ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА В БАКЕ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для дискретного измерения уровня топлива в топливных системах автотранспорта.
Известные герконовые датчики предназначены для преобразования дискретных значений уровня жидкой среды в отношение электрических сопротивлений и формирования разовых команд о достижении жидкой средой нескольких значений заданного уровня. Метод преобразования основан на коммутации электрических сопротивлений набора последовательно включенных дискретных резисторов контактами герконов под действием магнитного поля постоянных магнитов. Стабильность работы прибора обеспечивается магнитной системой.
Известен герконовый датчик перемещения (RU, 2032955 С1, H01H 36/00), содержащий геркон, два стержневых постоянных магнита, намагниченных продольно и установленных перпендикулярно продольной оси геркона с одной его стороны, но с разных сторон от перекрытия контакт - деталей геркона одноименными полюсами в сторону геркона, и подвижную магнитомягкую деталь, расположенную с другой стороны геркона по отношению к постоянным магнитам.
Шунт из магнитомягкого материала играет роль стабилизатора магнитной системы, но, в то же время, является лишним конструктивным элементом.
Известен поляризованный геркон и поляризованное коммутационное устройство (RU, 2474000 C1, H01H 1/66), где в поляризованном герконе, содержащем контакты из магнитомягкого материала с наружными выводами, а также постоянный магнит, один из полюсов которого прилегает к выводу контакта, постоянный магнит образован жестко соединенными в радиально намагниченный магнит секторами кольца, изготовленными из высококоэрцитивного магнитного материала на основе редкоземельных элементов, и коаксиально установлен, по крайней мере, на одном из выводов геркона.
Недостатком данного изобретения является сборная конструкция магнитной системы и радиальное намагничивание, что выполнить технологически сложно. Кроме того, дополнительное установление шунта на торце магнита для регулирования магнитного потока, также усложняет технологию сборки и усложняет конструкцию изделия.
Также известен измеритель уровня (RU, 104308 U1, G01F 23/30), содержащий поплавок, вертикальную направляющую в виде герметизированной трубы из немагнитного материала, в которой размещена электрическая цепь из вертикальных герконов и резисторов, соединенная с индикатором уровня. Внутри вертикальной направляющей вдоль ее оси установлен вертикальный ряд дополнительных кольцевых магнитов, причем внешняя сторона кольца дополнительных магнитов имеет одну полярность, а внутренняя сторона кольца дополнительных магнитов - другую. Кольцевой магнит поплавка и дополнительные кольцевые магниты обращены друг к другу одноименными полюсами.
Введение дополнительных магнитов значительно усложняет конструкцию и снижает ее технологичность и надежность, так как для настройки переключателя необходима взаимная юстировка магнитов. Силовые линии магнитной системы имеют широкую область действия, что провоцирует дополнительное срабатывание геркона.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является стабилизация работы магнитной системы, тем самым повышение надежности датчика, и упрощение монтажа датчика.
Для достижения указанного технического результата предлагается в герконовом датчике уровня топлива, содержащем поплавок, вертикальную направляющую, выполненную в виде герметизированной трубы из немагнитного материала, электрическую цепь из вертикальных герконов и резисторов, которая размещена внутри вертикальной направляющей, причем поплавок снабжен кольцевым магнитом и установлен с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей,
магнит выполнять цельным с многополюсным намагничиванием и масло бензостойким покрытием, причем внутренний диаметр магнита должен быть максимально приближен к геркону.
Такое решение дает ряд преимуществ перед прототипом.
Геркон помещен в немагнитную (алюминиевую) трубку, являющуюся направляющей для поплавка с постоянным магнитом. Магнит имеет маслобензостойкое покрытие, что увеличивает надежность работы датчика.
Магнитная система датчика представлена цельным кольцевым постоянным магнитом с многополюсным (количеством полюсов 2p=4) намагничиванием по радиусу. При этом способе намагничивания силовые линии противоположных полюсов магнита N-S замыкаются на расстоянии, равном длине межполюсной дуги, образуя в отсутствии магнитопроводящих материалов, условно замкнутый круг..
3
Магнит выполнен из высококоэрцитивного магнитного материала, содержащего редкоземельные элементы, причем выполнение магнита из магнитопласта, изготавливаемого из смеси магнитного порошка и полимерного связующего (композиции неодим-железо-бор или самарий-кобальт), является предпочтительнее (удельная энергия не менее 50 кДж/м): так как позволяет уменьшить массовую долю магнита в конструкции датчика; а воздействие стороннего размагничивающего поля, напряженность которого Нет соизмерима и даже превышает коэрцитивную силу магнита Нем, не приводит к потере работоспособности изделия.
В нашем случае используется геркон с замыкающимся контактом - контакт разомкнут при отсутствии магнитного поля и замыкается при наличии магнитного поля.
Для срабатывания геркона необходимо, чтобы одноименные полюса магнита находились симметрично (под полюсом N-N, под полюсом S-S). Это позволяет при необходимости переместить полюс магнита и использовать различные микросхемы, срабатывающие на северный или южный полюс.
Продольные геометрические оси постоянного магнита и продольные оси герконов параллельны. Область перекрытия контакт - деталей каждого из герконов при расположении в одной горизонтальной плоскости осей геркона и постоянного магнита находится в области результирующего магнитного поля с максимальным значением его напряженности. При приближении к магнитопроводящим пластинам геркона направление магнитных силовых линий изменяется - идет замыкание на пластины.
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - схема герконового датчика для измерения уровня топлива в топливном баке в отсутствие поля постоянного магнита
Фиг. 2 - схема герконового датчика для измерения уровня топлива в топливном баке при взаимодействии с полем постоянного магнита
Герконовый датчик для измерения уровня топлива в топливном баке содержит пластмассовый поплавок (3), цельный многополюсный кольцевой постоянный магнит (2) из высококоэрцитивного магнитопласта, содержащего редкоземельные элементы, электрическую цепь из вертикальных герконов (1), расположенную в вертикальной направляющей, представленной герметизированной трубой из немагнитного материала (4).
Работает герконовый датчик для измерения уровня топлива в баке следующим образом:
Измерение уровня основано на изменении положения поплавка, который перемещается относительно вертикальной направляющей. Пластины герконов изготавливаются из магнитопроводящих материалов и совмещают в себе функции магнитопровода и элетрической контактной цепи. Поэтому, если к такому геркону подвести постоянный магнит, то его магнитный поток, сосредоточиваясь в пластинах, создает в воздушном зазоре магнитную силу их взаимного притяжения или отталкивания. При соответствующей магнитодвижущей силе магнита пластины притягиваются друг к другу и создают электрический контакт. После снятия магнитного поля пластины размыкаются и возвращаются в исходное положение.
Таким образом, реализация заявляемой полезной модели обеспечивает решение поставленных автором задач.