DYNAMIC LIQUID DENSITY SENSOR
Динамический датчик плотности жидкости

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля плотности жидкости в различных сосудах.
Известно устройство для определения статических и динамических (волновых) процессов на поверхности воды. Устройство содержит генератор высокочастотного сигнала, резистор, датчик уровня, по крайней мере, одну пару - первый и второй электроды из проводящего материала, установленные на заданном расстоянии d друг от друга в держателе из диэлектрического материала, диод, фильтр нижних частот (ФНЧ), блок смещения потенциала и блок формирования выходного сигнала. При этом генератор высокочастотного сигнала соединен с последовательно включенными резистором, полупроводниковым диодом, ФНЧ, блоком смещения потенциала и блоком формирования выходного сигнала. Вывод от верхнего конца первого электрода подключен к общему выводу резистора и полупроводникового диода, вывод от верхнего конца второго электрода - к земляной шине, а нижние концы обоих электродов и погружены ниже уровня измеряемой водной поверхности (Патент RU 2485452, МПК G01F 23/18, опубл. 20.06.2013 г.)
Недостатком устройства является дискретное показание уровня жидкости и сложная схема соединения.
Из известных наиболее близким по технической сущности является датчик уровня жидкости, содержащий мостовую схему с включенным в ее плечи измерительным и компенсационным терморезисторами, подключенные к одной диагонали моста источник стабилизированного напряжения, а к другой - регистрирующее устройство, в котором с целью повышения точности и быстродействия, измерительный и термокомпенсационный терморезисторы выполнены линейно протяженными, причем измерительный терморезистор выполнен в соответствии с законом распределения сопротивления по длине, идентичным зависимости объема бака от уровня наполнения, а оба терморезистора установлены в трубке, закрепленной в баке, при этом в ее нижней части размещен жиклер, а верхняя часть сообщается с полостью бака (Патент SU 1673857 А1, МКИ G01F 23/22, опубл. 30.08.91).
Недостаток заключается в том, нет решения вопроса как же будет изготовлен измерительный терморезистор выполненный в соответствии с законом распределения сопротивления по длине, идентичным зависимости объема бака от уровня наполнения. Кроме того изобретение обладает погрешностью поскольку сложно будет определить изменение сопротивления без достаточного усиления сигнала.
Техническим результатом является постоянный контроль плотности жидкости, в любой емкости проводящей и непроводящей, повышение точности показания прибора
Это достигается тем, что в пластмассовом корпусе с фильтрующими прорезями жестко закреплен стакан из металлизированной фольги с клеммой для подключения электрода. На дно корпуса установлен металлический диск с клеммой для подключения другого электрода так, что между основанием стакана и металлического диска образуется калиброванный цилиндр с испытуемой жидкостью. Сопротивление калиброванного столба жидкости может быть рассчитано по известной зависимости
где ρ - удельное сопротивление калиброванного столба жидкости, S - площадь поперечного сечения, - длина слоя сопротивления.
Если плотность жидкости меняется соответственно меняется и сопротивление калиброванного столба жидкости.
На фиг. 1 схематично изображен общий вид динамического датчика плотности жидкости, на фиг. 2 вид сверху. Динамический датчик плотности жидкости, содержит мостовую схему 2 с включенным в ее плечо
измерительным резистором, выполненным по длине контролируемого столба жидкости, с последовательно подключенными операционным усилителем 3, аналого-цифровым преобразователем 4, бортовым компьютером 5, имеющий пластмассовый корпус 1 трубчатого сечения с фильтрующими прорезями у дна 9, внутри которого вставлен стакан из металлизированной фольги 7 с клеммой для подключения электрода 6. На дно корпуса установлен металлический диск 10 с клеммой для подключения другого электрода 8 так, что между основанием стакана и металлического диска образуется калиброванный цилиндр с испытуемой жидкостью.
Работает динамический датчик уровня жидкости следующим образом.
Включенный в мостовую схему датчик плотности жидкости при зарядке аккумулятора зависимости от уровня его заряженности изменяет сопротивление датчика. Ток с мостовой схемы 2 поступает на металлический диск 10, затем через калиброванный цилиндр жидкости на дно стакана из металлизированной фольги 7 с клеммой для подключения электрода 6, затем на мостовую схему 2. Калиброванный цилиндр жидкости оказывает сопротивление протеканию тока. Сигнал разбаланса с мостовой схемы 2 усиливается операционным усилителем 3, переводится в двоичный код аналого-цифровым преобразователем 4, и передается в бортовой компьютер 5.
Предлагаемое устройство позволяет оперативно получать динамическую картину изменения плотности жидкости и соответственно уровня заряженности аккумуляторной батареи.