Разработка датчика уровня для измерения уровня сыпучих материалов емкостного типа Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

РАЗРАБОТКА ДАТЧИКА УРОВНЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

ЕМКОСТНОГО ТИПА

5ИВС, Воловик О.Ю. Ст. препод. Рожко Ж. А.

This scientific work on the capacitive measurement method syptsih material level sensor.

Уровнемеры - это специальные устройства, которые используются для определения уровня жидкостей, порошков и других материалов или сырья в определенных резервуарах, в которых они хранятся, или в рабочей среде. Уровнемеры - абсолютно необходимые приборы в современной промышленности (практически во всех областях) и технике (как, например, у дизельного генератора электрического тока необходимо следить за уровнем дизеля в топливном баке, по уровню охлаждающей жидкости, уровнем смазочных веществ и т.д.). Классификация уровнемеров.

«Сыпучий материал - это коллектив частиц, обладающих одной природой». Физико-механические свойства сыпучих материалов и смесей.

Для измерения уровня сыпучих веществ используют датчики механического принципа (ротационные, вибрационные, лотов), емкостного, ультразвуковой эхолокации, микроволновой радиолокации, тензометрами.

Основные методы измерения уровня:

• лотовые;

• ультразвуковые;

• акустические;

• емкостные.

В основу работы данного типа датчика положено свойство конденсатора изменять свою емкость при изменении состава и распределения материала диэлектрика, разделяющий пластины конденсатора.

Допустим, есть коаксиальный конденсатор, помещенный в жидкость (Рисунок 1), которая может свободно проникать в пространство между пластинами. Если известна диэлектрическая проницаемость жидкости, то можно составить следующее равенство:

С=С0+С1=80 *00+81*01

С - общая емкость конденсатора;

СО - емкость участка конденсатора, не имеющего жидкость; С1 - емкость участка конденсатора, имеющего жидкость;

80 - диэлектрическая проницаемость газовой среды;

81 - диэлектрическая проницаемость жидкой среды;

00 - Геометрический коэффициент участка конденсатора, который не содержит жидкость;

01 - Геометрический коэффициент участка конденсатора, который содержит жидкость.

Емкостные датчики лишены подвижных элементов, поэтому достаточно надежны и долговечны. К их недостаткам следует отнести значительную температурную зависимость (которая, впрочем, может быть скомпенсировано), а также необходимость погружения в жидкость.

Дифференциальный метод представляет собой метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор (обязательно прибор сравнения) влияет разница измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой, причем эта разница не доводится до нуля, а измеряется измерительным прибором прямого действия.

Здесь мера имеет постоянное значение Х0, разница измеряемой величины Х и меры Х0, то есть e = Х - Х0, не равна нулю и измеряется измерительным прибором. Результат измерения находятся как У = Х0 + е.

То обстоятельство, что здесь измерительный прибор измеряет не всю величину Х, а только ее часть e, позволяет уменьшить влияние на результат измерения погрешности измерительного прибора, причем влияние погрешности измерительного прибора тем меньше, чем меньше разница e.