.2. Optionally, the insert sleeves 1040 may comprise O-rings 1041. The insert sleeves 1040 are threaded in their upper part, which allows their threaded connection with the said threaded holes in the flat portion 1011 of the base 1010. However, it should be assumed that the connection of the electrodes 1031, 1032 with the electronic computing unit 1060 should be sealed, and it should be obvious to a person skilled in the art that only a separate embodiment of such a connection has been demonstrated above. From the niche 1013 and, accordingly, the electronic computing unit 1060, the electrical connection of the metal rods 1050, which are thus continuations of the electrodes 1031, 1032, with the input of the electronic computing unit 1060 is carried out by installing and fixing the electrodes 1031, 1032 on the embedded sleeves 1040 by means of, for example, but not limited to, nuts, lock washers and liquid threadlocker.

[0042] Длина корпуса 1020 может быть существенно увеличена благодаря соединительной муфте 1028 (фиг. 22), которая представляет собой цилиндр, который предпочтительно в сечении или, по меньшей мере, в сечении своих отверстий в своих основаниях, повторяет общее сечение корпуса 1020 и на своей боковой поверхности содержит соосные прорези 10281, выполненные преимущественно по всей высоте муфты и на большей площади боковой поверхности. Таким образом, следует исходить из того, что такая соединительная муфта 1028 обеспечивает минимальное влияние на общую геометрию чувствительного элемента датчика 100, особенно с учетом того, что ее длина много меньше длины корпуса 1020. При этом те части боковой поверхности муфты 1028, которые не содержат прорези 10281, выполнены таким образом, чтобы при соединении с корпусом 1020 не перекрывать прорези 1026 корпуса 1020, если корпус 1020 их имеет. Соединительная муфта 1028 предназначена для жесткого и надежного соединения двух идентичных по геометрии и необязательно по длине корпусов 1020 между собой. Электрод 1031 (при необходимости и электрод 1032) при этом обеспечивается соединением двух частей электрода 1031 между собой посредством металлического стержня 1029, например, не ограничиваясь, металлического стержня, аналогичного металлическому стержню 1050, с использованием аналогичных крепежных элементов. Соединение муфты 1028 с соответствующими частями корпуса 1020 при этом осуществляется, например, не ограничиваясь, посредством прижимных винтов 10282.[0042] The length of the housing 1020 can be substantially increased by the coupling 1028 (FIG. 22), which is a cylinder that preferably, in cross section, or at least in the cross section of its holes in its bases, repeats the overall cross section of the housing 1020 and on of its lateral surface contains coaxial slots 10281, made mainly along the entire height of the coupling and on a larger area of the lateral surface. Thus, it should be assumed that such a coupling 1028 provides minimal impact on the overall geometry of the sensing element of the sensor 100, especially given that its length is much less than the length of the body 1020. At the same time, those parts of the side surface of the coupling 1028 that do not contain the slots 10281 are designed so that when connected to the housing 1020, they do not overlap the slots 1026 of the housing 1020, if the housing 1020 has them. Coupling 1028 is designed for rigid and reliable connection of two bodies 1020 identical in geometry and optionally in length to each other. The electrode 1031 (if necessary, the electrode 1032) is provided by connecting the two parts of the electrode 1031 to each other by means of a metal rod 1029, for example, without limitation, a metal rod similar to the metal rod 1050, using similar fasteners. The connection of the coupling 1028 with the corresponding parts of the housing 1020 is carried out, for example, without limitation, by means of clamping screws 10282.

[0043] Предпочтительно, хотя и необязательно, чтобы электроды 1031, 1032, корпус 1020, соединительная муфта 1028 и соединительные стержни 1050 были выполнены из одного и того же материала.[0043] Preferably, although not necessarily, the electrodes 1031, 1032, the housing 1020, the coupler 1028, and the connecting rods 1050 are made from the same material.

