RU2538411C2 - Oil level meter for opaque vessels - Google Patents

Oil level meter for opaque vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2538411C2
RU2538411C2 RU2013116129/28A RU2013116129A RU2538411C2 RU 2538411 C2 RU2538411 C2 RU 2538411C2 RU 2013116129/28 A RU2013116129/28 A RU 2013116129/28A RU 2013116129 A RU2013116129 A RU 2013116129A RU 2538411 C2 RU2538411 C2 RU 2538411C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
diode
amplifier
resistance
emitter
Prior art date
Application number
RU2013116129/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013116129A (en
Inventor
Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ
Original Assignee
Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ filed Critical Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ
Priority to RU2013116129/28A priority Critical patent/RU2538411C2/en
Publication of RU2013116129A publication Critical patent/RU2013116129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538411C2 publication Critical patent/RU2538411C2/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to instrumentation. The device comprises electrically interconnected a transistor-based self-energising quartz resonator of high frequency pulse oscillations, measurement circuit containing a transistor-based preamplifier, transistor-based amplifier, capacitive electrodes of the measurement circuit, diodes, measuring instrument, power source, diode voltage regulator. Capacitive electrodes are two copper electrodes made from a strip, bar, tube or another pattern. The device includes DC amplifier based on the composite transistor, connected with common collector (emitter follower), and also the diodes connected in series, and these diodes are connected in the blocking direction. The first diode lead is connected to the lead of the capacitive electrode, the second diode lead is "grounded". The first capacitive electrode lead is connected to the collector of the amplifier transistor of the measurement circuit, the second capacitive electrode lead is connected to the diode cathode and anode, the diode anode is "grounded", the diode cathode through the switch and resistance is connected with the base of the composite transistor of the emitter follower, between the emitter of which and "ground" the resistance and diode are connected in series in a conducting direction. The composite transistor emitter of the emitter follower through the resistance is connected to the measuring device lead, the second lead of which is "grounded", the composite transistor collector of the emitter follower is connected to the power source.
EFFECT: expansion of the scope of application at simultaneous improvement of accuracy of level measurement of and simplification of design.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения уровня жидких масел, в частности, находящихся в непрозрачных емкостях.The invention relates to the field of instrumentation and can be used in various industries to measure the level of liquid oils, in particular, in opaque containers.

Из уровня техники известен электронный влагомер почвы, описанный в SU 214154, МПК6 G01N 27/04, G01N 27/22, опубл. 1966. Известное устройство содержит самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты, измерительную схему, емкостный датчик, диодные выпрямители, измерительный прибор, источник питания. В качестве измерительной схемы служит резонансный измерительный контур с индуктивностью и емкостным датчиком, содержащим изолированные электроды. Параметры резонансного контура подобраны так, что зависимость между изменением емкости и изменением амплитуды высокочастотного напряжения на контуре близка к линейной. При заполнении датчика влажным испытуемым материалом частота контура уменьшается, приближаясь к частоте питающего контур генератора, в результате чего величина резонансного напряжения на контуре возрастает пропорционально влажности материала и после выпрямления диодными выпрямителями определяется стрелочным индикатором, показывающим величину влажности вещества.The prior art electronic soil moisture meter is described in SU 214154, IPC 6 G01N 27/04, G01N 27/22, publ. 1966. The known device contains a self-excited quartz oscillator of high frequency pulsed oscillations, a measuring circuit, a capacitive sensor, diode rectifiers, a measuring device, a power source. The measuring circuit is a resonant measuring circuit with an inductance and a capacitive sensor containing isolated electrodes. The parameters of the resonant circuit are selected so that the relationship between the change in capacitance and the change in the amplitude of the high-frequency voltage on the circuit is close to linear. When the sensor is filled with wet test material, the frequency of the circuit decreases, approaching the frequency of the generator supplying the circuit, as a result of which the value of the resonant voltage on the circuit increases in proportion to the moisture of the material and, after rectification by diode rectifiers, is determined by an arrow indicator showing the value of the substance's moisture.

