RU53771U1 - LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents
LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU53771U1 RU53771U1 RU2005106479/22U RU2005106479U RU53771U1 RU 53771 U1 RU53771 U1 RU 53771U1 RU 2005106479/22 U RU2005106479/22 U RU 2005106479/22U RU 2005106479 U RU2005106479 U RU 2005106479U RU 53771 U1 RU53771 U1 RU 53771U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal processing
- processing unit
- level sensor
- output
- communication line
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к технике измерения уровня жидкости, в частности, измерения уровня теплоносителя в водогрейных котлах. Полезная модель решает задачу создания надежного портативного датчика уровня с повышенным сроком службы, высокой помехозащищенностью от внешних электромагнитных воздействий, с малой доступной компонентностью и низкой стоимостью, удобного в настойке и применении. Технический результат заявляемого изобретения состоит в упрощении конструкции датчика уровня, повышении помехоза щи идейности, компактности, удобстве монтажа и применения. Датчик уровня содержит чувствительный элемент 1, компенсирующий чувствительный элемент 2 и блок 3 обработки сигналов датчика уровня. Чувствительный элемент 1 выполнен одноэлектродным в виде проводящего стержня 7 в диэлектрической оболочке 8 и соединен посредством линии 4 связи с первым выводом блока 3 обработки сигналов. Компенсирующий чувствительный элемент 2 выполнен в виде отрезка линии 5 связи со свободным одним концом, другой конец которого подключен ко второму выводу блока 3 обработки сигналов. Указанные линия 4 связи и отрезок линии 5 связи для соединения с блоком 3 обработки сигналов представляют собой идентичные по размерам заземленные кабели связи, имеющие равные диаметры и одинаковую длину. Блок 3 обработки сигналов (фиг.3) содержит высокочастотный генератор 10, устройство 11 гальванической развязки в виде трансформатора, усилитель 12 высокой частоты, источник 13 опорного напряжения, измерительный резистивный мост 14, выполненный несимметричным, фильтр 15 нижних частот и сравнивающее устройство 16, Основные достоинства датчика уровня - помехоустойчивость, удобство в применении и длительный срок службы.The utility model relates to techniques for measuring liquid level, in particular, measuring the level of coolant in boilers. The utility model solves the problem of creating a reliable portable level sensor with increased service life, high noise immunity from external electromagnetic influences, with low available componentity and low cost, convenient in tincture and application. The technical result of the claimed invention consists in simplifying the design of the level sensor, increasing the noise ideology, compactness, ease of installation and use. The level sensor contains a sensor element 1, a compensating sensor element 2 and a signal processing unit 3 of the level sensor. The sensing element 1 is made single-electrode in the form of a conductive rod 7 in the dielectric sheath 8 and is connected via a communication line 4 to the first output of the signal processing unit 3. The compensating sensing element 2 is made in the form of a segment of the communication line 5 with one free end, the other end of which is connected to the second output of the signal processing unit 3. The specified communication line 4 and the length of the communication line 5 for connection with the signal processing unit 3 are grounded communication cables of identical size, having equal diameters and the same length. The signal processing unit 3 (Fig. 3) contains a high-frequency generator 10, a galvanic isolation device 11 in the form of a transformer, a high-frequency amplifier 12, a reference voltage source 13, a measuring resistive bridge 14 made asymmetric, a low-pass filter 15 and a comparison device 16, Basic the advantages of a level sensor are noise immunity, ease of use and a long service life.
Description
Полезная модель относится к технике измерения уровня жидкости, в частности, измерения уровня теплоносителя в водогрейных котлах.The utility model relates to techniques for measuring liquid level, in particular, measuring the level of coolant in boilers.