[0044] Электронный вычислительный блок 1060 служит для генерации магнитного поля в чувствительном элементе датчика 100 и преобразования получаемого аналогового сигнала в цифровой сигнал, который может быть передан в блок визуализации или в систему мониторинга расхода жидкости. Как показано на фиг. 23 и фиг. 24, электронный вычислительный блок 1060 наиболее типично содержит аналоговую часть 1061 и цифровую часть 1062. Аналоговая часть 1061 наиболее типично содержит: RC генератор, образованный сопротивлениями и емкостями измеряемых каналов 1031, 1032, необязательно емкостной гальванический изолятор образованный конденсаторами С1, С3, предназначенный для защиты от короткого замыкания на входе вычислительного блока 1060 для случаев, когда измеряемая среда является горючей, аналоговый ключ 10611, предназначенный для переключения между измерительными каналами 1031, 1032, причем в зависимости от количества измерительных каналов может быть обеспечено большее число входов аналогового ключа 10611 и, соответственно, дополнительные конденсаторы для обеспечения дополнительных емкостных гальванических изоляторов, компаратор 10612, предназначенный для выявления импульсов частоты, поступающих с RC генератора, обладающих амплитудой выше определенного заданного порогового напряжения для их последующего подсчета, источник опорного напряжения 10613, предназначенный для обеспечения стабильного опорного напряжения, необязательно, формирователь прямоугольных импульсов 10614, предназначенный для выравнивания непрямоугольных импульсов, выявленных компаратором, и гальванический изолятор 10615 (емкостного или индуктивного типа), предназначенный для защиты от короткого замыкания на выходе аналоговой части 1061 вычислительного блока 1060 для случаев, когда измеряемая среда является горючей. Цифровая часть 1062 наиболее типично содержит микроконтроллер 10621, соединенный с энергонезависимой памятью 10622, кварцевым генератором 10623, и интерфейсом 10624, таким как, например, не ограничиваясь интерфейс RS-485. При этом специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что энергонезависимая память, интерфейс и кварцевый генератор могут быть выполнены и в качестве самостоятельных электронных компонентов, и в качестве компонентов, входящих в состав микроконтроллера как такового. При этом, как видно из фиг. 23 и 24, в качестве примера, но не ограничения гальванический изолятор 10615 может быть снабжен фильтрующими емкостями питания, предназначенными для повышения надежности работы схемы вычислительного блока 1060. В свою очередь, в качестве примера, но не ограничения, схема подключения энергонезависимой памяти 10622 может содержать сопротивление для обеспечения выбора режима работы и фильтрующую емкость питания, предназначенную для повышения надежности работы. В свою очередь, в качестве примера, но не ограничения, кварцевый генератор 10623 может содержать обвязку в виде выравнивающих импеданс сопротивлений и предназначенных для обеспечения стабильности частоты работы кварцевого генератора конденсаторов. В свою очередь, в качестве примера, но не ограничения, интерфейс 10624 на входе схемы вычислительного блока 1060 может содержать сопротивления для защиты от электростатических и кондуктивных помех, снабженные супрессорами (защитными диодами), предназначенными для защиты от электростатических разрядов и кондуктивных помех большой амплитуды.[0044] The electronic computing unit 1060 is used to generate a magnetic field in the sensing element of the sensor 100 and convert the received analog signal into a digital signal that can be transmitted to the visualization unit or fluid flow monitoring system. As shown in FIG. 23 and FIG. 24, the electronic computing unit 1060 most typically comprises an analog portion 1061 and a digital portion 1062. The analog portion 1061 most typically comprises: an RC oscillator formed by the resistances and capacitances of the measured channels 1031, 1032, optionally a capacitive galvanic isolator formed by capacitors C1, C3, for protection from a short circuit at the input of the computing unit 1060 for cases where the measured medium is combustible, an analog key 10611 designed to switch between the measuring channels 1031, 1032, and depending on the number of measuring channels, a larger number of inputs of the analog key 10611 can be provided and, accordingly , additional capacitors to provide additional capacitive galvanic isolators, comparator 10612, designed to detect frequency pulses coming from the RC generator, having an amplitude above a certain specified threshold voltage for their subsequent counter, a 10613 voltage reference to provide a stable reference voltage, optionally, a 10614 square wave shaper to equalize non-square pulses detected by the comparator, and a 10615 galvanic isolator (capacitive or inductive type) to protect against short circuits at the analog output part 1061 of the computing unit 1060 for cases where the measured medium is combustible. The digital portion 1062 most typically comprises a microcontroller 10621 coupled to a non-volatile memory 10622, a crystal oscillator 10623, and an interface 10624 such as, but not limited to, an RS-485 interface. At the same time, it should be obvious to a person skilled in the art that the non-volatile memory, interface, and crystal oscillator can be made both as independent electronic components and as components that are part of the microcontroller as such. At the same time, as can be seen from Fig. 23 and 24, by way of example, and not limitation, the galvanic isolator 10615 may be provided with power filter capacitors to improve the reliability of the computer circuit 1060. In turn, by way of example, and not limitation, the nonvolatile memory circuit 10622 may include resistance to ensure the selection of the operating mode and a filtering power supply designed to improve the reliability of operation. In turn, as an example, but not limitation, the 10623 crystal oscillator may contain a strapping in the form of impedance equalizing resistances and capacitors designed to ensure frequency stability of the crystal oscillator. In turn, by way of example, and not limitation, interface 10624 at the input of computing unit 1060 circuitry may include ESD and conducted resistances, provided with suppressors (protective diodes) designed to protect against high amplitude ESD and conducted interference.

