Емкостный датчик уровня

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социали стим вских Республик) М. Ыл.С 01 т 23/ с присоединением заяваю сударственный комитетвввта Министров СССРво делан нзобретвннйи открытий м)п тетОпубликовано 05.09.74,бюлл Дата опубликования описани 681. 128,63нь 33 18.О 6.7 72) Автор изобретени В. И. Кабан Заявите 54) ЕМКОСТНОИ ДАТЧИК Н ессе Изобретение относится к области средст. ,ва автоматизации жидкостных процессов, в частнш.ти может применяться в криогенной технике в системах автоматической заливки и поддержания уровня криогенной жидкости в различных емкостях.Известны емкостные датчики уровня; содержащие электрический конденсатор с. внешней и внутренней обкладками в виде коаксиально расположенных цилиндров и отводы от них.Однако известный датчик при работе на криогенной жидкости имеет ряд недостатков:а) криогенные жидкости имеют очень малые величины диэлектрической проницае- Ь мости и поэтому чувствительность датчика мала.б) при работе на переохлажденных жидкостях имеются большие погрешности из-за сильвой зависимости величины диэлектриче ской проницаемости криогенной жидкости от ее температуры, что не позволяет четко фиксировать предельную величину уровня.в) трудно использовать в системах авто матической заливки и поддержания уровняЗб криогенной жидкости, так как в процеевивии сосуда доверииссть ревиеде фввколеблется и характер изменения емкостидатчика колебательный,В изобретении устраняются указанныенедостатки благодаря тому, что все электроды наружной обкладки (например цилинд-рической формы), герметически соединяютсямежду собой токопроводящим кольцеобразным дном и имеют конструкцию стакана сосквозным внутренним отверстием, Внутреннюю (внутренние) обкладку конденсатораразмещают внутри наружной обкладки так,чтобы верхние края электродов внутреннейобкладки располагались ниже верхних кра-.ев внутреннего электрода (цилиндра), а высоту последнего делают ниже высоты внешнего электрода наружной обкладки конденсатора.На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого емкостного датчика, причем нафиг 1 а показан момент фиксирования датчиком. йредельной величины уровня, нафиг. 1 б - предшествующий момент.Емкостной,ддтчик предельной величины 1уровня криогенной жидкости представляетсобой электрический конденсатор, напримеркоаксиальной конструкции и состоит из наружной обкладки 1 и внутренней обкладки2. Наружная обкладка 1 имеет два цилщцрических электрода разной высоты и диаметра, которые соединены токопроводящимкольцевым дном герметично и образуютсвоеобразный стаканчик со сквозным внут10ренним отверстием, образованным внутренней поверхностью внутреннего цилиндрического электрода.Наружная обкладка 1 прикрепляется кстенке сосуда 3 посредством жесткого цилиндра 4. Внутренная обкладка 2 размещается внутри обкладки 1 между ее цилиндрическими электродами и прикрепляется спомощью проводника 5 и изолятора (напримеркерамического) 6, заделанного в стенке сосуда 3. Лепесток 7 служит для подпайки экрана коаксиального кабеля (ипиобшей шины автогенератора).Способ крепления емкостного датчикак стенке сосуда может быть и другим.25Треугольниками обозначена на чертежеграница раздела жидкой и паровой фазы.Емкостной датчик работает следующимобразом,При заполнении сосуда криогенной жидкостью ( с диэлектрической проницаемостьюж ) ее уровень А поднимается (см.фиг, 1, б),Емкостпой датчик погружается в жидкость, прп этом жидкость проходит во внут- З 5реннее отверстие внутреннего электродаи омывает наружную поверхность внешнегоэлектрода наружной обкладки 1 конденсатора, а рабочее пространство между наружной 1 и внутренней 2 обкладками конденсатора не заполняется, и следовательно,электрическая емкость С емкостного датчика не меняется, даже если до предельной величины уровня ) , которуюпред.нужно фиксировать, останется очень малаяЯвеличина дПри дальнейшем повышении уровня Ьон достигает предельной ведичиныпредсоответствующей верхнему краю внутренне- щго электрода наружной обкладки 1, Кри-огенная жидкость начинает переливатьсячерез край и быстро заполняет небольшойобъем рабочего пространства емкостногодатчика (см фиг. 1 а) при этом электриче- Я 4ская емкость последнего увеличивается навеличину Ь СдС (,- Е ), где-1 проницаемость паров. Изменение температуры криогенной жидкости не влияет на .момент изменения его емкости на величинуС. Этот момент по времени совпадает только с моментом достижения уровняжидкости й предельной величины 1предЕсли поднимающийся уровень и криогенной жидкости не спокоен, т. е. поверхностьраздела фаз колеблется, то и в этом случаедатчик работает четко, так, как заполнениерабочего пространства конденсатора жидкостью происходит из внутреннего проходавнутреннего цилиндра наружной обкладки.Диаметр внутреннего цилиндра выбираетсятаким, чтобы поверхность раздела фаз внем поднималась с приглушенными колебаниями и внутренний цилиндр играл рольускопоителя.Наружное волнение жидкости не можетзахлестывать датчик раньше, чем происходит заполнение его рабочего пространстваиз внутреннего прохода, так как цилиндрынаружной обкладки конденсатора имеют разную высоту, причем внешний выше внутреннего,При сливе жидкости из сосуда датчикперестает омываться криогенной жидкостью,и небольшой объем ее, находящейся в рабочем пространстве датчика, быстро испаряется из-за притока тепла от стенки сосуда,деталей крепежа после чего датчик вновьготов к работе.Предмет изобретенияЕмкостной датчик уровня, содержащий электрический конденсатор с внешней и внутренней обкладками в виде коаксиаиьпо расположенных цилиндров и отводы от них, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цепью увеличения крутизны его характеристики и повышения надежности фу нкционирования, внешняя обкладка конденсатора выполнена по крайней мере из двух соединенных между собой кольцеобразным дном цилиндров, первый из которых расположен снаружи цилиндра внутренней обкладки, а второй - внутри, при этом верхний край второго расположен ниже верхнего края первого и выше верхнего края цилиндра внутренней об кладки44 "з 380 Сосаьнель 1 15 ол 5 11. Х 5 м сн1 ехре Н,Лук оррект и раж Щ Заказ ф 1 / 1 По,апвсно 11111111 П 1 1 осуларс 1 вено делаМосква,кна, 1 59, Бережковская наб, 24 11 релнрняеи 1 атен 5 ъ едак 5 ор В 1 сньзьан оо комно изоб 1 н:ений 3035 Ра у си а Совеа Минисров СССР и окрыгнйкая наб., 4