Недостатком известного электронного влагомера является узкая область использования.A disadvantage of the known electronic moisture meter is a narrow field of use.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, т.е. прототипом, является устройство для измерения и индикации предельного уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, описанное в патенте RU 2463565, МПК G01F 23/26, опубл. 2012. Согласно описанию известное устройство содержит электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты, измерительную схему, датчик с емкостными электродами, причем электроды выполнены в виде катушек индуктивности и изолированы от внешней среды покрытием, диоды, источник питания, диодный стабилизатор напряжения, усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах, световой индикатор, выполненный на светодиоде, включенном в коллектор транзистора усилителя постоянного тока. При поступлении в технологическую емкость жидкого масла электроды датчика, установленные в верхней части технологической емкости, оказываются погруженными в жидкое масло и образуют некоторый конденсатор с находящимся между электродами жидким маслом. Через емкостные электроды протекает ток заряда конденсатора, который через диод, включенный в прямом направлении, поступает на вход усилителя постоянного тока. Включается световой индикатор, сигнализирующий о предельном уровне жидкого масла, находящегося в технологической емкости.Closest to the technical nature of the claimed invention, i.e. the prototype is a device for measuring and indicating the maximum level of liquid oils in opaque containers, described in patent RU 2463565, IPC G01F 23/26, publ. 2012. According to the description, the known device comprises a self-excited high-frequency oscillating crystal oscillator electrically interconnected, a measuring circuit, a sensor with capacitive electrodes, the electrodes being made in the form of inductors and coated with an external environment, diodes, a power source, a diode voltage regulator, a direct current amplifier made on transistors, a light indicator made on an LED included in the collector of a transistor of a constant-current amplifier about current. Upon receipt of liquid oil in the technological capacity, the sensor electrodes installed in the upper part of the technological capacity turn out to be immersed in liquid oil and form a certain capacitor with liquid oil located between the electrodes. A capacitor charge current flows through the capacitive electrodes, which, through the diode, turned on in the forward direction, enters the input of the DC amplifier. The indicator light turns on, indicating the maximum level of liquid oil in the technological tank.

Недостатком известного устройства, принятого в качестве прототипа заявляемого изобретения, является его узкая область использования.A disadvantage of the known device, adopted as a prototype of the claimed invention, is its narrow scope.

Настоящее изобретение направлено на исключение вышеперечисленного недостатка, а именно на расширение области использования известного устройства путем обеспечения возможности измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, например моторного масла, при одновременном увеличении точности измерения уровня и упрощении конструкции устройства.The present invention is aimed at eliminating the above drawback, namely, expanding the field of use of the known device by providing the ability to measure the level of liquid oils in opaque containers, such as motor oil, while increasing the accuracy of level measurement and simplifying the design of the device.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, содержащее электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты, измерительную схему, емкостные электроды, включенные в измерительную схему, на которые нанесено изолирующее от внешней среды покрытие, диоды, а также диод, включенный в измерительную схему в обратом направлении и соединенный с коллектором и базой транзистора усилителя измерительной схемы, усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах, измерительный прибор, источник питания и диодный стабилизатор напряжения, включенный в источник питания и выполненный в обычном (обратом) направлении диодов, согласно предлагаемому изобретению в качестве емкостных электродов использованы два медных электрода, выполненных из ленты, прутка, трубки или другого профиля, усилитель постоянного тока выполнен на составном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель).The problem is achieved in that a device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, containing a self-excited high-frequency oscillating crystal oscillator electrically connected to each other, a measuring circuit, capacitive electrodes included in the measuring circuit, which are coated with an insulating coating from the external environment , diodes, as well as a diode included in the measuring circuit in the opposite direction and connected to the collector and the base of the transistor of the amplifier of the measuring circuit , a DC amplifier made with transistors, a measuring device, a power source and a diode voltage regulator included in the power source and made in the normal (reverse) direction of the diodes, according to the invention, two copper electrodes made of tape and a rod are used as capacitive electrodes , tube or other profile, the DC amplifier is made on a composite transistor connected according to the scheme with a common collector (emitter follower).

