ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА, КОРПУС ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА РАСХОДА ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ, ЕМКОСТЬ ДЛЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ, СПОСОБ СБОРКИ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА, СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КАЛИБРОВКИ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА, СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД С ПОМОЩЬЮ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА И СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ДЛЯ КОРПУСА ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА

1. Емкостный датчик уровня границы раздела сред, содержащий:
основание;
чувствительный элемент датчика;
причем основание содержит, по меньшей мере:
первую часть, содержащую нишу с крышкой для герметичного размещения электронного вычислительного блока и отверстием для выходного кабеля электронного вычислительного блока;
вторую часть, которая:
преимущественно по центру в области первой части имеет отверстия для закладных втулок;
на боковой поверхности имеет отверстия для крепежных элементов;
на боковой поверхности имеет вентиляционные отверстия;
причем чувствительный элемент датчика представляет собой корпус для электродов, представляющий собой металлический профиль, образованный соединением, по меньшей мере, двух трубок одинаковой или неодинаковой длины между собой, по меньшей мере, частично по длине упомянутого профиля, необязательно содержащего, по меньшей мере, один элемент жесткости, выполненный по всей длине упомянутого профиля, и соединяющий, по меньшей мере, две граничащие упомянутые трубки профиля;
при этом каждая трубка профиля содержит:
или вентиляционное отверстие, размещаемое соосно с упомянутым соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности упомянутой воротниковой части;
или, по меньшей мере, частично по своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь, совмещенную по оси с упомянутым соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности упомянутой воротниковой части;
при этом корпус для электродов содержит жестко зафиксированные в каждой из трубок профиля электроды, представляющие собой металлические трубки, обладающие одинаковой погонной емкостью, но различающиеся по длине, причем основной электрод выполнен по длине, преимущественно равной длине корпуса для электродов, а каждый компенсационный электрод выполнен по длине, меньшей, чем длина основного электрода;
причем чувствительный элемент датчика соединен с основанием через отверстия для крепежных элементов;
причем основной электрод и каждый компенсационный электрод соединены с электронным вычислительным блоком посредством металлических стержней, соединенных с закладными втулками, которые соединены с отверстиями для закладных втулок.
2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено из металла, или сополимера, или их комбинаций.
3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что соединение металлических стержней с закладными втулками осуществляется посредством резьбового соединения.
4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что закладные втулки выполнены из диэлектрического материала.
5. Датчик по п. 4, отличающийся тем, что соединение закладных втулок с отверстиями для закладных втулок обеспечивается посредством резьбового соединения.
6. Датчик по п. 5, отличающийся тем, что резьбовое соединение отверстий для закладных втулок и закладных втулок содержит герметик.
7. Датчик по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что закладные втулки содержат уплотнительные кольца.
8. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что отверстие в нише для выходного кабеля электронного вычислительного блока содержит герметик.
9. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что вентиляционные отверстия дополнительно расположены ассиметрично по близости к основанию.
10. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды покрыты изолирующей оболочкой.
11. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент датчика образован соединением, по меньшей мере, двух геометрически аналогичных чувствительных элементов датчика, необязательно одинаковой длины, посредством соединительной муфты.
12. Датчик по п. 11, отличающийся тем, что соединительная муфта на каждой из сторон своего корпуса, граничащих с упомянутыми прорезями на корпусе для электродов, содержит соосные прорези, выполненные преимущественно по всей длине корпуса соединительной муфты.
13. Датчик по любому из пп. 1-6, 8-12, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды выполнены из того же материала, что и металлические стержни.
14. Датчик по п. 13, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды, металлические стержни и корпус для электродов выполнены из одного материала.
15. Датчик по п. 14, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды, металлические стержни, корпус для электродов и соединительная муфта выполнены из одного материала.
