Емкостный зонд для устройств ре-гистрации изменения уровня прово-дящих жидкостей

О П И С А Н И Ец 82036ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслиблик(51) М Кл,6 01 Г 23/26;6 01 С 13/00 авсударставииый комитет ссср ав делам изевретеиий и открытий(71) Заявитель Государственный ордена Трудового Красногогидрологический институт(54) ЕМКО СТВО Й ЗО НД ДЛЯ УСТ РО Й СТВ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ УРОВНЯ ПРОВОДЯЩИХ ЖИДКОСТЕЙ1Изобретение относится к средствам измерения уровня жидкостей, а конкретно к емкостным зондам для устройств регистрации изменения уровня проводящих жидкостей. Основное назначение изобретения связано с регистрацией параметров волн в закрытых водоемах, осуществляемой емкостными волнографами,Существуют два типа емкостных зондов, используемых в устройствах для регистрации изменений уровня жидкости. В одном случае емкостной зонд образован коаксиальными, вставленными один в другой металлическими электродами, образующими обкладки конденсатора, диэлектриком для которого служит измеряемая жидкость. В одном из известных зондов такого типа предусматривается возможность получения ступенчатой регистрации за счет профилирования внутреннего проводника конденсатора 11,К другому типу емкостных зондов относятся такие, в которых на металлическийстержневой электрод. нанесено по всей длине диэлектрическое покрытие, в то времякак другим электродом служит сама контролируемая электропроводящая жидкость12, 3,Наиболее близким к предлагаемому яв 2ляется зонд, находящий применение в емкостном волнографе 13.Однако в этом волнографе не предусмотрена возможность получения ступенчатойзаписи. Профилирование поверхности электрода не приводит к желаемому результатукак по конструктивным соображениям, связанным с требованиями обеспечения жесткости зонда, так и по точностным характе 10 ристикам,Цель изобретения - получение сгупенчатой записи с четкими границами стуленек.Это достигается нанесением покрытия ввиде чередующихся слоев из материалов сразличными значениями диэлектрическойпроницаемости,При построении зонда толщины и высоты чередующихся слоев выполняют одинаковыми.На фиг. 1 приведена конструкция зондаприменительно к волнографу, на фиг. 2 -пример записи волнения на самописце волнографа.Емкостной зонд волнографа представляет собой веху, состоящую из металлического стержня 1, покрытого гидрофобным диэлектриком 2, н изолятора в виде распределенных по длине стержня шайб 3 и 4 изЗ 0 двух материалов, имеющих различные ди820365 45 3электрические проницаемости и распределенных по стержню так, что две смежныешайбы изолятора (участки А и Б) имеютразные диэлектрические проницаемости.Например, шайбы могут быть изготовлены из тцтаната бария (участок А), разнесены по стержню на определенное расстояние(участок Б), а промежутки между ними(участки Б) залиты компаундом. Одновременно покрываются небольшим слоем компаунда ц сами шайбы.Нижний конец вехи заделан герметично,а ца верхнем конце ее укреплен блок 5 сэлектрической схемой волнографа (КС -генератор, модулятор, передатчик, самописец).Изменение высоты волн вокруг вехи, закрепленной жестко, вызывает изменениепараметров датчика емкости скачками, связанными с чередующимися шайбами 3 и 4изолятора стержня 1, имеющими различныедиэлектрические проницаемости. Это приводит к скачкообразному изменению частоты1 С - генератора, которым модулируетсянесущая частота передатчика, Сигнал принимается радиоприемником, поступает цачастотный дискриминатор и затем на самописец. Запись волнения на самописце присоответствующей скорости протяжки бумаги (которая выбирается в зависимости отпериода волн) имеет ступенчатую форму(см. фиг, 2), что позволяет определить масштаб записи высоты по числу ступенек,Высоту волны определяют по формулеЙ = а 1 А+ пгБ,где А и Б - высоты элементов ступенейизолятора емкости;и, - число ступеней высотой А;и, - число ступеней высотой Б.Величины А и Ь для каждой вехи являются постоянными, числа п и пг могутиметь как целые, так и дробные значения.Пример подсчета высоты волны для записи, приведенной на фиг. 2.А = 5 см, Б = 10 см,тогда для гребня волнып,=2,3; пг=2;й = 2,3 5 см + 2 10 см = 31,5 см,для впадины волнып = 2; пг =- 2,5;lг = 2 5 см+ 2,5 10 см = 35 см, 50С помощью предлагаемой конструкцииемкостцого волнографа можно получитьзначительно более выраженную ступенчатую запись ца самописце, чем ступенчатуюзапись, получаемую волнографом, построенном с использованием профцлироваццогоэлектрода.Для предлагаемого зонда с диаметромстержня 40 мм примем толщину покрытия10 мм. 60На участке Л диэлектрическая прошщаемость изолятора, например, изготовленно 4го из титацата барця, в,= 1200. На участке Б диэлектрическая проницаемость изолятора, например, изготовленного из компаунда Й - 6, е =4.Следовательно, ца участке А коэффициент преобразования будет больше, чем ца участке Б: 1 л, 1200 .= - = 300 Кв Коэффициент преобразования у предлагаемого емкостного зонда изменяется от участка А к участку Б в 300 раз, в то время как у зонда с профилированным электродом при сопоставимых размерах коэффициент изменяется только в 13 раз. Кроме того, зонд постоянной толщины имеет более жесткую конструкцию.Увеличение жесткости путем увеличения минимального диаметра профилированцого электрода ведет к увеличению лобового сопротивления набегающей волне.Для надежной работы волнографа с масштабными метками на записи .(ступенчатая запись волны) необходимо иметь большую разницу коэффициентов преобразования между смежными участками зонда (масштабными ступенями), так как за счет смачивания водой происходит сглаживание скачка емкости на границах смежных участков А и Б, и в условиях, чем больше разница коэффициентов преобразования на смежных участках, тем надежнее выявляются ступеньки на записи волны, а следовательно повышается точность измерений. Формула изобретения 1, Емкостной зонд для устройств регистрации изменений уровня проводящих жидкостей, преимущественно для волнографов, содержащий металлический стержневой электрод с нанесенным на него по всей длине изоляционным покрытием, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения ступенчатой записи с четкими границами сту пенек, покрытие нанесено в виде чередующихся слоев из материалов с различными значениями диэлектрической проницаемости.2, Зонд по п. 1, отл ич ающ и йся тем, что толщины и высоты чередующихся слоев выполнены одинаковыми,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР155632, кл, 6 01 Р 2326, 1962.2. Патент Швейцарии586390, кл. б 01 Р 23/26, 1977.3. Авторское свидетельство СССР532759, кл. г 01 С 13/00, 1975 (прототип),820365 Составитель Ю. ферштма Техред Л, Куклина Пигьма едакт рмк ор Л Слепая аказ 308 Подписное Н 113 Загорская типография Упрполиграфиздчта Мособлисполком Изд, 126ИПИ Государствпо делам изобреМосква, Ж,Тираж 671нного комитета СССРнпй н открытийаушская наб., д. 4/5