SU435459A1 - ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫЙ УРОВНЕМЕРВ П Т Б.л»1;! п1т.?*г:отпйЧ-^'У1=-и-л; ^-i^uli SUO - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам автоматического контрол  уровн  неэлектропроводных сред.

Известен электроемкостный уровнемер неэлектропроводных жидкостей с компенсацией вли ни  изменени  диэлектрической проницаемости измер емой среды, содержащий измерительный и компенсационный емкостные датчики, измерительный мост, генератор высокой частоты, а также усилитель переменного тока, фазовый детектор и преобразователь, включенные в цепь обратной св зи.

Недостатком известного уровнемера  вл етс  невысока  точность и надежность измерений при работе с жидкост ми, у которых в широких пределах мен ютс  диэлектрическа  проницаемость и удельна  электропроводность .

Цель изобретени  - повышение точности и надежности уровнемера.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом электроемкостном уровнемере преобразователь выполнен в виде трех цепей, причем в одну цепь включен измерительный датчик, соединенный через сопротивление со стабилизированным источником посто нного напр жени , во вторую цепь включен компенсационный датчик, св занный через сопротивление с первым выходом усилител  посто нного тока , и в третью цепь включена посто нна  емкость , соединенна  через сопротивление с вторым выходом усилител , при этом параллельно датчикам и посто нной емкости подключены электронные ключи, входы которых

св заны с выходом генератора тактовых импульсов .

На чертеже изображен предлагаемый электроемкостный зфовнемер. Он содержит измерительный 1 и компенсационный Г емкостные датчики, преобразователь 2 емкости посто нного тока, усилитель 3 посто нного тока в цепи обратной св зи и генератор 4 тактовых импульсов. Нреобразователь 2 состоит из трех цепей,

причем в одну цепь включен измерительный датчик, во вторую цепь - компенсационный датчик, а в третью - посто нна  емкость, котора  выбираетс  равной емкости пустого измерительного датчика. Измерительный датчик

через сопротивление Ri подключен к стабилизированному источнику посто нного напр жени , а компенсационный датчик и посто нна  емкость Ci соответственно через сопротивление 2 и RZ включены к выходам усилител  3.

Параллельно измерительному и компенсационному датчикам, а также емкости Ci включены электронные ключи К, Kz, Кз, которые управл ютс  от генератора 4 тактовых импульсов .

Им-пульсы генератора 4 размыкают ключи, и через емкость Cj, а также через измерительный и компенсационный датчики протекают зар дные токи, которые суммируютс  на сОг противление 4 и емкости Сг. При отсутствии импульса с выхода генератора ключи открыты, и через них протекают токи разр да датчиком и емкости С. Таким образом, благодар  разделению цепей зар да и разр да емкостей датчиков и емкости Сь на выходе преобразовател  2 (сопротивление и емкости Сг) по вл етс  сигнал в виде напр жени  посто нного тока, который  вл етс  входным сигналом дл  усилител  3.

Усилитель 3 представл ет собой усилитель посто нного тока и имеет два выхода. На одном выходе напр жение возрастает пропорционально росту входного напр жени , а на другом выходе - падает. Усилитель выполнен на базе стандартного операционного усилител  с добавлением усилительного каскада с коллекторной и эмиттерной нагрузкой и охвачен отрицательной обратной св зью. При подаче напр жени  на вход усилител  на эмиттере транзистора Т напр жение будет линейно расти , на коллекторе - падать.

Уровне.мер работает следующим образом.

В исходном состо нии, т. е. при нулевом значении уровн , емкость измерительного датчика равна емкости d. При этом выходное напр жение усилител , питающее цепь компенсационного датчика, равно по величине напр жению стабилизированного источника, но противоположно ему по знаку. Сопротивлени  , , Лз выбираютс  равными. Тогда токи аар да емкости Ci и измерительного датчика равны по величине и противоположны по, знаку, и падение напр жени  на сопротивлении 4 и емкости Сз равно нулю.

При по влении жидкости в измерительном датчике, т. е. при росте уровн , емкость измерительного датчика растет линейно в зависимости от роста уровн . Рост емкости -измерительного датчи ка влечет за собой рост зар дного тока, на сопротивлении 4 по вл етс  падение напр жени , которое приводит к увеличению напр жени  на первом выходе и у.меньшению напр жени  на втором. Погрешности от изменени  физических

свойств жидкостей устран ютс  за счет применени  компенсационного датчика, емкость которого зависит только от свойств жидкости, и включени  его в цепь, котора  питаетс  выходным напр жением усилител , возрастающим при увеличении входного сигнала, а также за счет питани  цепи посто нной емкости С выходным напр жением усилител , падающим при увеличении входного сигнала. При этом выходное напр жение усилител ,

возрастающее при увеличении входного сигнала ,  вл етс  одновременно и выходным сигналом уровнемера.

Предмет изобретени 

Электроемкостпый уровнемер, содержащий измерительный и компенсационный емкостные датчики, операционный усилитель посто нного тока в цепи обратной св зи с двум  линейно-повыщающим и линейно-понижающим выходами , преобразователь емкости в напр жение посто нного тока, генератор тактовых импзльсов и стабилизированный источник посто нного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и надежности уровнемера, преобразователь выполнен в виде трех цепей, причем в одну цепь включен измерительный датчик, соединенный

через сопротивление со стабилизированным источником посто нного напр жени , во вторую цепь включен компенсационный датчик, св занный через сопротивление с первым выходом усилител  посто нного тока, и в третью

цепь включена посто нна  емкость, соединенна  через сопротивление со вторым выходом усилител , при этом параллельно датчикам и посто нной емкости подключены электронные ключи, входы которых св заны с выходом

генератора тактовых импульсов.