CC BY
26
УДК 631 347.8 (088.8) В.А. Цымбалист,
Г.В. Поляев
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ И ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ
Высота подъема жидкости в капиллярных трубках, например, в капиллярах растений, зависит от плотности (атмосферная влага, жидкие удобрения и т.д.), определяется по формуле Берелли-Жюрена [1].
2o^cosв h =--------,
Р
где ® — коэффициент поверхностного
натяжения жидкости;
@ — краевой угол;
Р — плотность жидкости; д — ускорение свободного падения; г — радиус кривизны.
Предлагаемое устройство позволяет определить плотность жидкости, предназначенной для полива, обработки и подкормки растений.
Работа устройства при измерении уровня жидкости. В исходном положении уровень жидкости в резервуаре ниже предельного или отсутствует. В этом случае нижний конец поплавка 4 не контактирует с жидкостью. Под действием силы тяжести поплавка 4 F1 = тд тензопреоб-разователя испытывает деформацию порядка 0,1 мм, где т — масса поплавка, д = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения. В данном случае на цифровом табло микроконтроллера 7 высвечивается «0». При поступлении жидкости в резервуар на поплавок 4 действует давление
Р =Р gh, где h — высота уровня жидкости
[2, 3].
Под действием этого давления выталкивающая сила, равная Р ghS, где S — площадь основания поплавка, перемещает поплавок вверх. Под действием выталкивающей силы деформация тензопреобра-зователя 6 снижается, и на его выходе появляется электрический сигнал и1, значение которого пропорционально уровню h жидкости. Электрический сигнал с выхода тензопреобразователя 6 поступает на вход АЦП микроконтроллера 7, и его
цифровое табло показывает измеренный уровень h жидкости. Поплавок 12 предельного уровня с постоянным магнитом 13 который установлен в верхней части поплавка 4 с возможностью вертикального перемещения под действием выталкивающей силы жидкости вдоль защитной трубы 1. Это происходит до размыкании контактов геркона 14. Система подачи жидкости (не показана) в емкость отключается и цифровое табло микроконтроллера 7 показывает предельный уровень.
85 10 75
Рис. Конструктивная схема устройства для контроля уровня и плотности жидкости
Работа устройства при измерении плотности жидкости микроконтроллером 7 запоминает величину электрического сигнала и1, который поступает на вход от тензопереобразователя 6, пропорциональный измеренному уровню ^ жидкости. С выхода управляющего микрокон-
|66 | Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 6 (44), 2008
троллера 7 электрические импульсы поступают на вход шагового реверсивного электродвигателя 10, вал его поворачивается, и микрометрический винт 11 перемещает в верх тензопреобразователь 6, трос 5 и поплавок 4, который переходит в положение h2. В этом случае электрический сигнал, величина которого равна U2, поступает от тензопреобразователя 6 на первый вход микроконтроллера 7.
Разность потенциалов от тензопреоб-разователя 6 при положении поплавка h, и h2 равна
AU = U, - U2, где AU = k ph2 S — k p gh, S =
= k p gS(h2 — hi^ (1)
где k — коэффициент пропорциональности;
h2 — h, = const.
От датчика температуры 15 электрический сигнал поступает на второй вход микроконтроллера 7 и с учетом этого он определяет измеренную величину
U — U2.
Микроконтроллер 7 в соответствии с соотношением (1) определяет плотность жидкости, так как AU = f(P) его цифровое табло показывает измеренную плотность жидкости.
После этого с выхода управляющего микроконтроллера 7 поступают электрические импульсы на вход шагового реверсивного электродвигателя 10, и вал его
поворачивается в обратном направлении. В этом случае микрометрический винт 11 перемещает тензопреобразователь 6 с тросом 5 вниз, поплавок 4 занимает исходное положение ^ и устройство переходит в режим измерения уровня.
Информация об измеренном уровне и плотности жидкости может быть передана для дальнейшей обработки.
Выводы
Устройство технологично из-за простоты конструкции и имеет высокую производительность и точность, так как процесс перемещения поплавка при измерении плотности осуществляется управляющим микроконтроллером, который управляет работой шагового реверсивного электродвигателя.
Библиографический список
1. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. М.: Высш. шк., 1990. 478 с.
2. Цымбалист В.А. Устройство для измерения уровня и плотности жидкости / В.А. Цымбалист и др. / / Пат. РФ № 2277229; опубл. в БИ — 2006. № 15.
3. Цымбалист В.А. Устройство для измерения уровня и плотности жидкости / В.А. Цымбалист и др. / / Пат. РФ. № 2273829; опубл. В БИ — 2006. № 10.
+ + +
УДК 629.114.2.001.5 А.Н. Площаднов,
Т.А. Убогова, Е.И. Бутаков
ШЛЕЙФ СОВРЕМЕННЫХ АГРЕГАТОВ ДЛЯ СКОРОСТНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА Т-250
Гусеничный скоростной энергонасыщенный сельскохозяйственный трактор Т-250 тягового класса 5 изготавливает ОАО «Алтайский трактор» (рис. 1). Т-250 по праву считается универсальным трактором. Он может агрегатироваться более чем с 80 сельскохозяйственными машинами, в том числе с отечественными и за-
рубежными посевными и почвообрабатывающими комплексами со всеми навесными, полунавесными, прицепными гид-рофицированными, а также комбинированными машинами и сельхозорудиями для выполнения следующих работ: пахоты средних и тяжелых почв, глубокого безотвального рыхления, плантажной вспаш-
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 6 (44), 2008
