о IND
СХ) Изобретение относитс к приборостроению , а именно к устройствам контрол уровн и количества жид кости. Известны устройства контрол уровн , содержащие емкостный датчик выполненный в виде коаксиальных тру измерительный автогенератор, преобразователь частоты и частотомер, пр этом электроды емкостного датчика включены в колебательный контур автогенератора с помощью жестких токо проводов с пренебрежимо малыми емкостью и индуктивностью по сравнени с емкостью и индуктивностью элементов колебательного контура автогене ратора С1 3. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс емкостный измеритель уровн , содержащий емкостный датчик, выполненный в виде диэлектрической трубки с нанесенными на ее внешней поверхности электродами и включенный в контур генератора, и регистрирующее устрой ство С2 3. Недостатком известных емкостных уровнемеров, вл етс низка чувствительность при измерени х малых изменений уровн жидкоети,.так как известные конструкции емкостных дат чиков не обеспечивают достаточного изменени емкости при малых изменени х уровн из-за малой крутизны выходной характеристики, обусловлен ной особенностью их конструктивного выполнени . Указанный недостаток про вл етс при использовании известных емкостных уровнемеров в сосудах малого объема с достаточно малым диапазоном изменени измер емого уровн . Кроме того, при включении первичного емкостного преобразовател в колебательный контур, в случае частот ного преобразовани получаемой информации об измер емом уровне, требуетс введение в измерительную схе му катушки индуктивности. Цель изобретени - увеличение чувствительности и упрощение измерительной схемы. Указанна цель достигаетс тем, что в уровнемере, содержащем емкоет иый датчик, включенный в колебатель ный контур, подключенный к генерато частотомер и вольтметру датчик составлен из последовательно соединенных секций, кажда из которых намотана по конической спирали Архимеда вокруг вертикальной Металлической трубы, причем концы датчика сое динены гидравлически с верхним и нижним концом вертикальной трубы. Кроме того, датчик выполнен в ни де диэлектрической трубы с нанесенным на ее внешней поверхности метал лизированным слоем, причем один токопровод измерительной схемы электрически соединен с нижним концом вер тикальной металлической трубы, который в свою очередь электрически соединен с металлизированной поверхностью диэлектрической трубки -в ее нижней части,а второй токопровод измерительной схемы электрически соединен с металлизированной поверхностью верхнего конца трубки. На фиг. 1 представлена конструкци датчика и схема уровнемера ; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Датчик уровнемера представл ет собой два сообщающихс сосуда 1 и 2, один из которых имеет вид вертикальной металлической трубы, в которой измер етс уровень электропровод щей жидкости, а другой состоит из р да последовательно соединенных секций трубки из диэлектрического материала, например стекла, намотанных по конической спирали Архимеда . Дл уменьшени габаритов уровнемера секции сосуда 2 размещен непосредственно на сосуде 1, Электропровод ща жидкость, уровень которой определ етс , вместе со стенками сосуда 1 образует один из электродов преобразовател . Второй электрод преобразовател образован металлизацией наружной поверхности трубки сосуда 3. Вместе они образуют конденсатор , изменение емкости которого происходит за счет изменени площади его жидкой обкладки при изменении уровн жидкости в сосуде 1. Изменение емкости составленного таким образом конденсатора равно 2Л€Б лг пС трн/ трв) -диэлектрическа проницаемость вакуума; -относительна диэлектрическа проницаемость материала стенок сосуда 2 (например, дл стекла - 8) и р -радиусы трубы сосуда VH трв 2, наружный и внутренний соответственно/ изменение смоченной длины внутренней поверхности трубки сосуда 2 (изменение длины обкладки конденсатора ) . Изменение уровн жидкости ЛН в сосуде 1 св зано с изменением длины смоченной поверхности в сосуде 2 соотношением ЛН-Л 51Пс1. где d - угол навивки трубки сосуда (угол между осью трубки со суда 2 и горизонтом. Этот угол выбираетс из услови свободного стекани жидкости по трубкам секций 2 и должен находить р в пределахоС 10-15. Наибольшую длину в единице площади имеет крива , списываема .по зависимости спирали Архимеда, т.е. ргОпЧ, (3) (3) где р - пол рный радиус, м; р - число витков спирали выбираетс из констр тивных габаритов пре образовател ; 4 0-21 - угол пол рного радиуса; а - коэффициент, определ емый из услови , (4-j(4 |где Ъ - рассто ние между осевыми л ни ми двух соседних витков секции, выбираемое из уело ВИЯ несоприкасани витков трубки. Дл больших , что имеет место в данном случае, длина дуги спирал Архимеда может быть определена из соотношени о- о() ,.. « . (j Тогда выражение (2) может быть пред ставлено в следующем виде: о «(пч (7) 4Н V- Sinoi . Соотношение (7) показывает, что малому изменению уровн жидкости .ДН в сосуде 1 соответствует более значительное изменение длины смоченной поверхности й в сосуде 2 и, следовательно , большее изменение емкости преобразовател . Изменение емкости датчика при его полном заполнении и при 2Л равно п (три/ трв) где N - число намотанных секций сосуда 2, при этом N H/f {H-диапазон измерени , Н высота одной секции). Сосуд 2 с металлизированной наражной поверхностью 3 использован как катушка с индуктивностью Ь и одновременно как конденсатор с емкостью С)(, т.е. образует колебательный контур. Дл этого металлизированна поверхность 3 в нижней части со суда 2 электрически соединена со стенками металлического сосуда 1 и соединена с одним из входов регистрирующей схемы,Второй вход регист эирующей схемы соединен с металлизированной поверхностью 3 в верхней части сосуда 2. Резонансна частота { образованного таким образом колебательного контура зависит только от величины емкости С конденсатора, т.е. от величины смоченной поверхности в сосуде 2, и, следовательно, от уровн жидкости в сосуде 1. Колебательный контур запитываетс через сопротивление 4 от звукового генератора 5 током переменной частоты. Достижение резонанса характеризуетс тем, что полное сопротивление контура становитс минимальным , о чем можно судить по-, величине максимального напр жени на нем, фиксируемого вольтметром б с большим входным сопротивлением. Резонансн частота fj, определ етс по частотомеру 7 и позвол ет построить графическую зависимость - изменение уровн жидкости 4Н в функции изменени резонансной частоты- д,. Данна конструкци датчика может быть использована и дл измерени уровн неэлектропроводных жидкостей. Секционный сосуд может быть выполнен в этом случае из металлической трубки с коаксиально расположенным электропроводным стержнем. Как и в предыдущем случае, верхний конец р да секций трубок не должен иметь электрического контакта с вертикальным цилиндрическим сосудом. При изменении уровн жидкости изменение емкостиконденсатора, обкладками которого вл ютс стенка трубы 1 и центральный электрод 2, происходит за счет изменени количественного соотношени между диэлектрическими проницаемост ми жидкости , ее паров и воздуха. Предлагаемый уровнемер позвол ет существенно повысить чувствительность за счет того, что в данном техническом решении значительно увеличена длина электродов емкостного датчика, поэтому малому изменению уровн жидкости в сосуде соответствует большее изменение емкости по сравнению с вертикальной установкой электродов датчика, и упростить схемное построение устройства, так как емкостный датчик одновременно используетс и как катушка индуктивности .