СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
METHOD FOR MANUFACTURING AND ASSEMBLY OF CAPACITANCE LIQUID LEVEL SENSOR

Способ относится к конструированию и изготовлению контрольно-измерительной техники и может быть применен относительно проектируемых емкостных датчиков с металлическими коаксиально расположенными трубчатыми электродами для работы в диэлектрических жидкостях.
Известен принятый за прототип способ изготовления и сборки емкостного датчика с металлическими коаксиально расположенными трубчатыми электродами, соединенными с выходным узлом, из патента RU, №2112931, МПК G01F 23/26, заключающийся в коаксиальном соединении трубчатых электродов и последующем креплении электродов через электроизоляционные элементы к выходному узлу.
Недостатком данного способа является низкая технологичность, высокая трудоемкость его реализации и то, что изготовленные по нему устройства оказываются ненадежными и дорогими. Способ сборки предполагает наличие большого количества ранее изготовленных с высоким классом точности деталей из различных материалов и соответственно необходимость выполнения большого количества операций при сборке, причем соединение электродов с выходным узлом осуществляется посредством винтов и гаек.
Техническим результатом при применении предлагаемого способа изготовления и сборки емкостного датчика уровня жидкости является повышение технологичности изготовления, повышение надежности и снижение стоимости конечного изделия.
Технический результат способа достигается тем, что при сборке коаксиально соединенных трубчатых электродов с выходным узлом новым является то, что электроды располагаются вертикально, выходной узел, выполненный в виде патрубка с внутренним диаметром больше диаметра внешнего электрода, коаксиально размещается в верхней части электродов, внутрь электрода меньшего диаметра, между электродами, и между внешним электродом и выходным узлом, на необходимую глубину устанавливаются несъемные изоляционные эластичные заглушки, а сборка осуществляется одновременной заливкой полостей между выходным узлом и внешним электродом, между электродами, и меньшим электродом пластифицированной эпоксидной смолой.
На основе предлагаемого способа могут быть реализованы различные устройства, на чертеже показано одно из возможных технических решений, например, для измерения уровня топлива в резервуарах, цистернах, топливных баках, и т.п. Здесь: 1 - внутренний трубчатый электрод, 2 - внешний трубчатый электрод, 3 - эластичные изоляционные элементы, центрирующие и фиксирующие между собой электроды 1 и 2, 4 - выходной узел, выполненный в виде патрубка с внутренним диаметром больше диаметра внешнего электрода и коаксиально расположенный относительно электродов, 5 и 6 - несъемные изоляционные эластичные заглушки, выполненные, например из пенополиуретана, соответственно в виде цилиндра и шайбы, 7 - уплотнительное эластичное кольцо, так же являющееся заглушкой, 8 - пластифицированная эпоксидная смола.
Сборка датчика осуществляется в следующей последовательности. На электродах 1 и 2, в верхнем торце фиксируются электрические отводы для последующего подключения к электронной схеме (не показано). Изоляционные элементы 3 устанавливаются в отверстия электрода 1, электрод 1 с некоторым усилием вставляется в электрод 2 до совпадения торцов электродов. Электроды с некоторым усилием вставляются в патрубок выходного узла 4, в котором установлено уплотнительное эластичное кольцо 7. С верхней стороны выходного узла 4 вставляются на необходимую глубину заглушки 5 и 6 соответственно в виде цилиндра и шайбы. В дальнейшем заглушки останутся на своих местах, не влияя на работу датчика. Все детали центруются и фиксируются в вертикальном положении, сверху выходного узла 4 заливается пластифицированная эпоксидная смола 8 (все контактирующие со смолой поверхности изначально подготовлены), протекая в полости между внешней поверхностью электрода 2 и внутренней поверхностью патрубка 4, заполняя кольцевую полость до уплотнительного кольца 7, между электродами 1 и 2, заполняя внутреннюю полость электрода 1 на глубину до заглушек 5 и 6.
Важной особенностью предлагаемого способа является то, что он допускает применение в составе устройства труб электродов и патрубка выходного узла с любыми допусками в рамках ГОСТ, что исключает необходимость предварительного изготовления деталей устройства с высоким классом точности и обеспечивает минимальную себестоимость устройства. Единовременное соединение электродов между собой и с выходным узлом посредством эпоксидной смолы максимально упростило технологию сборки датчика и соответственно его стоимость. Наличие в составе эпоксидной смолы пластификатора обеспечило не только высокую адгезию соединенных деталей и герметичность всего устройства, но и дало небольшую степень свободы колебаниям электродов относительно выходного узла, исключив тем самым возможность возникновения каких-либо нагрузок на излом, и соответственно повысило надежность датчика даже при работе в условиях вибрации. В целом применение предлагаемого способа упрощает технологию сборки, отсутствие резьбовых соединений и небольшое количество деталей, уменьшает стоимость датчика и также положительно влияет на надежность.