Известен датчик уровня, содержащий двухэлектродный чувствительный элемент, один из электродов которого заземлен, а другой подключен посредством линии связи к входу блока обработки сигналов, выход которого является выходом датчика уровня, при этом блок обработки сигналов содержит преобразователь емкости в напряжение, выполненный в виде операционного усилителя со звеном отрицательной обратной связи, высокочастотный генератор напряжения, первый выход которого заземлен, детектор, масштабный усилитель и вычитающее устройство (см. авторское свидетельство СССР №1793249, G 01 F 23/26, публ. 1993 г.).A level sensor is known that contains a two-electrode sensing element, one of the electrodes of which is grounded, and the other is connected via a communication line to the input of the signal processing unit, the output of which is the output of the level sensor, while the signal processing unit contains a capacitance to voltage converter made in the form of an operational amplifier with a negative feedback link, a high-frequency voltage generator, the first output of which is grounded, a detector, a large-scale amplifier, and a subtractor (see st certificate of the USSR №1793249, G 01 F 23/26, publ. 1993).
Известен емкостной компенсационный датчик уровня, содержащий двухэлектродный чувствительный элемент, соединенный с блоком обработки сигналов, включающий генератор, измерительный и компенсационный конденсаторы, два преобразователя емкости в напряжение, два переменных резистора, два потенциометрических делителя, два дифференциальных усилителя, перемножитель напряжения, синхронный выпрямитель и индикатор (см. авторское свидетельство СССР №1647272, G 01 F 23/26, публ. 1991 г.)Known capacitive compensation level sensor containing a two-electrode sensor connected to a signal processing unit, including a generator, measuring and compensation capacitors, two capacitance to voltage converters, two variable resistors, two potentiometric dividers, two differential amplifiers, voltage multiplier, synchronous rectifier and indicator (see USSR author's certificate No. 1647272, G 01 F 23/26, publ. 1991)
Известно устройство для измерения уровня электропроводящих сред, имеющий двухэлектродный емкостной датчик и блок обработки сигналов, содержащий дифференциальный усилитель, регистратор и резистивно-емкостной мост, RC-цепочки и конденсатор переменной A device for measuring the level of conductive media having a two-electrode capacitive sensor and a signal processing unit containing a differential amplifier, a recorder and a resistive-capacitive bridge, RC circuits and a variable capacitor
емкости (см. авторское свидетельство СССР №1721442, G 01 F 23/26, публ. 1992 г.).containers (see USSR author's certificate No. 1721442, G 01 F 23/26, publ. 1992).
Известные устройства громоздки, содержат устаревшую элементную базу, сложны и неудобны в применении, имеют высокую стоимость, что ограничивает их применение в практике.Known devices are bulky, contain an outdated elemental base, are complex and inconvenient to use, have a high cost, which limits their application in practice.
Известен емкостный уровнемер электропроводной жидкости, содержащий корпус резервуара, измеряемую среду, емкостный датчик внутри резервуара, содержащий изолированный металлический электрод, при колебании жидкости образующий переменный конденсатор, электрод соединен с устройством обработки информации с датчика, электропроводный корпус резервуара заземлен, причем емкостный датчик выполнен в виде полого изолированного корпуса датчика цилиндрического профиля, внутренняя полость датчика по всей высоте резервуара заполнена электропроводной жидкостью, в которую опущен металлический электрод, пропущенный в изолированной головке датчика, головка датчика и цилиндрическая полость датчика закреплены в единое целое, головка датчика размещена в устройстве закрепления на стенке резервуара, которое также заземлено, в качестве материала корпуса емкостного датчика использован фторопласт, либо полиэтилен, либо винипласт, либо полиамид, либо пенопласт в зависимости от свойств измеряемой жидкости, заполняющей резервуар (см. свидетельство на полезную модель РФ №35431, G 01 F 23/26, публ. 2004 г.).Known capacitive level gauge of electrically conductive liquid containing the tank body, the medium being measured, a capacitive sensor inside the tank containing an insulated metal electrode, forming a variable capacitor when the fluid vibrates, the electrode is connected to the sensor information processing device, the conductive tank body is grounded, and the capacitive sensor is made in the form hollow insulated sensor housing of a cylindrical profile, the internal cavity of the sensor along the entire height of the tank is filled with electrical one liquid into which a metal electrode is inserted, which is passed in the insulated sensor head, the sensor head and the cylindrical cavity of the sensor are fixed as a whole, the sensor head is placed in the fixing device on the tank wall, which is also grounded, fluoroplastic is used as the material of the capacitive sensor case, or polyethylene, or vinyl plastic, or polyamide, or polystyrene, depending on the properties of the measured liquid filling the tank (see Utility Model Certificate of the Russian Federation No. 35431, G 01 F 23/26, publ. 2004).