[0045] Генерируемый в ходе измерений электронным вычислительным блоком 1060 цифровой сигнал посредством выходного кабеля 1063 передается в блок визуализации для отображения текущих измерений и/или в систему мониторинга расхода жидкости. Как показано на фиг. 25 наиболее типично такая система 200 мониторинга расхода жидкости может содержать один или несколько датчиков 100 и серверное устройство 200. При этом в таком случае датчики 100 соединены с приемопередающим устройством 101 или множеством приемо-передающих устройств 101, обеспечивающим проводное, или беспроводное, или комбинированное соединение датчиков 100 с серверным устройством 200. Такое приемо-передающие устройство выполнено с возможностью передачи информации, поступающей с выходного кабеля 1063 датчика 100 на серверное устройство 200. В некоторых случаях такое приемопередающее устройство 101 может быть снабжено навигационным оборудованием для передачи на серверное устройство также и информации о местоположении соответствующего датчика 100. В свою очередь, серверное устройство 200, которое наиболее типично выполнено в виде компьютерного устройства, содержащего процессор, память и, необязательно, устройства ввода/вывода, выполнено с возможностью получения информации от соответствующих приемо-передающих устройств 101, ее обработки и предоставления, в том числе, посредством веб-интерфейса, сведений о статусе и/или местоположении каждого датчика 100.[0045] The digital signal generated during the measurements by the electronic computing unit 1060 is transmitted via the output cable 1063 to the visualization unit to display the current measurements and/or to the fluid flow monitoring system. As shown in FIG. 25, most typically, such a fluid flow monitoring system 200 may comprise one or more sensors 100 and a server device 200. In this case, the sensors 100 are connected to a transceiver 101 or a plurality of transceivers 101 providing a wired or wireless or combined connection. sensors 100 with a server device 200. Such a transceiver device is configured to transmit information coming from the output cable 1063 of the sensor 100 to the server device 200. In some cases, such a transceiver device 101 may be equipped with navigation equipment to transmit information to the server device as well about the location of the corresponding sensor 100. In turn, the server device 200, which is most typically implemented as a computer device containing a processor, memory and, optionally, input / output devices, is configured to receive information from the corresponding transceivers 101, its processing and provision, including through the web interface, information about the status and / or location of each sensor 100.