16. Датчик по любому из пп. 1-6, 8-12, 14, 15, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
17. Датчик по п. 7, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
18. Датчик по п. 13, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
19. Датчик по п. 16, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
20. Чувствительный элемент емкостного датчика уровня границы раздела сред, представляющий собой корпус для электродов, представляющий собой металлический профиль, образованный соединением, по меньшей мере, двух трубок одинаковой или неодинаковой длины между собой, по меньшей мере, частично по длине упомянутого профиля, необязательно содержащего, по меньшей мере, один элемент жесткости, выполненный по всей длине упомянутого профиля, и соединяющего, по меньшей мере, две граничащие упомянутые трубки профиля;
при этом каждая трубка профиля содержит:
или вентиляционное отверстие, размещаемое соосно с соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности воротниковой части основания емкостного датчика уровня границы раздела сред;
или, по меньшей мере, частично по своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь, совмещенную по оси с соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности воротниковой части основания емкостного датчика уровня границы раздела сред;
при этом корпус для электродов содержит жестко зафиксированные в каждой из трубок профиля электроды, представляющие собой металлические трубки, обладающие одинаковой погонной емкостью, но различающиеся по длине, причем основной электрод выполнен по длине, преимущественно равной длине корпуса для электродов, а каждый компенсационный электрод выполнен по длине, меньшей, чем длина основного электрода.
21. Чувствительный элемент по п. 20, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды покрыты изолирующей оболочкой.
22. Чувствительный элемент по п. 20, отличающийся тем, что образован соединением, по меньшей мере, двух геометрически аналогичных электродов, необязательно одинаковой длины, посредством соединительной муфты.
23. Чувствительный элемент по п. 22, отличающийся тем, что соединительная муфта на каждой из сторон своего корпуса, граничащих с упомянутыми прорезями на корпусе для электродов, содержит соосные прорези, выполненные преимущественно по всей длине корпуса соединительной муфты.
24. Чувствительный элемент по любому из пп. 20-23, отличающийся тем, что основной и каждый компенсационный электроды, корпус для электродов и соединительная муфта выполнены из одного материала.
25. Чувствительный элемент по любому из пп. 20-23, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
26. Чувствительный элемент по п. 24, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
27. Корпус для электродов емкостного датчика границы раздела сред, представляющий собой металлический профиль, образованный соединением, по меньшей мере, двух трубок одинаковой длины между собой, по меньшей мере, частично по длине упомянутого профиля, необязательно содержащего, по меньшей мере, один элемент жесткости, выполненный по всей длине упомянутого профиля, и соединяющего, по меньшей мере, две граничащие упомянутые трубки профиля;
при этом каждая трубка профиля содержит:
или вентиляционное отверстие, размещаемое соосно с соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности воротниковой части основания емкостного датчика уровня границы раздела сред;
или, по меньшей мере, частично по своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь, совмещенную по оси с соответствующим вентиляционным отверстием на боковой поверхности воротниковой части основания емкостного датчика уровня границы раздела сред.
28. Корпус по п. 27, отличающийся тем, что каждая трубка профиля содержит по всей своей длине, по меньшей мере, на одной своей стороне, граничащей с измеряемой средой, прорезь.
29. Система мониторинга расхода жидкости, содержащая один или несколько емкостных датчиков уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19, выполненных с возможностью связи с серверным устройством для предоставления пользовательских сведений о расходе жидкости в емкости, в которой установлен упомянутый датчик.
30. Система по п. 29 характеризующаяся тем, что связь между упомянутыми емкостными датчиками и серверным устройством осуществляется посредством приемо-передающего устройства.
31. Система по п. 30, отличающаяся тем, что упомянутое приемо-передающее устройство дополнительно содержит связанное с сервером одно или несколько навигационных устройств, каждое из которых ассоциировано с отдельным упомянутым датчиком или отдельной группой упомянутых датчиков, и выполнено с возможностью передачи в серверное устройство сведений о местоположении соответствующего датчика или группы датчиков.
32. Емкость для жидкости, содержащая один или несколько емкостных датчиков уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19.