Недостаток известного уровнемера в неудобстве применения, в сложности изготовления.A disadvantage of the known level gauge is the inconvenience of use, the complexity of manufacturing.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику уровня является емкостной измеритель уровня, принятый за прототип, содержащий чувствительный элемент из двух закрепленных параллельно электродов, соединенных с блоком обработки сигналов, содержащий трансформатор, высокочастотный генератор, преобразователь емкости в напряжение в виде операционного усилителя, детектор, пороговое устройство, источник опорного напряжения The closest in technical essence to the proposed level sensor is a capacitive level meter, adopted as a prototype, containing a sensing element of two electrodes fixed in parallel, connected to a signal processing unit, containing a transformer, a high-frequency generator, a capacitor into voltage in the form of an operational amplifier, a detector, threshold device, reference voltage source
(см. авторское свидетельство СССР №1201686, G 01 F 23/26, публ. 1993 г. - прототип).(see USSR author's certificate No. 1201686, G 01 F 23/26, publ. 1993 - prototype).
Общим недостатком указанных уровнемеров и датчиков уровня является сложность конструкции, малый срок службы и низкая помехоустойчивость при работе в условиях внешних электромагнитных помех (связанных, например, с переключением ТЭНов водогрейных котлов, электросваркой), значительные габариты и вес чувствительного элемента. Широкому их применению препятствуют низкая эксплуатационная надежность, нестабильность параметров при изменении параметров окружающей среды, сложность монтажа, настойки, технического обслуживания, дорогостоящая элементная база.A common drawback of these level gauges and level sensors is the design complexity, short service life and low noise immunity when working in conditions of external electromagnetic interference (associated, for example, with switching heating elements of hot water boilers, electric welding), significant dimensions and weight of the sensitive element. Their widespread use is hindered by low operational reliability, instability of parameters when changing environmental parameters, complexity of installation, tincture, maintenance, and expensive elemental base.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому блоку обработки сигналов датчика уровня является устройство обработки сигналов емкостного измерителя уровня, содержащее устройство гальванической развязки (трансформатор), высокочастотный генератор, преобразователь емкости в напряжение в виде операционного усилителя, детектор, пороговое устройство, источник опорного напряжения (см. авторское свидетельство СССР №1201686, G 01 F 23/26, публ. 1993 г. - прототип).The closest in technical essence to the proposed block of signal processing of the level sensor is a signal processing device for a capacitive level meter, containing a galvanic isolation device (transformer), a high-frequency generator, a capacitance-to-voltage converter in the form of an operational amplifier, a detector, a threshold device, a reference voltage source (see USSR copyright certificate No. 1201686, G 01 F 23/26, publ. 1993 - prototype).
Недостатки известного технического решения - сложность конструкции и низкая помехоустойчивость при работе в условиях внешних электромагнитных помех, связанных, например, с переключением ТЭНов водогрейных котлов, электросварки. Низкая эксплуатационная надежность, нестабильность параметров при изменении параметров окружающей среды, сложность настойки, технического обслуживания, дорогостоящая элементная база не позволяют их применить в условиях изменения параметров внешней среды, а также при повышенном уровне внешних электромагнитных помех, в частности, в водогрейных котлах.The disadvantages of the known technical solutions are design complexity and low noise immunity when working in conditions of external electromagnetic interference associated, for example, with the switching of heating elements of hot water boilers, electric welding. Low operational reliability, instability of parameters when changing environmental parameters, the complexity of tincture, maintenance, expensive elemental base do not allow them to be used in conditions of changing environmental parameters, as well as with an increased level of external electromagnetic interference, in particular in boilers.