[0046] На фиг. 26-29 продемонстрированы примерные способы размещения датчика 100 в емкости 300 с измеряемой средой. Такой емкостью 300 может быть любая пригодная емкость, такая как, не ограничиваясь, канистра, в том числе, топливная канистра, бак, в том числе, топливный бак, в том числе, ракетный топливный бак, цистерна, в том числе, автоцистерна или железнодорожная цистерна, резервуар, в том числе, танкерный резервуар или подземный резервуар и тому подобное. Верхняя стенка пригодной емкости является, по меньшей мере, частично сплошной. В этой сплошной ее части на основание 1010 жестко устанавливается датчик 100 таким образом, чтобы его чувствительный элемент (корпус 1020 с электродами 1031, 1032) был ориентирован вертикально и располагался преимущественно в центральной части емкости 300. В зависимости от размеров емкости 300 для обеспечения достаточной точности измерений емкость 300 может содержать несколько датчиков 100 (фиг. 27). Кроме того, в зависимости от геометрии емкости 300, корпус 1020 удлиняется посредством аналогичного корпуса через соединительную муфту 1028 (фиг. 29). Кроме того, в случае использования нескольких датчиков 100 в одной емкости 300, обладающей преимущественно постоянной по периметру геометрией (фиг. 27), предпочтительно обеспечивается размещение датчиков 100 в противоположных углах емкости. Кроме того, в случае использования нескольких датчиков 100 в одной емкости 300, обладающей непостоянной по периметру геометрией, например, обладающей различной высотой в разных своих частях (фиг. 28), предпочтительно обеспечивается размещение датчиков 100 в центре каждой такой части, как если бы единственный датчик 100 размещался в емкости 300, обладающей преимущественно постоянной геометрией.[0046] FIG. 26-29 show exemplary ways of placing a sensor 100 in a medium container 300. Such container 300 can be any suitable container, such as, but not limited to, a canister, including a fuel canister, a tank, including a fuel tank, including a rocket fuel tank, a tank car, including a tanker truck, or a rail tanker. cistern, tank including tanker tank or underground tank and the like. The top wall of the suitable container is at least partially solid. In this solid part, the sensor 100 is rigidly mounted on the base 1010 so that its sensitive element (body 1020 with electrodes 1031, 1032) is oriented vertically and located mainly in the central part of the tank 300. Depending on the size of the tank 300, to ensure sufficient accuracy measurement container 300 may contain multiple sensors 100 (FIG. 27). In addition, depending on the geometry of the container 300, the body 1020 is extended by a similar body through the coupling 1028 (FIG. 29). In addition, in the case of using multiple sensors 100 in one container 300, which has a predominantly constant geometry around the perimeter (Fig. 27), it is preferable to place the sensors 100 in opposite corners of the container. In addition, in the case of using several sensors 100 in one container 300, which has a variable geometry around the perimeter, for example, having different heights in its different parts (Fig. 28), it is preferable to place the sensors 100 in the center of each such part, as if the only the sensor 100 was housed in a vessel 300 having a predominantly constant geometry.