Другое отличие предлагаемого устройства состоит в том, что оно дополнительно содержит два диода, включенных последовательно, причем диоды включены в обратном направлении, вывод одного диода соединен с выводом емкостного электрода, вывод второго диода «заземлен», вывод этого же емкостного электрода соединен с коллектором транзистора усилителя измерительной схемы, вывод второго емкостного электрода соединен с катодом одного и анодом второю диода, анод первого диода «заземлен», катод второго диода через переключатель и сопротивление соединен с базой составного транзистора эмиттерного повторителя, между эмиттером которого и «землей» включены последовательно сопротивление и диод в прямом направлении, эмиттер составного транзистора эмиттерного повторителя через сопротивление соединен с выводом измерительного прибора, второй вывод которого «заземлен», коллектор составного транзистора эмиттерного повторителя соединен с источником питания.Another difference of the proposed device is that it additionally contains two diodes connected in series, the diodes being connected in the opposite direction, the output of one diode connected to the output of the capacitive electrode, the output of the second diode “grounded”, the output of the same capacitive electrode connected to the collector of the transistor the amplifier of the measuring circuit, the output of the second capacitive electrode is connected to the cathode of one and the anode of the second diode, the anode of the first diode is “grounded”, the cathode of the second diode through the switch and the resistance dinene with the base of the composite emitter follower transistor, between the emitter of which and ground are connected in series the resistance and the diode in the forward direction, the emitter of the composite emitter follower transistor is connected through resistance to the output of the measuring device, the second output of which is “grounded”, the collector of the composite emitter follower transistor is connected with a power source.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, отличается наличием новых элементов, их формой выполнения, взаимным расположением, наличием связей между элементами.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, characterized by the presence of new elements, their form of execution, relative position, the presence of connections between the elements.

Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестно устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, обладающее такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемое. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию изобретения "новизна".A patent search showed that at present there is no known device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, which has the same set of essential features as the proposed one. Thus, the claimed design meets the criteria of the invention of "novelty."

При изучении уровня техники, известного в данной области, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию изобретения «изобретательский уровень».When studying the level of technology known in this field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criteria of the invention "inventive step".

Предлагаемое изобретение схематически поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема устройства для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях.The invention is schematically illustrated by a drawing, which shows a schematic diagram of a device for measuring the level of liquid oils in opaque containers.

Устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, содержит электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты на транзисторе (на схеме не показан), измерительную схему, содержащую предварительный усилитель на транзисторе 1, усилитель на транзисторе 2, емкостные электроды, включенные в измерительную схему, на которые нанесено изолирующее от внешней среды покрытие, диоды 3, 4, содержит диод 5, включенный в измерительную схему, причем диод включен в обратном направлении, соединен с коллектором и базой транзистора усилителя измерительной схемы, измерительный прибор 6, источник 7 питания, диодный стабилизатор 8 напряжения, включенный в источник 7 питания. В качестве емкостных электродов использованы медные электроды 9, 10, выполненные из ленты, прутка, трубки или другого профиля. Устройство содержит усилитель постоянного тока, выполненный на составном транзисторе 11, включенном по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель).A device for measuring the level of liquid oils in opaque containers contains a self-excited high-frequency quartz oscillator oscillating on a transistor (not shown in the diagram), a measuring circuit containing a preliminary amplifier on transistor 1, an amplifier on transistor 2, capacitive electrodes included in the measuring circuit, on which the coating is insulated from the external environment, diodes 3, 4, contains a diode 5 included in the measuring circuit, the diode included in the opposite direction, connected to the collector and the base of the transistor of the amplifier of the measuring circuit, a measuring device 6, a power supply 7, a diode voltage stabilizer 8, included in the power supply 7. As capacitive electrodes used copper electrodes 9, 10, made of tape, rod, tube or other profile. The device contains a DC amplifier made on a composite transistor 11, connected according to the scheme with a common collector (emitter follower).

Устройство для измерения уровня жидких масел содержит также два диода 12, 13, включенные последовательно, причем диоды включены в обратном направлении, вывод диода 12 соединен с выводом емкостного электрода 9, вывод второго диода 13 «заземлен». Вывод емкостного электрода 9 соединен с коллектором транзистора 2 усилителя измерительной схемы.The device for measuring the level of liquid oils also contains two diodes 12, 13 connected in series, and the diodes are turned in the opposite direction, the output of the diode 12 is connected to the output of the capacitive electrode 9, the output of the second diode 13 is “grounded”. The output of the capacitive electrode 9 is connected to the collector of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit.

