СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для контроля уровня жидкости в резервуарах и может быть использовано в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности.
Известен волоконно-оптический уровнемер, содержащий последовательно соединенные источник излучения, волоконно-оптическую линию передачи, чувствительный элемент, выполненный в виде световода, и приемник излучения, причем чувствительный элемент выполнен в виде прямолинейного волоконнооптического световода с изменяющимся вдоль оптической оси показателем преломления материала световода (см. SU авторское свидетельство № 1280329, МПК G 01 F 23/22, 1986г.).
Недостатком этого устройства является его сложность.
Известен сигнализатор уровня жидкости, содержащий поплавок, рычаги, трубку, световод, источник светового излучения, фотодетектор и регистрирующее устройство. Рычаг и опора связаны шарнирно и установлены в резервуаре, а поплавок и трубка прикреплены к противоположным концам рычага, причем трубка изогнута под углом не менее 90° и герметично закрыта с обоих торцов. Внутри трубки расположен световод, выполненный с изгибом, при этом трубка заполнена жидкостью (см. см. RU патент № 2008624, МПК G 01 F 23/22, 1994 г.).
Недостатком известного сигнализатора является наличие двух различных систем - механической (поплавок и рычаг) и волоконно-оптической (световод, источник светового излучения, фотодетектор и регистрирующее устройство), что усложняет конструкцию устройства и снижает его надежность и эксплуатационные качества.
Наиболее близким аналогом является оптическое устройство для измерения уровня жидкости, включающее консольно закрепленный изогнутый стеклянный стержень с одним показателем преломления, имеющий покрытие с другим показателем преломления, который меньше, чем показатель преломления стеклянного стержня. Внешний радиус изгиба (изгибов может быть один или несколько, расположенных на расстоянии друг от друга) равен, по крайней мере.
г о ;0 .-:.а. -1, - о, . г  о  «
G 01 F 23/22
диаметру стержня с покрытием (см. ЕР, заявка № 347095 МПК G 01 F 23/22, 1989 г.).
Недостатком ближайшего аналога является сложность его изготовления вследствие использования стеклянного волокна (сложность получения маленьких радиусов изгиба), а также недостаточно высокая надежность в работе, обусловленная тем, что вследствие использования стержня с оболочкой не имеется возможности обеспечить максимальное затухание сигнала при работе устройства в емкости, заполненной жидкостью.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание простого, технологичного устройства с высокой надежностью в работе и хорошими эксплуатационными показателями.
Поставленная задача решается за счет того, что в сигнализаторе уровня жидкости, содержаш;ем световод, состояший из сердцевины и оболочки и выполненный, по меньшей мере, с одним изгибом, источник светового излучения, расположенный у входного конца световода, фотодетектор и регистрируюшее устройство, расположенные у выходного конца световода, сердцевина световода в зоне изгиба имеет, по крайней мере, один участок свободный от оболочки, при этом сердцевина выполнена из пластика, например, полиимидного, а радиус изгиба световода рассчитывается, исходя из значений радиуса сердцевины световода и показателей преломления сердцевины световода и жидкости по следуюшей формуле:
изг  сердц  П / (Псерц- J,
сердц - радиус сердцевины световода;
п - показатель преломления жидкости;
Псерц- показатель преломления сердцевины световода.
Технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, обусловлен тем, что наличие освобожденного от оболочки участка световода в зоне изгиба позволяет обеспечить надежность работы сигнализатора за счет максимального затухания сигнала при наличии жидкости в емкости. Кроме того, выполнение сердцевины световода из пластика гарантирует технологичность.
нению со световодами, имеющими стеклянную сердцевину). Возможность получения широкого диапазона радиусов изгиба световода дает возможность использования сигнализатора предлагаемой конструкции в жидкостях с различными показателями преломления. В каждом конкретном случае радиус рассчитывается по приведенной вьппе формуле.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 схематически изображен сигнализатор уровня жидкости;
на фиг. 2 - схема регистрирующего устройства.
Сигнализатор уровня жидкости содержит световод 1, состоящий из сердцевины 2 и оболочки 3, источник 4 светового излучения, расположенный у входного конца 5 световода, фотодетектор 6 и регистрирующее устройство 7, расположенные у выходного конца 8 световода 1. Источник 4 светового излучения оптически сопряжен с входным концом световода 1. Фотодетектор 6 опгически сопряжен с выходным концом световода 1. Электрический сигнал с фотодетектора 6 постуиает на регистрирующее устройство 7, электрически связанное с индикатором 10.
Световод 1 выполнен, по меньщей мере, с одним изгибом 9 и в зоне изгиба 9 имеет, по крайней мере, один участок 10, свободный от оболочки 3. Сердцевина 2 вьщолнена из пластика, например, полиимидного. Для испо.)П)Зования сигнализатора в различных жидкостях с разными показателями преломления радиус изгиба световода К„зг предварительно рассчитывается, исходя из значений радиуса сердцевины световода и ноказателей цреломления сердцевины световода и жидкости по следующей формуле:
изг :ердц  ж  V- lcepu  ж/
RcepOT - радиус сердцевины световода;
Пж - показатель преломления жидкости;
Псерц- показатель преломления сердцевины световода,
то есть радиус изгиба световода равен цроизведению радиуса сердцевины световода и отнощения показателя преломления жидкости к разности показателей преломления сердцевины световода и жидкости.
Работа сигнализатора осуществляется следующим образом.
При необходимости получения информащ1И о снижении уровня жидкости ниже заданной минимальной отметки, сигнализатор располагают на высоте этой минимальной отметки. При уровне жидкости в резервуаре выще этой отметки изгиб 9 световода 1 смачивается жидкостью в зоне, где сердцевина 2 освобождена от оболочки 3, и вследствие этого ддя светового излучения от источника 4 нарушается условие полного внутреннего отражения на границе сердцевина 2 световода - жидкость, что приводит к отсутствию сигнала на фотодетекторе 6 и соответственно на регистрирующем устройстве.
При отсутствии жидкости излучение от источника 4 полностью поступает на фотодетектор 6, так как для него выполняется условие полного внутреннего отражения. Элеьсгрический сигнал с фотодетектора 6 поступает на регистрирующее устройство 7, а с него на индикатор 10, показывающей снижение уровня жидкости ниже заданного уровня.
В случае, когда требуется получить информапию о нескольких заданных уровнях, например, максимальном, минимальном и промежуточном, сигнализаторы уровня жидкости располагают на соответствующей высоте резервуара. Работа каждого сигнализатора осуществляется как описано выще. Сигнал от каждого регистрирующего устройства выводится на свой индикатор, что позволяет судить об уровне жидкости в любой момент.