[0047] Как показано на фиг. 30, предпочтительно, чтобы сборка датчика 100 посредством способа 400 сборки происходила следующим образом. На этапе 401 закладные втулки 1040, соединенные с металлическими стержнями 1050, соединяют с основанием 1010 посредством упомянутых содержащих резьбу отверстий. Затем на этапе 402 осуществляют установку электронного вычислительного блока 1060 в нишу 1013. Затем на этапе 403 производят припайку выходного кабеля 1063 к вычислительному блоку 1060. После этого на этапе 404 осуществляют установку крышки 1014, чтобы закрыть нишу 1013, после чего осуществляют герметизацию компаундом через отверстие с резьбой 1015. После этого на этапе 405 осуществляют закручивание выходного кабеля 1063 в отверстие с резьбой 1015. После достаточного затвердевания компаунда в рамках этапа 406 осуществляют предварительную калибровку, заключающуюся в приведении значений, получаемых с компенсационных измерительных каналов, являющихся одним или несколькими каналами, образованными на данном этапе одним или несколькими металлическими стержнями 1050, к значению, полученному с основного измерительного канала, являющегося только одним каналом, образованным на данном этапе только одним металлическим стержнем 1050, вычисляют поправочные коэффициенты и осуществляют их запись в энергонезависимую память вычислительного блока 1060. Затем на этапе 407 электроды 1031 и 1032 навинчивают на металлические стержни 1050 за счет чего обеспечивается их первичное соединение с электронным вычислительным блоком 1060. Необязательно на данном этапе в рамках этапа 4071 электроды 1031, 1032 могут быть снабжены изоляцией. После этого на этапе 408 устанавливают корпус 1020 путем нанизывания его на электроды 1031, 1032, причем корпус 1020 жестко закрепляют в воротниковой части 1012 основания 1010, например, не ограничиваясь, с помощью вытяжных заклепок, а электроды 1031, 1032 при необходимости жестко фиксируют в трубках корпуса 1020 посредством распорных колец 1033.[0047] As shown in FIG. 30, it is preferred that the sensor 100 be assembled by the assembly method 400 as follows. In step 401, the insert sleeves 1040 connected to the metal rods 1050 are connected to the base 1010 through said threaded holes. Then, at step 402, the electronic computing unit 1060 is installed in the niche 1013. Then, at step 403, the output cable 1063 is soldered to the computing unit 1060. Then, at step 404, the cover 1014 is installed to close the niche 1013, and then the sealing compound is performed through the hole threaded 1015. Then, at step 405, the output cable 1063 is screwed into the threaded hole 1015. at this stage, by one or more metal rods 1050, to the value obtained from the main measuring channel, which is only one channel, formed at this stage by only one metal rod 1050, correction factors are calculated and recorded in the en the independent memory of the computing unit 1060. Then, at step 407, the electrodes 1031 and 1032 are screwed onto the metal rods 1050, thereby providing their primary connection with the electronic computing unit 1060. Optionally, at this stage, as part of step 4071, the electrodes 1031, 1032 can be provided with insulation. After that, at step 408, the body 1020 is installed by stringing it on the electrodes 1031, 1032, and the body 1020 is rigidly fixed in the collar part 1012 of the base 1010, for example, without limitation, using blind rivets, and the electrodes 1031, 1032, if necessary, are rigidly fixed in the tubes body 1020 by spacer rings 1033.

[0048] Как показано на фиг. 31, предпочтительно, чтобы упомянутая предварительная калибровка датчика 100 в рамках этапа 406 осуществлялась следующим образом.[0048] As shown in FIG. 31, it is preferred that said pre-calibration of sensor 100 in step 406 be performed as follows.

[0049] На этапе 4061 измеряют емкость основного измерительного канала.[0049] In step 4061, the capacitance of the main measurement channel is measured.

[0050] На необязательном этапе 40611 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 для получения приведенного значения емкости основного измерительного канала приводят измеренное значение емкости основного измерительного канала к значению емкости при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0050] At an optional step 40611, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, to obtain the reduced capacitance value of the main measuring channel, the measured capacitance value of the main measuring channel is brought to the capacitance value at the reference temperature, using the temperature compensation coefficient, the value of which was previously recorded in the non-volatile memory of the computing block 1060.

[0051] На этапе 4062 измеряют емкость каждого компенсационного измерительного канала.[0051] At step 4062, the capacitance of each compensation measurement channel is measured.

[0052] На необязательном этапе 40621 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 для получения приведенного значения емкости компенсационного измерительного канала приводят измеренное значение емкости каждого компенсационного измерительного канала к значению емкости при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0052] At an optional step 40621, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, to obtain the reduced capacitance value of the compensation measuring channel, the measured capacitance value of each compensation measuring channel is brought to the capacitance value at the reference temperature, using the temperature compensation coefficient, the value of which was previously recorded in non-volatile memory computing unit 1060.

[0053] На этапе 4063 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 для получения значений первичных поправочных коэффициентов вычисляют разности между каждым значением (приведенным значением) емкости компенсационного измерительного канала и значением (приведенным значением) емкости основного измерительного канала.[0053] At step 4063, the differences between each value (reduced value) of the capacitance of the compensation measurement channel and the value (reduced value) of the capacitance of the main measurement channel are calculated by the microcontroller of the computing unit 1060 to obtain the values of the primary correction factors.

[0054] На этапе 4064 для получения набора первичных поправочных коэффициентов итеративно повторяют операции этапов 4061-4063 в течение определенного временного промежутка, который, предпочтительно, не превышает 30 минут.[0054] At step 4064, to obtain a set of primary correction factors, iteratively repeat the operations of steps 4061-4063 for a certain time period, which preferably does not exceed 30 minutes.