Вывод емкостного электрода 10 соединен с катодом диода 3 и анодом диода 4, анод диода 3 «заземлен», а катод диода 4 через переключатель 14 и сопротивление 15 соединен с базой составного транзистора 11 эмиттерного повторителя, между эмиттером которого и «землей» включены последовательно сопротивление 16 и диод 17 в прямом направлении. Эмиттер составного транзистора 11 эмиттерного повторителя через сопротивление 18 соединен с выводом измерительного прибора 6, второй вывод которого «заземлен». Коллектор составного транзистора 11 эмиттерного повторителя соединен с источником 7 питания. Сопротивление 19 соединено с базой транзистора 1 предварительного усилителя измерительной схемы и через потенциометр 20 с источником 7 питания. Коллектор транзистора 1 предварительного усилителя через сопротивление 21 и потенциометр 20 соединен с источником 7 питания, а через емкость 22 соединен с базой транзистора 2 усилителя измерительной схемы. Эмиттер транзистора 1 предварительного усилителя измерительной схемы и эмиттер транзистора 2 усилителя измерительной схемы «заземлены». Сопротивление 23 соединено с коллектором и базой транзистора 2 усилителя измерительной схемы параллельно диоду 5. Коллектор транзистора 2 усилителя измерительной схемы через сопротивление 24 и потенциометр 20 соединен с источником 7 питания.The output of the capacitive electrode 10 is connected to the cathode of the diode 3 and the anode of the diode 4, the anode of the diode 3 is “grounded”, and the cathode of the diode 4 through the switch 14 and the resistance 15 is connected to the base of the composite transistor 11 of the emitter follower, between which emitter and ground are connected in series resistance 16 and diode 17 in the forward direction. The emitter of the composite transistor 11 of the emitter follower through a resistance 18 is connected to the output of the measuring device 6, the second output of which is “grounded”. The collector of the composite transistor 11 of the emitter follower is connected to a power source 7. The resistance 19 is connected to the base of the transistor 1 of the preliminary amplifier of the measuring circuit and through the potentiometer 20 with a power source 7. The collector of the transistor 1 of the preliminary amplifier through a resistance 21 and a potentiometer 20 is connected to a power source 7, and through a capacitance 22 is connected to the base of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit. The emitter of the transistor 1 of the preliminary amplifier of the measuring circuit and the emitter of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit are “grounded”. The resistance 23 is connected to the collector and the base of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit parallel to the diode 5. The collector of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit through the resistance 24 and the potentiometer 20 is connected to the power source 7.

Вывод измерительного прибора 6 через сопротивление 25 и потенциометр 26 соединен с источником 7 питания. Для проверки работы устройства в нем предусмотрено подключение контрольной емкости 27.The output of the measuring device 6 through the resistance 25 and the potentiometer 26 is connected to a power source 7. To verify the operation of the device, it provides for the connection of a control capacitance 27.

Предварительный усилитель измерительной схемы на транзисторе 1 уменьшает влияние транзистора 2 усилителя измерительной схемы на работу кварцевого генератора, выполненного на транзисторе.The preliminary amplifier of the measuring circuit on the transistor 1 reduces the influence of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit on the operation of the crystal oscillator made on the transistor.

Заявляемое устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, работает следующим образом.The inventive device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, operates as follows.

При поступлении в технологическую емкость жидкого масла, например моторного, электроды датчика оказываются погруженными в жидкое масло. При отсутствии положительного сигнала в базе транзистора 2 усилителя измерительной схемы последний закрыт, сопротивление эмиттер-коллектор велико и электрод 9 отсоединен от «земли». Электроды 9, 10 представляют собой металлические электроды с жидким маслом между ними, изолированные от жидкого масла, образуют конденсатор с некоторой емкостью, величина которой зависит от диэлектрической проницаемости жидкого моторного масла. Под действием напряжения источника 7 питания емкость конденсатора заряжается через потенциометр 20, сопротивление 24, диод 4, переключатель 14, установленный в положение «Измерение», сопротивление 15, база-эмиттер составного транзистора 11, сопротивление 16, диод 17.When liquid oil, for example motor oil, enters the process vessel, the sensor electrodes are immersed in liquid oil. In the absence of a positive signal in the base of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit, the latter is closed, the resistance of the emitter-collector is large, and the electrode 9 is disconnected from the ground. The electrodes 9, 10 are metal electrodes with liquid oil between them, isolated from liquid oil, form a capacitor with a certain capacity, the value of which depends on the dielectric constant of the liquid motor oil. Under the action of the voltage of the power supply 7, the capacitor is charged through a potentiometer 20, resistance 24, diode 4, switch 14 set to “Measurement”, resistance 15, base-emitter of the composite transistor 11, resistance 16, diode 17.