33. Способ сборки емкостного датчика уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19, заключающийся в выполнении этапов, на которых:
А) соединяют основание емкостного датчика с закладными втулками, соединенными с металлическими стержнями;
Б) устанавливают электронный вычислительный блок в нишу для электронного вычислительного блока на основании емкостного датчика и соединяют электронный вычислительный блок с упомянутыми металлическими стержнями;
В) соединяют выходной кабель со входом упомянутого вычислительного блока;
Г) устанавливают крышку, закрывающую нишу для упомянутого вычислительного блока и герметизируют ее компаундом через отверстие с резьбой для подсоединения выходного кабеля;
Д) закручивают выходной кабель в упомянутое отверстие с резьбой;
Е) предварительно калибруют емкостной датчик после перехода компаунда в твердое агрегатное состояние;
Ж) навинчивают электроды на металлические стержни;
З) устанавливают корпус для электродов путем его нанизывания на электроды и жесткого закрепления корпуса для электродов в воротниковой части основания, причем необязательно осуществляют фиксацию электродов внутри корпуса для электродов.
34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что в рамках этапа Е) приводят значения, получаемые с компенсационных измерительных каналов, являющихся одним или несколькими каналами, образованными одним или несколькими из металлических стержней, к значению, полученному с основного измерительного канала, являющегося только одним каналом, образованным только одним из металлических стержней, вычисляют поправочные коэффициенты и осуществляют их запись в энергонезависимую память вычислительного блока.
35. Способ по любому из пп. 33-35, отличающийся тем, что жесткое закрепление корпуса для электродов в воротниковой части основания осуществляется посредством вытяжных заклепок, а фиксация электродов внутри корпуса для электродов осуществляется посредством распорных колец.
36. Способ по любому из пп. 33-35, отличающийся тем, что на этапе Ж) снабжают электроды изоляцией.
37. Способ предварительной калибровки емкостного датчика уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19, заключающийся в выполнении этапов, на которых в процессе сборки упомянутого датчика:
А) измеряют емкости основного измерительного канала, в рамках предварительной калибровки являющегося только одним из металлических стержней, соединенных с вычислительным блоком емкостного датчика;
Б) измеряют емкости каждого компенсационного измерительного канала, в рамках предварительной калибровки являющегося одним или несколькими металлическими стержнями, соединенными с вычислительным блоком емкостного датчика;
В) вычисляют посредством микроконтроллера упомянутого вычислительного блока разности между каждым значением емкости компенсационного измерительного канала и значением емкости основного измерительного канала;
Г) итеративно повторяют операции этапов А)-В) в течение временного промежутка для получения набора первичных поправочных коэффициентов;
Д) вычисляют посредством упомянутого микроконтроллера усредненного значения поправочного коэффициента на основании набора первичных поправочных коэффициентов и занесения полученного усредненного значения поправочного коэффициента в энергонезависимую память упомянутого вычислительного блока.
38. Способ по п. 37, отличающийся тем, что в рамках этапа Г) повторяют операции этапов А)-В) в течение не более, чем 30 минут.
39. Способ по п. 37 или 38, отличающийся тем, что на в рамках этапов А) и Б) необязательно приводят измеренные значения емкостей к соответствующим значениям емкостей при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока, а на этапе В) в качестве значений емкостей измерительных каналов используют полученные приведенные значения емкостей измерительных каналов.
40. Способ измерения уровня границы раздела сред с использованием емкостного датчика уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19, заключающийся в выполнении этапов, на которых:
А) осуществляют калибровку датчика, для получения записываемых в энергонезависимую память вычислительного блока датчика калибровочных значений разности емкостей и значений динамического диапазона уровня границы раздела сред, используя при этом эталонную измеряемую среду;
Б) измеряют уровень границы раздела сред при помощи откалиброванного датчика, при этом измерение заключается в выполнении следующих этапов:
Б1) заполняют емкость измеряемой средой до уровня, при котором наиболее длинный компенсационный канал датчика по меньшей мере частично погружен в измеряемую среду, при этом измеряемая среда отличается от эталонной среды; или заполняют емкость эталонной измеряемой средой до любого допустимого для этой емкости уровня;
Б2) измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительного канала датчика для емкости, содержащей измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока;
Б3) для получения значений разности емкостей посредством микроконтроллера вычислительного блока вычисляют значения разности емкостей, используя попарно каждое значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапа Б2), и значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапа Б2);
Б4) посредством микроконтроллера вычислительного блока для получения значения коэффициента коррекции сравнивают полученные в рамках этапа Б3) значения разности емкостей с калибровочными значениями разности емкостей, и вычисляют отношение разностей емкостей, являющееся коэффициентом коррекции;
Б5) для получения значения емкости уровня границы раздела сред каждое значение емкости основного измерительного канала, посредством микроконтроллера вычислительного блока приводят к значению емкости уровня границы раздела сред, используя для этого коэффициент коррекции, значение которого было получено в рамках этапа Б4);
Б6) посредством микроконтроллера вычислительного блока используют полученные значения емкостей уровня границы раздела сред для определения относительного уровня границы раздела сред в соответствии со значениями динамического диапазона.