Полезная модель решает задачу создания надежного портативного датчика уровня с повышенным сроком службы, высокой помехозащищенностью от внешних электромагнитных воздействий, с малой доступной компонентностью и низкой стоимостью, удобного в настойке и применении.The utility model solves the problem of creating a reliable portable level sensor with increased service life, high noise immunity from external electromagnetic influences, with low available componentity and low cost, convenient in tincture and application.
Полезная модель решает также задачу создания простого помехозащищенного экономичного блока обработки сигналов датчика уровня со стабильными параметрами в условиях изменения параметров внешней среды.The utility model also solves the problem of creating a simple, noise-free, economical unit for processing level sensor signals with stable parameters under conditions of changing environmental parameters.
Технический результат заявляемой полезной модели в упрощении конструкции датчика уровня и его блока обработки сигналов, повышении помехозащищенности, компактности, удобстве монтажа и применения.The technical result of the claimed utility model in simplifying the design of the level sensor and its signal processing unit, increasing noise immunity, compactness, ease of installation and use.
Указанный технический результат достигается тем, что в датчик уровня, содержащий чувствительный элемент, соединенный посредством линии связи с первым выводом блока обработки сигналов, по меньшей мере один выход которого является выходом датчика уровня, введен компенсирующий чувствительный элемент в виде отрезка линии связи со свободным одним концом, подключенного другим концом ко второму выводу блока обработки сигналов.The specified technical result is achieved by the fact that in the level sensor containing a sensing element connected via a communication line to the first output of the signal processing unit, at least one output of which is the output of the level sensor, a compensating sensitive element is introduced in the form of a segment of a communication line with one end free connected at the other end to the second terminal of the signal processing unit.
Целесообразно чувствительный элемент выполнить одноэлектродным.It is advisable to perform the sensitive element single-electrode.
Предпочтительно чувствительный элемент выполнить в виде проводящего стержня с диэлектрической оболочкой, выполненной в форме стакана.Preferably, the sensing element is made in the form of a conductive rod with a dielectric sheath made in the form of a glass.
Целесообразно компенсирующий чувствительный элемент выполнить идентично линии связи чувствительного элемента с блоком обработки сигналов.It is advisable to compensate the sensing element is identical to the communication line of the sensing element with the signal processing unit.
Предпочтительно линии связи чувствительного элемента и компенсирующего чувствительного элемента с блоком обработки сигналов выполнить с одинаковыми размерами в виде заземленных отрезков кабеля.Preferably, the communication lines of the sensing element and the compensating sensitive element with the signal processing unit are made with the same dimensions in the form of grounded cable segments.
Указанный технический результат достигается тем, что в блок обработки сигналов датчика уровня, включающий высокочастотный генератор, устройство гальванической развязки, усилитель высокой частоты и источник опорного напряжения, дополнительно введены резистивный мост, фильтр нижних частот и сравнивающее устройство, при этом одна диагональ резистивного моста соединена соответственно с первым и вторым выводами устройства гальванической развязки, третий и четвертый выводы которого включены в другую диагональ указанного моста, пятый вывод подключен к выходу высокочастотного генератора, шестой и седьмой выводы соединены соответственно с первым и вторым входами усилителя высокой частоты, выход которого соединен через фильтр нижних частот с первым входом сравнивающего устройства, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, при этом первый выход сравнивающего устройства является дискретным выходом блока обработки сигналов датчика уровня, а выводы одной диагонали резистивного моста являются соответственно его первым и вторым выводами.The specified technical result is achieved by the fact that in the signal processing unit of the level sensor, including a high-frequency generator, a galvanic isolation device, a high-frequency amplifier and a reference voltage source, a resistive bridge, a low-pass filter and a comparison device are additionally introduced, while one diagonal of the resistive bridge is connected respectively with the first and second conclusions of the galvanic isolation device, the third and fourth conclusions of which are included in another diagonal of the specified bridge, the fifth pin One is connected to the output of the high-frequency generator, the sixth and seventh conclusions are connected respectively to the first and second inputs of the high-frequency amplifier, the output of which is connected through a low-pass filter to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source, while the first output of the comparator The device is a discrete output of the signal processing unit of the level sensor, and the conclusions of one diagonal of the resistive bridge are its first and second conclusions, respectively.