По цепи течет ток заряда конденсатора:A capacitor charge current flows along the circuit:

I = Q T = C U f

Figure 00000001
I = Q T = C U f
Figure 00000001

где I - ток заряда электрической емкости C конденсатора, А;where I is the charge current of the electric capacitance C of the capacitor, A;

Q - заряд на обкладках конденсатора с емкостью C, К;Q is the charge on the plates of the capacitor with a capacity of C, K;

U - напряжение на обкладках конденсатора, В;U is the voltage across the capacitor plates, V;

T - период следования импульсов, с;T is the pulse repetition period, s;

f - частота следования импульсов, Гц;f is the pulse repetition rate, Hz;

C - электрическая емкость конденсатора, Ф.C is the electric capacitance of the capacitor, F.

Емкость конденсатора определяется из соотношенияCapacitor capacity is determined from the ratio

C = ε S 4 π d

Figure 00000002
C = ε S four π d
Figure 00000002

где C - емкость, Пф;where C is the capacity, Pf;

ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды;ε is the relative dielectric constant of the medium;

S - площадь обкладок конденсатора, см2;S is the area of the capacitor plates, cm 2 ;

d - расстояние между обкладками, см.d is the distance between the plates, see

Ток заряда конденсатора образует в базе составного транзистора 11 напряжение, под действием которого транзистор 11 открывается, по нему течет ток эмиттера. Составной транзистор 11 включен по схеме с общим коллектором и обладает большим входным сопротивлением. Выходное сопротивление транзистора 2 усилителя измерительной схемы также большое, что позволяет произвести согласование измерительной цепи. Сопротивление 16 и последовательно включенный с ним диод 17 образуют общее сопротивление, на котором возникает некоторое напряжение при протекании тока эмиттера. Это напряжение через сопротивление 18 подается на вывод измерительного прибора 6, под действием которого через измерительный прибор 6 протекает ток, определяющий уровень жидкого масла.The capacitor charge current forms a voltage in the base of the composite transistor 11, under the influence of which the transistor 11 opens, the emitter current flows through it. Composite transistor 11 is connected according to the scheme with a common collector and has a large input impedance. The output impedance of the transistor 2 of the amplifier of the measuring circuit is also large, which allows matching the measuring circuit. The resistance 16 and the diode 17 connected in series with it form a common resistance at which some voltage occurs when the emitter current flows. This voltage through the resistance 18 is supplied to the output of the measuring device 6, under the action of which a current flows through the measuring device 6, which determines the level of liquid oil.

При поступлении с выхода кварцевого генератора положительного импульса в базу транзистора 2 последний открывается, по нему протекает ток коллектора, и электрод 9 соединяется с «землей». Происходит разряд электрической емкости С, образованной емкостными электродами 9, 10 датчика с жидким моторным маслом между ними, изолированными от жидкого масла, через открытый транзистор 2 и диод 3.Upon receipt of a positive pulse from the output of the quartz oscillator to the base of transistor 2, the latter opens, the collector current flows through it, and the electrode 9 is connected to the ground. There is a discharge of the electric capacitance C formed by the capacitive electrodes 9, 10 of the sensor with liquid engine oil between them, isolated from the liquid oil, through an open transistor 2 and diode 3.

На вывод измерительного прибора 6 подается через сопротивление 25 и потенциометр 26 напряжение противоположного знака. В режиме «Измерение» потенциометром 26 производится установка нуля измерительного прибора 6 при отсутствии в технологической емкости жидкого масла. В режиме «Контроль» производится подключение емкости 27 и стрелка измерительного прибора 6 устанавливается потенциометром 20 на контрольное деление. Емкостные электроды 9, 10 соединяются с устройством посредством кабеля.The output of the measuring device 6 is supplied through a resistance 25 and a potentiometer 26 voltage of the opposite sign. In the "Measurement" mode, the potentiometer 26 sets the zero of the measuring device 6 in the absence of liquid oil in the technological capacity. In the "Control" mode, the capacitance 27 is connected and the arrow of the measuring device 6 is set by potentiometer 20 to the control division. Capacitive electrodes 9, 10 are connected to the device via a cable.