41. Способ по п. 40, отличающийся тем, что в рамках этапа А) осуществляют калибровку датчика следующим образом:
А1) устанавливают датчик в емкость, не содержащую измеряемую среду;
А2) измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительных каналов датчика для емкости, не содержащей измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока;
А3) заполняют емкость эталонной измеряемой средой до максимально допустимого уровня для этой емкости;
А4) измеряют значения емкостей основного и каждого компенсационного измерительного канала датчика для емкости, содержащей эталонную измеряемую среду, при этом каждое измерение значения емкости каждого компенсационного измерительного канала осуществляют с учетом усредненного поправочного коэффициента, значение которого содержится в энергонезависимой памяти вычислительного блока;
А5) на основании полученных на этапах А2) и А4) значений посредством микроконтроллера вычислительного блока вычисляют калибровочные значения разности емкостей, используя попарно каждое значение емкости компенсационного канала, полученное в рамках этапов А2) и А4), и значение емкости основного измерительного канала, полученное в рамках этапов А2) и А4), и записывают полученные калибровочные значения разности емкостей в энергонезависимую память вычислительного блока;
А6) предшествуя, одновременно или последовательно с этапом А5) на основании полученных на этапах А2) и А4) значений посредством микроконтроллера вычислительного блока вычисляют динамический диапазон уровня границы раздела сред, причем динамический диапазон уровня границы раздела сред является разностью между значением емкости основного измерительного канала для полной емкости и значением емкости основного измерительного канала для пустой емкости, и записывают полученные значения динамического диапазона уровня границы раздела сред в энергонезависимую память вычислительного блока.
42. Способ по п. 41, отличающийся тем, что в рамках этапа А2) для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, не содержащей измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе А2, посредством микроконтроллера вычислительного блока приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока; в рамках этапа А4) для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, содержащей эталонную измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе А4), посредством микроконтроллера вычислительного блока приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока; при этом в рамках этапов А5) и А6) используют соответствующие приведенные значения емкостей измерительных каналов.
43. Способ по любому из пп. 40-42, отличающийся тем, что в рамках этапа Б2) для получения приведенных значений емкостей измерительных каналов для емкости, содержащей измеряемую среду, значения емкостей измерительных каналов, измеренные на этапе Б2), посредством микроконтроллера вычислительного блока приводят к значениям емкостей измерительных каналов при эталонной температуре, используя для этого коэффициент температурной компенсации, значение которого было предварительно записано в энергонезависимую память вычислительного блока; при этом в рамках этапа Б3) используют соответствующие приведенные значения емкостей измерительных каналов.
44. Соединительная муфта для корпуса для электродов емкостного датчика уровня границы раздела сред по любому из пп. 1-19 или для корпуса для электродов по любому из пп. 27, 28, представляющая собой цилиндр, который предпочтительно в сечении или, по меньшей мере, в сечении своих отверстий в своих основаниях повторяет сечение корпуса электродов емкостного датчика измерения уровня границы раздела сред и на боковой поверхности содержит прорези, выполненные преимущественно по всей высоте муфты и на большей площади боковой поверхности.
45. Муфта по п. 44, характеризующаяся тем, что те части боковой поверхности муфты, которые не содержат прорези, выполнены таким образом, чтобы при соединении с корпусом электродов упомянутого датчика не перекрывать прорези корпуса электродов упомянутого датчика, если корпус электродов упомянутого датчика их имеет.
46. Муфта по п. 44 или 45, отличающаяся тем, что выполнена из того же материала, что и электроды, корпус для электродов и соединительные стержни емкостного датчика уровня границы раздела сред.