Целесообразно выход фильтра нижних частот и второй выход сравнивающего устройства применить в качестве соответственно аналогового и инверсного выходов блока обработки сигналов.It is advisable to use the low-pass filter output and the second output of the comparator as analog and inverse outputs of the signal processing unit.
Целесообразно блок обработки сигналов выполнить с применением электронных компонентов, размещенных на измерительной плате.It is advisable to perform the signal processing unit using electronic components located on the measuring board.
Указанные признаки отличают предлагаемую полезную модель от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".These features distinguish the proposed utility model from the prototype, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."
Сущность полезной модели в применении в составе чувствительного элемента только одного проводящего элемента - стержня (вместо двух проводящих элементов), что позволяет значительно упростить конструкцию, и, как следствие, технологию изготовления чувствительного элемента. Кроме того, в блоке обработки сигналов на измерительной плате используется резистивный The essence of the utility model is the use of only one conductive element in the composition of the sensitive element - the rod (instead of two conductive elements), which allows to significantly simplify the design, and, as a result, the manufacturing technology of the sensitive element. In addition, in the signal processing unit on the measuring board, a resistive
несимметричный мост, что позволяет достичь более высокой стабильности параметров схемы при изменении температуры окружающей среды, при применении менее дорогостоящих элементов.asymmetric bridge, which allows to achieve higher stability of the circuit parameters when the ambient temperature changes, with the use of less expensive elements.
На фиг.1 изображена схема подключения чувствительного элемента и компенсационного чувствительного элемента к блоку обработки сигналов. На фиг.2 показан чувствительный элемент, смонтированный на крышке бака. Фиг.3 изображает структурную схему предлагаемого датчика уровня.Figure 1 shows the connection diagram of the sensitive element and the compensation sensitive element to the signal processing unit. Figure 2 shows the sensor mounted on the lid of the tank. Figure 3 depicts a structural diagram of the proposed level sensor.
Датчик уровня содержит (фиг.3) чувствительный элемент 1, компенсирующий чувствительный элемент 2 и блок 3 обработки сигналов датчика уровня, имеющий дискретный, аналоговый и инверсный выходы. Чувствительный элемент 1 выполнен одноэлектродным и соединен посредством линии 4 связи с первым выводом блока 3 обработки сигналов.The level sensor contains (Fig. 3) a sensing element 1, a compensating sensitive element 2 and a signal processing unit 3 of the level sensor having discrete, analog and inverse outputs. The sensing element 1 is made single-electrode and is connected via a communication line 4 to the first output of the signal processing unit 3.
Компенсирующий чувствительный элемент 2 выполнен в виде отрезка линии 5 связи со свободным одним концом (фиг.3), другой конец которого подключен ко второму выводу блока 3 обработки сигналов.The compensating sensing element 2 is made in the form of a segment of the communication line 5 with one free end (Fig. 3), the other end of which is connected to the second output of the signal processing unit 3.
Указанные линия 4 связи и отрезок линии 5 связи (фиг.1) для соединения с блоком 3 обработки сигналов представляют собой идентичные по размерам заземленные кабели связи, имеющие равные диаметры и одинаковую длину.The specified communication line 4 and the length of the communication line 5 (Fig. 1) for connection with the signal processing unit 3 are grounded communication cables of identical size, having equal diameters and the same length.
