ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к области измерения уровня жидкости и может быть использована на транспорте для измерения количества топлива в баках, а также глубины погружения тела в жидкость.
Известен датчик для измерения уровня проводящей жидкости, содержащий остеклованный электрод и дополнительный электрод без изоляции (см. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с., стр. 142, рис. 7.9, б).
Изменение емкости датчика пропорционально глубине погружения остеклованного электрода в жидкость.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного датчика, относится возможность измерения уровня только электропроводящих жидкостей и отсутствие экранирования остеклованного электрода.
Наиболее близким датчиком того же назначения к заявленному датчику по совокупности признаков является датчик для измерения уровня жидкости, содержащий электроды, расположенные внутри изоляционного слоя, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующие параллельно соединенные конденсаторы, (см. Патент РФ №2196966, G01F 23/26, Б.И. №2, 2003) и принятый за прототип.
При изменении уровня жидкости изменяется емкость конденсатора, образованного погруженными в жидкость электродами, находящимися внутри изоляционного слоя.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже результата при использовании известного датчика, принятого за прототип, относится отсутствие датчика диэлектрической проницаемости изоляционного слоя, что приводит к понижению точности измерения уровня жидкости.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка емкостного датчика для измерения уровня жидкости.
Технический результат - повышение точности измерения уровня жидкости.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что известный датчик для измерения уровня жидкости содержит систему электродов, расположенную внутри изоляционного слоя, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующую параллельно соединенные конденсаторы.
Особенностью является то, что внутри изоляционного слоя установлена вторая подобная система электродов, расположенная параллельно первой системе электродов, между которыми установлены дополнительные электроды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлены продольный и поперечный разрезы датчика.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
1-2
Датчик содержит систему электродов 1 и 2, расположенную внутри изоляционного слоя 3, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующую параллельно соединенные конденсаторы. Система электродов 1 и 2 образует плоский конденсатор, емкость С которого определяется шириной электродов 1, 2, расстоянием между электродами 1, 2, толщиной и диэлектрической проницаемостью изоляционного слоя 3, глубиной X погружения электродов 1 и 2 в жидкость 4.
1-7
5-7
Внутри изоляционного слоя 3 установлена вторая подобная система электродов 5 и 6, расположенная параллельно первой системе электродов 1 и 2, между которыми установлены дополнительные электроды 7, ширина которых меньше ширины электродов 1 и 5. Электроды 1 соединены с электродами 5, а электроды 2 соединены с электродами 6. Электроды 7 соединены между собой. Электроды 1, 7 и 5, 7 образуют плоские конденсаторы, емкости С и С которых определяются шириной электродов 7, расстоянием между электродами 1 и 7, 5 и 7, диэлектрической проницаемостью изоляционного слоя 3.
Датчик работает следующим образом.
1-2
5-6
При подаче на электроды 1, 2 и 5, 6 напряжения вокруг них образуется неоднородное электрическое поле, которое зависит от ширины электродов 1, 2 и 5, 6, расстояния между электродами 1 и 2, 5 и 6, толщины и диэлектрической проницаемости изоляционного слоя 3, диэлектрической проницаемости жидкости 4 и глубины X погружения электродов 1, 2 и 5, 6 в жидкость 4. Изменение глубины X погружения электродов 1, 2 и 5, 6 в жидкость 4 приводит к изменению напряженности поля и связанной с ней сумме емкостей С+С конденсаторов, образованных электродами 1, 2 и 5, 6, изоляционным слоем 3 и погруженной в жидкость 4 на величину X частью электродов 1, 2 и 5, 6.
1-7
5-7
При подаче на электроды 1, 7 и 5, 7, напряжения между ними образуется электрическое поле, которое зависит от ширины электродов 7, расстояния между электродами 1 и 7 и электродами 5 и 7, диэлектрической проницаемости изоляционного слоя 3. Сумма емкостей С+С конденсаторов, образованных электродами 1, 7 и 5, 7, изменяется с изменением диэлектрической проницаемости изоляционного слоя 3 и не зависит от глубины погружения электродов 1, 7 и 5, 7 в жидкость 4.
Измерение диэлектрической проницаемости изоляционного слоя позволяет повысить точность измерения уровня жидкости.