[0055] На этапе 4065 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 для получения значения усредненного поправочного коэффициента вычисляют это значение на основании первичных значений поправочных коэффициентов из набора первичных значений поправочных коэффициентов и записывают полученное усредненное значение поправочного коэффициента в энергонезависимую память вычислительного блока 1060 датчика 100.[0055] At step 4065, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, to obtain the value of the average correction factor, this value is calculated based on the primary values of the correction factors from the set of primary values of the correction factors, and the obtained average value of the correction factor is written to the non-volatile memory of the computing unit 1060 of the sensor 100.

[0056] Как показано на фиг. 32, предпочтительно, чтобы измерение уровня границы раздела сред в рамках способа 500 измерения уровня границы раздела сред осуществлялось следующим образом.[0056] As shown in FIG. 32, it is preferred that the interface level measurement within the interface level measurement method 500 is performed as follows.

[0057] На этапе 501 осуществляют калибровку датчика 100 следующим образом.[0057] At step 501, the sensor 100 is calibrated as follows.

[0058] На этапе 5011 устанавливают датчик 100 в емкость, не содержащую измеряемую среду.[0058] At step 5011, the sensor 100 is installed in a container that does not contain the medium to be measured.

[0059] На этапе 5012 измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительных каналов датчика 100 для емкости, не содержащей измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока 1060.[0059] At step 5012, the capacitance values of the main and each compensation measuring channels of the sensor 100 are measured for a container that does not contain the measured medium, while each measurement of the capacitance value of each compensation measuring channel is carried out taking into account the average correction factor, the value of which is contained in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0060] На необязательном этапе 50121 для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, не содержащей измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе 5012, посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0060] At an optional step 50121, to obtain the reduced values of the capacitances of the measuring channels for a container that does not contain the measured medium, the values of the capacitances of the measuring channels measured in step 5012, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, lead to the values of the capacitances of the measuring channels at a reference temperature, using for this temperature compensation coefficient, the value of which was previously recorded in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0061] На этапе 5013 заполняют емкость эталонной измеряемой средой до максимально допустимого уровня для этой емкости.[0061] At step 5013 fill the container with the reference measured medium to the maximum allowable level for this container.

[0062] На этапе 5014 измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительного канала датчика 100 для емкости, содержащей эталонную измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока 1060.[0062] At step 5014, the capacitance values of the main and each compensation measuring channel of the sensor 100 are measured for the tank containing the reference measured medium, while each measurement of the capacitance value of each compensation measuring channel is carried out taking into account the average correction factor, the value of which is contained in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0063] На необязательном этапе 50141 для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, содержащей эталонную измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе 5014, посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0063] At an optional step 50141, to obtain the reduced values of the capacitances of the measuring channels for the tank containing the reference measured medium, the values of the capacitances of the measuring channels measured in step 5014, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, lead to the values of the capacitances of the measuring channels at the reference temperature, using for this temperature compensation coefficient, the value of which was previously recorded in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0064] На этапе 5015 на основании полученных на этапах 5012 и 5014 значений или на основании полученных на этапах 50121 и 50141 приведенных значений посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 вычисляют калибровочные значения разности емкостей, используя попарно каждое значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапов 5012 и 5014, и значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапов 5012 и 5014, или используя попарно каждое приведенное значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапов 50121 и 50141, и приведенное значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапов 50121 и 50141, и записывают полученные калибровочные значения разности емкостей в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0064] In step 5015, based on the values obtained in steps 5012 and 5014 or based on the reduced values obtained in steps 50121 and 50141, the calibration difference capacitance values are calculated by the microcontroller of the computing unit 1060, using in pairs each value of the compensation channel capacitance obtained in steps 5012 and 5014, and the value of the capacitance of the main measurement channel obtained within steps 5012 and 5014, or using pairwise each reduced value of the capacitance of the compensation channel obtained within steps 50121 and 50141, and the reduced value of the capacitance of the main measurement channel obtained within steps 50121 and 50141, and write the obtained calibration values of the difference in capacities into the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0065] На этапе 5016, который может предшествовать этапу 5015 или быть выполнен параллельно этапу 5015, на основании полученных на этапах 5012 и 5014 значений или на основании полученных на этапах 50121 и 50141 приведенных значений посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 вычисляют динамический диапазон уровня границы раздела сред, причем динамический диапазон уровня границы раздела сред является разностью между значением емкости основного измерительного канала для полной емкости и значением емкости основного измерительного канала для пустой емкости, и записывают полученные значения динамического диапазона уровня границы раздела сред в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0065] At step 5016, which may precede step 5015 or be performed in parallel with step 5015, based on the values obtained in steps 5012 and 5014 or based on the values obtained in steps 50121 and 50141, the dynamic range of the interface level is calculated by the microcontroller of the computing unit 1060 environments, and the dynamic range of the media interface level is the difference between the capacitance value of the main measuring channel for full capacity and the capacitance value of the main measuring channel for empty capacity, and the obtained values of the dynamic range of the media interface level are recorded in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0066] На этапе 502 осуществляют измерение уровня границы раздела сред при помощи откалиброванного в рамках этапа 501 датчика 100 следующим образом.[0066] In step 502, the interface level is measured using the sensor 100 calibrated in step 501 as follows.