При изменении температуры жидкого масла и температуры окружающей среды, например, повышении, ток заряда емкости электродов с находящимся между ними жидким маслом, изолированных от масла, уменьшается, т.к. диэлектрическая проницаемость жидкого масла при повышении температуры уменьшается (Р.А. Липштейн, М.И.Шахнович. Трансформаторное масло. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.171).When the temperature of the liquid oil and the ambient temperature, for example, increase, the charge current of the capacitance of the electrodes with the liquid oil between them, isolated from the oil, decreases, because the dielectric constant of liquid oil decreases with increasing temperature (R.A. Lipshtein, M.I.

Напряжение заряда электрической емкости электродов 9, 10 увеличивается при повышении температуры, т.к. диоды 12, 13 включены в обратном направлении и имеют положительный температурный коэффициент напряжения (Р.М. Малинин. Справочник по транзисторным схемам. - М.: Энергия, 1968, с.152-153), при этом ток заряда емкости электродов с находящимся между ними жидким маслом, изолированных от масла, увеличивается. Происходит компенсация уменьшения тока заряда емкости электродов, обусловленного повышением температуры жидкого масла. При понижении температуры жидкого масла, температуры окружающей среды явления протекают в обратном направлении.The charge voltage of the electric capacity of the electrodes 9, 10 increases with increasing temperature, because diodes 12, 13 are connected in the opposite direction and have a positive temperature coefficient of voltage (R.M. Malinin. A guide to transistor circuits. - M .: Energia, 1968, p. 152-153), while the charge current of the capacitance of the electrodes with between them liquid oil, isolated from oil, increases. There is compensation for a decrease in the charge current of the capacitance of the electrodes due to an increase in the temperature of the liquid oil. When lowering the temperature of liquid oil, ambient temperature, the phenomena flow in the opposite direction.

При повышении окружающей температуры ток эмиттера составного транзистора 11 эмиттерного повторителя увеличивается, при этом увеличивается падение напряжения на эмиттерном сопротивлении. На диоде 17 при повышении окружающей температуры напряжение уменьшится, т.к. диод, включенный в прямом направлении, имеет отрицательный температурный коэффициент напряжения. Происходит компенсация увеличения падения напряжения на эмиттерном сопротивлении составного транзистора 11 эмиттерного повторителя, обусловленного повышением окружающей температуры. При понижении температуры окружающей среды схема работает в обратном направлении.With increasing ambient temperature, the emitter current of the composite transistor 11 of the emitter follower increases, while the voltage drop across the emitter resistance increases. On diode 17, when the ambient temperature rises, the voltage decreases, because A diode connected in the forward direction has a negative temperature coefficient of voltage. This compensates for the increase in voltage drop across the emitter resistance of the composite transistor 11 of the emitter follower due to the increase in ambient temperature. When the ambient temperature decreases, the circuit works in the opposite direction.

По схеме заявляемого устройства для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, был изготовлен опытный образец и проведены лабораторные испытания. При испытаниях использовалось моторное масло 10W-40. Испытания показали надежную работу устройства и высокую точность измерения уровня жидких масел.According to the scheme of the inventive device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, a prototype was made and laboratory tests were carried out. In the tests, 10W-40 engine oil was used. Tests have shown the reliable operation of the device and the high accuracy of measuring the level of liquid oils.

Предлагаемое изобретение позволяет исключить имеющийся недостаток известного устройства по патенту RU 2463565, МПК G01F 23/26, опубл. 2012, выбранного в качестве прототипа, а именно расширить область применения, т.к. обеспечивает измерение с высокой точностью уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, а также упрощает его конструкцию.The present invention allows to eliminate the existing disadvantage of the known device according to the patent RU 2463565, IPC G01F 23/26, publ. 2012, selected as a prototype, namely to expand the scope, because provides high-precision measurement of the level of liquid oils in opaque containers, and also simplifies its design.

Таким образом, все вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, т.е. оно соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".Thus, all of the above proves that the combination of distinctive features from the prototype of the features makes it possible to use the claimed technical solution for measuring the level of liquid oils in opaque containers, i.e. it meets the criteria of the invention of "industrial applicability".