Чувствительный элемент 1 выполнен с возможностью монтажа на крышке 6 (фиг.2) бака, например, водогрейного котла. Чувствительный элемент 1 выполнен в виде проводящего стержня 7, размещенного в диэлектрической оболочке 8, выполненной в форме стакана, и соединенного с линией 4 связи посредством резьбового соединения с помощью гайки 9.The sensitive element 1 is made with the possibility of mounting on the cover 6 (figure 2) of the tank, for example, a boiler. The sensitive element 1 is made in the form of a conductive rod 7, placed in a dielectric sheath 8, made in the form of a glass, and connected to the communication line 4 by means of a threaded connection using a nut 9.
Блок 3 обработки сигналов (фиг.3) содержит высокочастотный генератор 10, устройство 11 гальванической развязки в виде трансформатора, усилитель 12 высокой частоты, источник 13 опорного напряжения, измерительный резистивный мост 14, выполненный The signal processing unit 3 (Fig. 3) contains a high-frequency generator 10, a galvanic isolation device 11 in the form of a transformer, a high-frequency amplifier 12, a voltage reference source 13, a measuring resistive bridge 14, made
несимметричным, фильтр 15 нижних частот и сравнивающее устройство 16, при этом одна диагональ резистивного моста 14 соединена соответственно с первым и вторым выводами устройства 11 гальванической развязки, третий и четвертый выводы которого включены в другую диагональ указанного моста 14, пятый вывод подключен к выходу высокочастотного генератора 10, шестой и седьмой выводы соединены соответственно с первым и вторым входами усилителя 12 высокой частоты, выход которого соединен через фильтр 15 нижних частот с первым входом сравнивающего устройства 16, второй вход которого подключен к источнику 13 опорного напряжения, при этом выход фильтра 15 нижних частот и первый и второй выходы сравнивающего устройства 16 являются соответственно аналоговым, дискретным и инверсным выходами блока 3 обработки сигналов. Выводы одной диагонали резистивного моста 14 являются соответственно первым и вторым выводами блока 3 обработки сигналов, к которым подключаются соответствующие выводы.asymmetrical, the low-pass filter 15 and the comparison device 16, while one diagonal of the resistive bridge 14 is connected respectively to the first and second terminals of the galvanic isolation device 11, the third and fourth conclusions of which are included in another diagonal of the specified bridge 14, the fifth terminal is connected to the output of the high-frequency generator 10, the sixth and seventh terminals are connected respectively to the first and second inputs of the high-frequency amplifier 12, the output of which is connected through a low-pass filter 15 to the first input of the comparing device property 16, the second input of which is connected to the voltage reference source 13, while the output of the low-pass filter 15 and the first and second outputs of the comparing device 16 are respectively analog, discrete, and inverse outputs of the signal processing unit 3. The findings of one diagonal of the resistive bridge 14 are respectively the first and second conclusions of the signal processing unit 3, to which the corresponding conclusions are connected.
Дискретный вывод блока 13 обработки сигналов служит для съема информации об уровне жидкости. Аналоговый выход используют для настройки датчика уровня. Инверсный выход является второстепенным и может быть использован для связи с индикатором. Все электронные элементы блока 3 обработки сигналов размещены на измерительной плате. Таким образом, датчик уровня представляет собой одноэлектродный чувствительный элемент 1, выполненный в виде проводящего стержня 7 в диэлектрической оболочке 8, два идентичных кабеля связи (в общей защитной оболочке) для подключения к измерительной плате с электронными элементами блока 3 обработки сигналов.The discrete output of the signal processing unit 13 serves to collect information about the liquid level. The analog output is used to adjust the level sensor. The inverse output is secondary and can be used to communicate with the indicator. All electronic elements of the signal processing unit 3 are located on the measuring board. Thus, the level sensor is a single-electrode sensitive element 1, made in the form of a conductive rod 7 in a dielectric sheath 8, two identical communication cables (in a common protective sheath) for connecting to the measuring board with electronic elements of the signal processing unit 3.