[0067] На этапе 5021 заполняют емкость измеряемой средой до уровня при котором наиболее длинный компенсационный канал датчика 100 по меньшей мере частично погружен в измеряемую среду, при этом измеряемая среда отличается от эталонной среды; или заполняют емкость эталонной измеряемой средой до любого допустимого для этой емкости уровня.[0067] In step 5021, fill the container with the measured medium to a level at which the longest compensation channel of the sensor 100 is at least partially immersed in the measured medium, while the measured medium differs from the reference medium; or fill the container with the reference measured medium to any level allowed for this container.

[0068] На этапе 5022 измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительного канала датчика 100 для емкости, содержащей измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока 1060.[0068] At step 5022, the capacitance values of the main and each compensation measuring channel of the sensor 100 are measured for the tank containing the measured medium, each measurement of the capacitance value of each compensation measuring channel is carried out taking into account the average correction factor, the value of which is contained in the non-volatile memory of the computing unit 1060 .

[0069] На необязательном этапе 50221 для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, содержащей измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе 5022, посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока 1060.[0069] At an optional step 50221, to obtain the reduced values of the capacitances of the measuring channels for the container containing the medium to be measured, the values of the capacitances of the measuring channels measured in step 5022, by means of the microcontroller of the computing unit 1060, lead to the values of the capacitances of the measuring channels at the reference temperature, using the coefficient temperature compensation, the value of which was previously recorded in the non-volatile memory of the computing unit 1060.

[0070] На этапе 5023 для получения значений разности емкостей посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 вычисляют значения разности емкостей, используя попарно каждое значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапа 5022, и значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапа 5022, или используя попарно каждое приведенное значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапа 50221, и приведенное значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапа 50221.[0070] At step 5023, in order to obtain the capacitance difference values, the microcontroller of the computing unit 1060 calculates the capacitance difference values using pairwise each compensation channel capacitance value obtained in step 5022 and the main measurement channel capacitance value obtained in step 5022, or using in pairs, each reduced value of the capacitance of the compensation channel, obtained in step 50221, and the reduced value of the capacitance of the main measurement channel, obtained in step 50221.

[0071] На этапе 5024 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 для получения значения коэффициента коррекции сравнивают полученные в рамках этапа 5023 значения разности емкостей с калибровочными значениями разности емкостей, и вычисляют отношение разностей емкостей, являющееся коэффициентом коррекции.[0071] In step 5024, the calculation unit microcontroller 1060 compares the capacitance difference values obtained in step 5023 with the calibration capacitance difference values, and calculates the ratio of the capacitance differences, which is the correction factor, to obtain a correction factor value.