Claims (1)

Устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях, содержащее электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты, измерительную схему, выполненную на двух транзисторах, составляющих предварительный усилитель и усилитель, при этом в измерительную схему включены сопротивления, емкость и контрольная емкость, емкостные электроды, включенные в измерительную схему, на которые нанесено изолирующее от внешней среды покрытие, диоды, а также диод и параллельно включенное сопротивление, причем диод включен в обратном направлении, диод и сопротивление соединены с коллектором и базой транзистора усилителя измерительной схемы, переключатель, усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах, измерительный прибор, источник питания, имеющий два напряжения противоположного знака с включенными потенциометрами, при этом каждый потенциометр соединен соответственно с источником питания, диодный стабилизатор напряжения, включенный в источник питания и выполненный в обычном (обратном) направлении диода, а база транзистора предварительного усилителя измерительной схемы через сопротивление и потенциометр соединена с источником питания, коллектор транзистора предварительного усилителя через сопротивление и потенциометр соединен с источником питания, а через емкость соединен с базой транзистора усилителя измерительной схемы, эмиттер транзистора предварительного усилителя измерительной схемы и эмиттер транзистора усилителя измерительной схемы «заземлены», коллектор транзистора усилителя измерительной схемы через сопротивление и потенциометр соединен с источником питания, отличающееся тем, что в качестве емкостных электродов использованы два медных электрода, выполненных из ленты, прутка, трубки или другого профиля, усилитель постоянного тока выполнен на составном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель), устройство дополнительно содержит два диода, включенных последовательно, причем диоды включены в обратном направлении, вывод одного диода соединен с выводом емкостного электрода, вывод второго диода «заземлен», вывод этого же емкостного электрода соединен с коллектором транзистора усилителя измерительной схемы, вывод второго емкостного электрода соединен с катодом одного и анодом второго диода, анод первого диода «заземлен», катод второго диода через переключатель и сопротивление соединен с базой составного транзистора эмиттерного повторителя, между эмиттером которого и «землей» включены последовательно сопротивление и диод в прямом направлении, эмиттер составного транзистора эмиттерного повторителя через сопротивление соединен с выводом измерительного прибора, второй вывод которого «заземлен», коллектор составного транзистора эмиттерного повторителя соединен с источником питания, вывод измерительного прибора через сопротивление и потенциометр соединен с источником питания. A device for measuring the level of liquid oils in opaque containers, containing a self-excited high-frequency oscillating crystal oscillator electrically connected to each other, a measuring circuit made on two transistors that make up the pre-amplifier and amplifier, while the resistance, capacitance and control are included in the measuring circuit capacitance, capacitive electrodes included in the measuring circuit, on which a coating is insulated from the external environment, diodes, as well as a diode and parallel-connected resistance, and the diode is turned on in the opposite direction, the diode and resistance are connected to the collector and the base of the transistor of the amplifier of the measuring circuit, a switch, a DC amplifier, made on transistors, a measuring device, a power source having two voltages of the opposite sign with potentiometers turned on, with each potentiometer is connected respectively to a power source, a diode voltage regulator included in the power source and made in the usual (reverse m) the direction of the diode, and the base of the transistor of the pre-amplifier of the measuring circuit is connected to the power source through the resistance and the potentiometer, the collector of the transistor of the pre-amplifier is connected to the power source through the resistance and the pot, and through the capacitance is connected to the base of the transistor of the measuring circuit, the emitter of the transistor the circuit and emitter of the transistor of the amplifier of the measuring circuit are “grounded”, the collector of the transistor of the amplifier of the measuring circuit of h the cut resistance and the potentiometer are connected to a power source, characterized in that two capacitive electrodes are used as capacitive electrodes, made of tape, rod, tube or other profile, the DC amplifier is made on a composite transistor connected according to the scheme with a common collector (emitter follower ), the device additionally contains two diodes connected in series, the diodes being connected in the opposite direction, the output of one diode connected to the output of the capacitive electrode, the output of the second diode " Azemelen ”, the output of the same capacitive electrode is connected to the collector of the transistor of the amplifier of the measuring circuit, the output of the second capacitive electrode is connected to the cathode of one and the anode of the second diode, the anode of the first diode is“ grounded ”, the cathode of the second diode is connected to the base of the composite transistor of the emitter follower , between the emitter of which and the "ground" are connected in series resistance and the diode in the forward direction, the emitter of the composite transistor of the emitter follower through the resistance of the connection connected to the output of the measuring device, the second output of which is “grounded”, the collector of the composite transistor of the emitter follower is connected to the power source, the output of the measuring device through resistance and a potentiometer is connected to the power source.
RU2013116129/28A 2013-04-09 2013-04-09 Oil level meter for opaque vessels RU2538411C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116129/28A RU2538411C2 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Oil level meter for opaque vessels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116129/28A RU2538411C2 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Oil level meter for opaque vessels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013116129A RU2013116129A (en) 2014-10-20
RU2538411C2 true RU2538411C2 (en) 2015-01-10