Практическая реализация блока обработки сигналов не представляет собой сложности и осуществляется на основе широко распространенных электронных элементов.The practical implementation of the signal processing unit is not difficult and is based on widespread electronic elements.
Датчик уровня работает следующим образом. Чувствительный элемент 1 фиксируют, например, в крышке 6 бака (на фиг. не показан) с жидким теплоносителем водогрейного котла для контроля его уровня в процессе работы. Принцип действия датчика уровня его основан на The level sensor operates as follows. The sensing element 1 is fixed, for example, in the lid 6 of the tank (not shown in FIG.) With the liquid coolant of the boiler to control its level during operation. The principle of operation of its level sensor is based on
измерении собственной емкости проводящего стержня 7 при погружении чувствительного элемента 1 в среду, диэлектрическая проницаемость которой отличается от диэлектрической проницаемости воздуха либо насыщенного пара теплоносителя.measuring the own capacitance of the conductive rod 7 when the sensor 1 is immersed in a medium whose dielectric constant differs from the dielectric constant of air or saturated coolant vapor.
Частота сигнала, вырабатываемого высокочастотным генератором 10, составляет, например, 1 МГц. Сигнал с высокочастотного генератора 10 через устройство 11 гальванической развязки поступает на измерительный резистивный мост 14. Изменение диэлектрической проницаемости среды, в которую погружен чувствительный элемент 1 вызывает измерение емкости чувствительного элемента 1, и, как следствие, изменение потери мощности цепи чувствительного элемента 1. Это приводит к дисбалансу измерительного резистивного моста 14 и изменению сигнала на одной (измерительной) его диагонали. Сигнал с указанной (измерительной) диагонали моста 14 поступает на устройство 11 гальванической развязки, далее на усилитель 12 высокой частоты и на фильтр 15 низкой частоты. Сигнал постоянного уровня на выходе фильтра 15 низкой частоты пропорционален емкости чувствительного элемента 1, и, как следствие, уровню жидкости (или другой среды), в которую погружен чувствительный элемент 1.The frequency of the signal generated by the high-frequency generator 10 is, for example, 1 MHz. The signal from the high-frequency generator 10 through the galvanic isolation device 11 enters the measuring resistive bridge 14. Changing the dielectric constant of the medium into which the sensor 1 is immersed causes a measurement of the capacitance of the sensor 1, and, as a result, a change in the circuit power loss of the sensor 1. to the imbalance of the measuring resistive bridge 14 and the change in the signal on one (measuring) of its diagonal. The signal from the indicated (measuring) diagonal of the bridge 14 is fed to the galvanic isolation device 11, then to the high-frequency amplifier 12 and to the low-pass filter 15. The constant level signal at the output of the low-pass filter 15 is proportional to the capacitance of the sensitive element 1, and, as a consequence, the level of the liquid (or other medium) into which the sensitive element 1 is immersed.
Источник 13 опорного напряжения и сравнивающее устройство 16 предназначены для формирования дискретных уровней сигнала на выходе датчика уровня, соответствующих определенному уровню жидкости (или другой среды), в которую погружен чувствительный элемент 1. Это позволяет применять датчик уровня не только как измеритель, но и как сигнализатор уровня.The reference voltage source 13 and the comparison device 16 are designed to generate discrete signal levels at the output of the level sensor, corresponding to a certain liquid level (or other medium) into which the sensor element 1 is immersed. This allows the level sensor to be used not only as a meter, but also as a signaling device level.
Компенсирующий чувствительный элемент 2 представляет собой отрезок линии связи, идентичный линии связи чувствительного элемента 1 и измерительной платы. Это позволяет компенсировать изменение емкости линии связи чувствительного элемента 1 при The compensating sensing element 2 is a segment of a communication line identical to the communication line of the sensing element 1 and the measuring board. This allows you to compensate for the change in the capacitance of the communication line of the sensing element 1 when
изменении параметров окружающей среды и, как следствие, повысить стабильность работы датчика уровня.changing environmental parameters and, as a result, increase the stability of the level sensor.