[0072] На этапе 5025 для получения значения емкости уровня границы раздела сред каждое значение емкости основного измерительного канала посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 приводят к значению емкости уровня границы раздела сред, используя для этого коэффициент коррекции, значение которого было получено в рамках этапа 5024.[0072] At step 5025, in order to obtain the capacitance value of the interface level, each capacitance value of the main measuring channel is led by the microcontroller of the computing unit 1060 to the value of the capacitance of the interface level, using the correction factor, the value of which was obtained within step 5024.

[0073] На этапе 5026 посредством микроконтроллера вычислительного блока 1060 используют полученные значения емкостей уровня границы раздела сред для определения относительного уровня границы раздела сред в соответствии со значениями динамического диапазона, содержащимися в памяти вычислительного блока 1060.[0073] In step 5026, the computed unit 1060 microcontroller uses the obtained interface level capacitance values to determine the relative interface level in accordance with the dynamic range values stored in the compute unit 1060 memory.

[0074] Благодаря получению значения усредненного поправочного коэффициента на этапе 4065 обеспечивается возможность измерения уровня границы раздела сред с диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости эталонной измеряемой среды. Таким образом, за счет использования усредненного поправочного коэффициента не требуется осуществлять дополнительную калибровку емкостного датчика при изменении диэлектрической проницаемости измеряемой среды, например, при изменении вида топлива или его характеристик.[0074] By obtaining the value of the average correction factor at step 4065, it is possible to measure the level of the interface between media with a dielectric constant different from the dielectric constant of the reference medium being measured. Thus, due to the use of the average correction factor, it is not required to carry out additional calibration of the capacitive sensor when the dielectric constant of the measured medium changes, for example, when the type of fuel or its characteristics change.

[0075] Настоящее описание осуществления заявленного изобретения демонстрирует лишь частные варианты осуществления и не ограничивает иные варианты реализации заявленного изобретения, поскольку возможные иные альтернативные варианты осуществления заявленного изобретения, не выходящие за пределы объема информации, изложенной в настоящей заявке, должны быть очевидными для специалиста в данной области техники, имеющим обычную квалификацию, на которого рассчитано заявленное изобретение.[0075] The present description of the implementation of the claimed invention demonstrates only private embodiments and does not limit other embodiments of the claimed invention, since possible other alternative embodiments of the claimed invention that do not go beyond the scope of the information set forth in this application should be obvious to a person skilled in this field of technology, having the usual qualifications, for which the claimed invention is intended.

Claims

1. The fuel tank of the vehicle, containing several capacitive level sensors of the interface; moreover, each said sensor contains a sensitive element, which is a housing for electrodes, which is a metal profile formed by connecting several tubes to each other, containing a stiffener connecting the adjoining mentioned tubes of the profile; wherein each profile tube contains on its side adjacent to the medium to be measured, a slot axially aligned with said corresponding ventilation hole on the side surface of said collar part; at the same time, the electrode housing contains electrodes rigidly fixed in each of the profile tubes, which are metal tubes with the same linear capacity, but differing in length, and the main electrode is made along the length equal to the length of the electrode housing, and each compensation electrode is made along the length , less than the length of the main electrode; moreover, the sensitive element of the sensor is configured to be connected to the base of the capacitive level sensor of the interface through the holes for the fasteners of the sensor housing; moreover, the main electrode and each compensation electrode are configured to be connected to the electronic computing unit of the sensor by means of metal rods connected to embedded bushings connected to holes for embedded bushings of the sensor housing.

2. Tank according to claim 1, characterized in that the main and each compensation electrodes are covered with an insulating sheath.

3. Tank according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the main and each compensation electrodes are made of the same material as the metal rods.

4. The tank according to claim 1, characterized in that the sensing element is formed by connecting two geometrically similar sensor sensing elements by means of a coupling.

5. The tank according to claim. 4, characterized in that the coupling on each side of its body, adjacent to the said slots on the body for the electrodes, contains coaxial slots made along the entire length of the body of the coupling.

6. Tank according to any one of paragraphs. 4 or 5, characterized in that the main and each compensation electrodes, metal rods, the body for the electrodes and the coupling are made of the same material.