Прецизионный измеритель уровня жидкости

Уже описано много разнообразных конструк­ций измерителей температуры, высоты, уровня освещенности и т.п. Но до сих пор не появилось ни одной конструкции точного измерения уровня жидкости в темном резервуаре, так необходи­мой тем, кто хотел бы использовать дождевую во­ду. Предлагаемое журналом Elektor Electronics устройство основано на измерении сопротивле­ния, на которое не влияют параметры дождевой воды (например, рН).

При использовании измерительных медных эле­ктродов достаточно нескольких недель, чтобы под воздействием кислотного дождя они покрылись слоем желтого налета соли меди. Такая опас­ность не возникнет в случае использования опи­санного устройства, позволяющего длительное время и с большой точностью проводить удален­ное измерение уровня дождевой воды в резерву­аре и не только.

В описываемом измерителе, в отличие от ранее предлагаемых конструкций, принцип действия не основывается на измерении тока (постоянного или для предотвращения электролиза переменно­го либо импульсного), протекающего через жид­кость. Измерение проводится механическим спо­собом без использования электродов. Таким об­разом можно измерять также уровни жидкостей, не проводящих ток.
Измеритель уровня жидкости

На рис.1 показано применение измерителя уровня жидкости. Устройство довольно простое и имеет следующие достоинства:

—  простой непрерывный отсчет, например с по­мощью стрелочного индикатора;

—  возможность подключения нескольких индикато­ров в виде цифровых измерителей в разных местах;

—   очень малое потребление мощности (напри­мер, 5 мА при 12 В, что составляет 0,06 Вт) при по­стоянной работе;

—  одновременное указание направления изменения уровня (напол­нение, опорожнение);

—  легкая калибровка, даже при отсутствии жидкости;

—  высокая точность и независимость от степени насыщенности и рН воды, масла и т.п.

Измерительная система включает потенциометр, на оси которого за­креплена шестеренка в виде пластикового зубчатого диска. Диск вза­имодействует с цепочкой из нержавеющего металла или другого искус­ственного материала. На одном конце цепи прикреплен поплавок, на другом — противовес. Масса противовеса должна быть меньше по­ловины массы поплавка, чтобы цепь было постоянно слегка натянута.

При изменениях уровня жидкости шестеренка и ось потенциометра будут вращаться. На рис.2 показана электрическая схема измерите­ля. Как видно, показания измерителя будут зависеть от положения из­мерительного потенциометра. Его роль выполняет прецизионный 10- оборотный потенциометр с сопротивлением 2 кОм. Падение напря­жения на потенциометре будет пропорционально измеряемому уров­ню жидкости. Точность показаний измерений обеспечивает также ин­тегральный стабилизатор 78L02 на уровне 2,5 В.
Электрическая схема измерителя
Подключенный электромагнитный индикатор, используемый в диапа­зоне 0… 100 мкА, выполняет здесь скорее роль вольтметра, чем ампер­метра. Величина ] 00 мкА соответствует полному наполнению резер­вуара. Благодаря большому сопротивлению участка цепи схемы (Р2, Rl, Ml), протекающий ток не превышает0,1 мА, что позволяет подклю­чать дополнительный индикатор (например, цифровой мультиметр). Кроме того, малая нагрузка 2-килоомного измерительного потенцио­метра Р1 сопротивлением в 5… 10 раз меньшим позволяет соблюсти ли­нейность показаний. К сопротивлению резистора R1 добавляется со­противление индикатора (около 1 кОм) и сопротивление активной ча­сти потенциометра Р2.

Максимальное отклонение стрелки индикатоpa M1 устанавливают одноразово с помощью потенциометра Р2 при верхнем положении поплавка. 10-килоомный потенциометр Р2 мо­жет быть после такой калибровки ограничен подобранным резистором. Диаметр шестеренки d = 40…60 мм при использовании 10-оборотного потенциометра определяет максимальную разность уровней жид­кости h=10x7ixdn позволяет контролировать уровень в диапазонах h = 125… 188 см. Потенциометр крепится к резервуару с помощью алю­миниевого угольника.

Метки: , , , .


1 комментарий: Прецизионный измеритель уровня жидкости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic