ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
LIQUID LEVEL SENSOR

Изобретение относится к устройствам для контроля уровня жидкости и может быть использовано для контроля уровня различных жидкостей в аппаратах, емкостях и сосудах стационарных и подвижных установок.
Известны переключатели с магнитоуправляемыми контактами с угловым перемещением магнита относительно неподвижного геркона (Харазов К.И. Переключатели с магнитоуправляемыми контактами. - М.: Энергия, 1978, стр.44-45). Геркон - сокращение от «герметичный (магнитоуправляемый) контакт» - элемент, механически замыкающий или размыкающий электрическую цепь при должном изменении напряженности магнитного поля. В горизонтальных поплавковых сигнализаторах уровня поплавок с магнитом закреплен на шарнире, а геркон находится в корпусе датчика. В этом случае датчик-реле уровня монтируется в боковую стенку емкости. При достижении жидкостью уровня датчика магнит воздействует на геркон и цепь замыкается.
Из уровня техники известны герконовые датчики уровня жидкости фирмы Crydom серии RSF горизонтального исполнения (конструкция аналогична описанному в К.И.Харазов Устройства автоматики с магнитоуправляемыми контактами. - М.: Энергоиздат, 1990, с.215-216).
Поплавковые датчики уровня жидкости конструктивно состоят из подвижного магнита, перемещение которого осуществляется поплавком, и магниточувствительных герконовых контактов. Геркон срабатывает при приближении магнита, датчик выдает сигнал переключения. При снижении уровня жидкости магнит опускается, возвращая контакты в первоначальное положение.
К недостаткам датчика уровня жидкости Crydom можно отнести то, что крепление датчика к емкости осуществляется с помощью резьбового соединения без строгой фиксации положения оси поплавка в горизонтальном положении.
Известен сигнализатор уровня жидкости (авт.свид. №1742628, кл. G01F 23/56), в котором поплавок с установленным на нем магнитом перемещается по вертикальной немагнитной трубе и происходит включение геркона, что фиксируется как изменение уровня жидкости.
Существенным недостатком данного сигнализатора является неоднозначность информации об уровне жидкости. Так, при выходе магнита из взаимодействия с герконом невозможно однозначно определить поднялся или понизился уровень жидкости. Кроме того, датчик не обеспечивает контроля пределов регулирования уровня жидкости.
Известен датчик уровня жидкости (патент US 6195013 B1, кл. G08B 21/00), имеющий поплавки, магнит, геркон, электрический разъем и байонетное соединение для закрепленияе датчика к емкости.
Недостатком данного датчика является сложность конструкции, в частности конструкция датчика требует вертикальную его установку, наличие трубы, в которой расположены поплавки, и использование нескольких поплавков.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой является датчик уровня жидкости Crydom (прототип), включающий корпус с резьбой, геркон, магнит и поплавок с угловым перемещением магнита относительно неподвижного геркона.
К недостаткам прототипа можно отнести то, что при монтаже датчика при использовании резьбы требуется выставить ось поворота поплавка в горизонтальном положении, сложность конструкции не обеспечивает надежность в эксплуатации при негерметичности поплавка, нетехнологичность монтажа.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение технологичности монтажа датчика и повышение надежности эксплуатации.
Технический результат: обеспечивается установка и фиксация датчика в положении, когда ось поворота поплавка ориентирована горизонтально; фиксация датчика обеспечивается за счет применения резиновых уплотнительных колец; обеспечивается надежность в эксплуатации при негерметичности поплавка.
Технический результат достигается тем, что поплавок датчика является сборным, поплавок заполнен гранулами с низкой плотностью вещества, например вспененным полиэтиленом, присоединение датчика к емкостьи выполнено в виде байонетного соединения, ось поплавка установлена в горизонтальное положение, а датчик зафиксирован уплотнительными кольцами. Возможность неправильной установки датчика исключается применением разной длины дуги паза байонетного соединения и выступов разной ширины в корпусе емкости.
Заполнение полости поплавка гранулами с низкой плотностью вещества обеспечивает надежность работоспособности датчика при эксплуатации в случае нарушения герметичности поплавка. Байонетное соединение датчика с емкостью обеспечивает простоту установки датчика и служит для точного горизонтального расположения оси поворота поплавка. Разная длина дуги паза байонетного соединения исключает установку датчика в неправильном положении. Для фиксации и уплотнения датчика с емкостью служат уплотнительные кольца.
На фиг.1 и фиг.2 показана схема датчика уровня жидкости.
Датчик состоит из:
- колодки поз.1 (разъем колодки является аналогом разъема колодки 282101-1 AMP Superseal 1,5 SRS), имеющей контакты поз.9, и установленное на посадочной части колодки уплотнительное кольцо поз.6;
- корпуса поз.2 с расположенным в полости корпуса магнитоуправляемым контактным узлом - герконом поз.8 и установленными на корпус уплотнительными кольцами поз.5;
- колпачка поплавка поз.3 с установленным магнитом поз.7 и заполненного гранулами поз.10 с низкой плотностью вещества и пробки колпачка поз.4, имеющей осевые направляющие поз.12 в корпусе поз.2 для обеспечения свободного перемещения поплавка, и ограничитель поз.13, ограничивающий максимальный угол отклонения поплавка;
- байонетного соединения поз.11 датчика с емкостью поз.14 с длинами дуг пазов на корпусе датчика α и β и соответствующие им выступы на корпусе емкости с длинами дуг 7 и 6.
Датчик устанавливается в боковой стенке расширительного бачка с охлаждающей жидкостью или емкости. Датчик должен обеспечивать размыкание и замыкание электрической цепи постоянного тока не более 1А номинальным напряжением 12В и не более 0,5А с номинальным напряжением 24В, а также при изменении напряжения от 90 до 125% от номинального значения. Замыкание контактов датчика должно происходить самостоятельно при снижении уровня охлаждающей жидкости, определяемой риской «min», и не иметь «ложных» срабатываний при торможении автомобиля и езде по неровной дороге. Зона замыкания контактов геркона составляет 20° max.
В датчиках уровня жидкости поплавкового типа в качестве коммутирующего элемента используются герконы. При достижении жидкостью уровня размещения датчика поплавок со встроенным магнитом поднимается вместе с уровнем жидкости и замыкает или размыкает контакты геркона.
Таким образом, заявляемый датчик уровня жидкости обеспечивает более точное определение уровня жидкости, более простой в установке и более надежный.