датчик уровня диэлектрического вещества

Формула изобретения

1. ДАТЧИК УРОВНЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА, содержащий протяжный металлический экран и расположенный вдоль него спиральный проводник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, металлический экран и спиральный проводник расположены на пересекающихся плоскостях и выполнены короткозамкнутыми на конце, спиральный проводник выполнен одинаковым, а его концевая часть удлинена на величину, обратно пропорциональную значению диэлектрической проницаемости контролируемого вещества.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что плоскости экрана и спирального проводника расположены взаимно перпендикулярно, а концевая часть расположена вдоль линии их пересечения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня различных диэлектрических веществ.

Целью изобретения является повышение точности измерения и повышение чувствительности.

На фиг. 1 и 2 приведены эквивалентные электрические схемы датчика; на фиг. 3, 4 - эквивалентная схема отрезка линии с расположенным вдоль него контролируемым веществом; на фиг. 5 - пример выполнения конструкции датчика.

Устройство содержит контролируемое вещество 1, отрезок 2 длинной линии, параллельный экрану участок 3-5 отрезка линии, перпендикулярные экрану участки 6, 7 отрезка линии, экран 8.

Устройство работает следующим образом.

В емкости с контролируемым веществом 1 размещен датчик в виде короткозамкнутого на конце отрезка длинной линии 2, являющегося четвертьволновым отрезком линии, и расположенного вблизи него одновиткового спирального проводника, имеющего, например, прямоугольную форму.

На фиг. 1, 2 приведена эквивалентная электрическая схема датчика, на которой параллельные экрану участки 3 и 4 отрезка линии имеют длину, равную длине диапазона изменения уровня Z вещества, а концевой участок 5 имеет меньшую длину, выбираемую с целью линеаризации выходной характеристики датчика уровня. Концевой участок 5 отрезка линии может быть расположен как снаружи по отношению к участкам 3 и 4 (фиг. 1), так и между ними (фиг. 2). Параллельные экрану участки 3-5 соединены между собой соответствующими перпендикулярными ему участками 6 и 7. На фиг. 3 и 4 изображены эквивалентные схемы четвертьволнового отрезка линии 2 и расположение относительно него контролируемого вещества 1 (заштриховано). Стрелками показаны направления перемещения поверхности вещества при увеличении уровня Z. Фиг. 3 соответствует расположению поверхности вещества ниже короткозамкнутого конца отрезка линии, а фиг. 4 - расположению выше его. На схемах показано также распределение напряжения U вдоль отрезка линии.

Конкретное выполнение отрезка длинной линии может быть различным. На фиг. 5 приведена конструкция датчика, соответствующая схеме на фиг. 2. Здесь проводники отрезка линии размещены на плоской подложке. Для обеспечения жесткости конструкции датчика размещение участка 5 отрезка линии осуществлено в плоскости, отличной от плоскости расположения двух других параллельных экрану 8 участков 3 и 4. Такая конструкция датчика характеризуется существенно большей собственной частотой механических колебаний отрезка длинной линии (в кГц диапазоне частот), что дает возможность устранить влияние механических колебаний (вибраций) отрезка линии, которые имеют место на работающем объекте, на его геометрические и электрические параметры и, как следствие, на выходную характеристику датчика. Результатом этого является повышение точности измерения.

В частности, указанные плоскости могут быть расположены взаимно перпендикулярно, а концевой участок 5 размещен вдоль линии пересечения этих плоскостей.