Family

ID=53288403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116129/28A RU2538411C2 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Oil level meter for opaque vessels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538411C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806847A (en) * 1986-12-09 1989-02-21 Caterpillar Inc. Dielectric liquid level sensor and method
WO1992020050A1 (en) * 1991-04-24 1992-11-12 Standex International Corporation Capacitive liquid level sensor
RU2042929C1 (en) * 1993-02-01 1995-08-27 Ковровский электромеханический завод Capacitor-based level meter
RU2304285C2 (en) * 2003-02-07 2007-08-10 Электроничны Закляд Инновацийно-Вдроженевы "Хыбрес" Сп. З О.О. Method and system for electronic detection of conductive or dielectric substance with dielectric constant higher than dielectric constant of air
RU2463565C1 (en) * 2011-06-01 2012-10-10 Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ Apparatus for measuring and indicating limiting level of liquid oil in non-transparent containers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806847A (en) * 1986-12-09 1989-02-21 Caterpillar Inc. Dielectric liquid level sensor and method
WO1992020050A1 (en) * 1991-04-24 1992-11-12 Standex International Corporation Capacitive liquid level sensor
RU2042929C1 (en) * 1993-02-01 1995-08-27 Ковровский электромеханический завод Capacitor-based level meter
RU2304285C2 (en) * 2003-02-07 2007-08-10 Электроничны Закляд Инновацийно-Вдроженевы "Хыбрес" Сп. З О.О. Method and system for electronic detection of conductive or dielectric substance with dielectric constant higher than dielectric constant of air
RU2463565C1 (en) * 2011-06-01 2012-10-10 Михаил Михайлович РУМЯНЦЕВ Apparatus for measuring and indicating limiting level of liquid oil in non-transparent containers

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013116129A (en) 2014-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7612948B2 (en) Controllable optical lens
JP5688731B2 (en) Capacitive moisture meter and water level meter
CN103941099A (en) Capacitive coupling type non-contact electric conductance measurement device and method based on virtual inductor
US3255413A (en) Electro-chemical coulometer including differential capacitor measuring elements
US1960168A (en) Oil tester using radio frequency
RU2538411C2 (en) Oil level meter for opaque vessels
Bento et al. Design, development and application of a real-time capacitive sensor for automatically measuring liquid level
JP7455009B2 (en) Measuring device, measuring method and program
RU2463565C1 (en) Apparatus for measuring and indicating limiting level of liquid oil in non-transparent containers
US3793585A (en) Moisture monitor having a resistor between sensing capacitor and oscillator tuned input to improve oscillator response
RU2411512C1 (en) Device for measuring moisture of granular materials
RU2597067C1 (en) Device for measurement and indication of limiting level of liquid oils, liquefied natural gas in opaque reservoirs
US20230142240A1 (en) Flow meter for measuring flow velocity in oil continuous flows
Milosavljević et al. Implementation of low cost liquid level sensor (LLS) using embedded system with integrated capacitive sensing module
RU132206U1 (en) DEVELOPMENT OF EXPRESS CONTROL OF OCTAN NUMBER OF GASOLINE
RU2380695C1 (en) On-board device for measuring fuel octane number
Fischer Simplified instrument for wide-range dielectric constant measurement
Li et al. A verification of model of differential interference change based on actual electrode measurement environment
RU2528123C1 (en) Liquid gauge
Chakraborty et al. An innovative method for the measurement of liquid level of a conducting liquid
CN114137303B (en) Measuring device and measuring method
Ma Oil tank system for automatic measurement and stocktaking
SU399773A1 (en) NON-CONTACT METER
CN103604995A (en) Electrode polarization correction method applied to liquid impedance measurement
SU1145307A1 (en) Charge relaxation time measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180410