Устройство 11 гальванической развязки позволяет обеспечить повышение помехоустойчивости устройства при работе в условиях внешних электромагнитных помех (переключение ТЭНов, работа электросварки).The device 11 galvanic isolation allows to increase the noise immunity of the device when working in conditions of external electromagnetic interference (switching TENOV, the work of electric welding).
Предлагаемый датчик уровня применим для контроля и измерения уровня жидкости в емкостях объемом до 10 литров, имеет простую безопасную конструкцию с доступной стоимостью. Датчик уровня прост в изготовлении из-за применения минимального количества конструктивных элементов для его создания, удобен и надежен в эксплуатации за счет компактности чувствительного элемента. Основные его достоинства - помехоустойчивость, удобство применения, длительный срок службыThe proposed level sensor is applicable for monitoring and measuring the liquid level in containers up to 10 liters, has a simple safe design with an affordable cost. The level sensor is easy to manufacture due to the use of a minimum number of structural elements for its creation, convenient and reliable in operation due to the compactness of the sensitive element. Its main advantages are noise immunity, ease of use, long service life
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106479/22U RU53771U1 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106479/22U RU53771U1 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU53771U1 true RU53771U1 (en) | 2006-05-27 |
Family
ID=36711713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005106479/22U RU53771U1 (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU53771U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767654C1 (en) * | 2018-12-13 | 2022-03-18 | Чарльз Остен Пампс Лтд. | Capacitive liquid level sensor and liquid sensor assembly |
-
2005
- 2005-03-11 RU RU2005106479/22U patent/RU53771U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767654C1 (en) * | 2018-12-13 | 2022-03-18 | Чарльз Остен Пампс Лтд. | Capacitive liquid level sensor and liquid sensor assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105387909B (en) | Voltage output mode fuel-quantity transducer | |
| Bera et al. | Study of a modified capacitance-type level transducer for any type of liquid | |
| US4389900A (en) | Capacitance probe sensor device | |
| CN101551264B (en) | Capacitance electronic type fuel sensor | |
| CN101672681B (en) | Water level measurement device, water level measurement method and water level correction method | |
| CN110231071B (en) | Liquid level measuring device based on capacitive sensor | |
| CN202974385U (en) | Capacitance liquid level transmitter | |
| CN113219240A (en) | Non-invasive cable voltage measurement sensor | |
| RU53771U1 (en) | LEVEL SENSOR AND SIGNAL PROCESSING UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN101782418A (en) | Non-contact capacitance liquid level meter | |
| RU2298153C2 (en) | Level gauge and a signals processing block for its execution | |
| CN103913207A (en) | High-precision variable-scan oil level measurement sensor with matrix capacitor | |
| RU105437U1 (en) | CAPACITIVE LEVEL MEASURER WITH DISCRETE MEASUREMENT OF THE LEVEL OF LIGHT OIL PRODUCTS AND BASED WATER | |
| CN204439164U (en) | A kind of ratio-voltage output capacitance fuel level sensor | |
| CN106979963A (en) | A kind of device for measuring water quality pH value | |
| RU2113694C1 (en) | Device for measuring the conducting medium level | |
| CN106768171A (en) | Deep cooling medium liquid level determining approach in space propultion | |
| CN207423862U (en) | A kind of pipe type oil water mixing continuous monitoring device | |
| CN207263261U (en) | A kind of fuel level sensor and oil level measuring device for vehicle | |
| CN207007764U (en) | A kind of device for measuring water pH value | |
| CN215726232U (en) | Liquid level sensor system and liquid level sensor | |
| SU1763897A1 (en) | Capacitive balanced level detector | |
| JP3258521B2 (en) | Capacitive level sensor for detecting liquid surface and water interface | |
| CN203858008U (en) | High-precision variable-scanning oil level measuring sensor adopting matrix capacitance | |
| JP3031389B2 (en) | Vortex flow meter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130312 |