+

RU2567018C9 - Method for measuring level of dielectric substance - Google Patents

Method for measuring level of dielectric substance Download PDF

Info

Publication number
RU2567018C9
RU2567018C9 RU2014126978/28A RU2014126978A RU2567018C9 RU 2567018 C9 RU2567018 C9 RU 2567018C9 RU 2014126978/28 A RU2014126978/28 A RU 2014126978/28A RU 2014126978 A RU2014126978 A RU 2014126978A RU 2567018 C9 RU2567018 C9 RU 2567018C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
level sensor
capacitance
compensation capacitor
frequencies
capacitive level
Prior art date
Application number
RU2014126978/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2567018C1 (en
Inventor
Андрей Александрович Безгодов
Сергей Юрьевич Виноградов
Олег Григорьевич Светников
Владимир Васильевич Симкин
Original Assignee
Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") filed Critical Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Priority to RU2014126978/28A priority Critical patent/RU2567018C9/en
Publication of RU2567018C1 publication Critical patent/RU2567018C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567018C9 publication Critical patent/RU2567018C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the method for measuring level of dielectric substance a capacitance level sensor and compensating capacitor are used and sinusoidal voltage of two frequencies is supplied in sequence to them. Currents of the capacitance level sensor and compensating capacitor are measured at the above frequencies. Against current value capacitance growth of the capacitance level sensor is assessed as well as relative value of level in dielectric fluid filling interelectrode space of the sensor.
EFFECT: improved accuracy in measurement of dielectric substance level, increased degree of the measurement process automation and maintainability due to recording of current value of dielectric permeability for the controlled substance as determined directly in process of measurement.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле и измерении уровня жидкости в системах контроля и диагностики технических объектов, а также в системах контроля уровня заправки ракетно-космической техники компонентами топлива.The present invention relates to electrical engineering and can be used in monitoring and measuring the liquid level in monitoring systems and diagnostics of technical objects, as well as in systems for controlling the level of refueling of space rocket equipment with fuel components.

Известен способ определения уровня диэлектрического вещества, описанный в работе "Измеритель-анализатор параметров комплексных сопротивлений на основе персональной ЭВМ" авторов Агамалова Ю.Р., Бобылева Д.А., Кнеллера В.Ю. (Измерительная техника. - 1996. №6. С. 56-60), где используется схема косвенного измерения параметров двухполюсного элемента при формировании синусоидального напряжения на нем. Способ инвариантен к виду двухполюсника и его схеме замещения. При измерениях поочередно определяют величину комплексных токов, протекающих через двухполюсник и резистивное сопротивление (эталон), на которое воздействуют опорным напряжением с соответствующим изменением фазы. Токи преобразуются в напряжения, которые соответствуют проекции вектора измеряемого напряжения на вектор фазосдвигающего опорного напряжения. Коды, несущие информацию о проекциях вектора измеряемого напряжения на вектор опорного напряжения, поступают на ЭВМ, где производится вычисление действительной и мнимой составляющих напряжения на объекте измерения и резистивном эталоне.There is a method of determining the level of dielectric substance described in the work "Measuring instrument-analyzer of the parameters of complex resistance based on a personal computer" by Agamalov Yu.R., Bobyleva D.A., Kneller V.Yu. (Measuring equipment. - 1996. No. 6. P. 56-60), which uses the scheme of indirect measurement of the parameters of a bipolar element during the formation of a sinusoidal voltage on it. The method is invariant to the form of a two-terminal network and its equivalent circuit. In the measurements, the magnitude of the complex currents flowing through the two-terminal network and the resistive resistance (reference), which is affected by the reference voltage with the corresponding phase change, are determined in turn. The currents are converted into voltages that correspond to the projection of the measured voltage vector onto the phase-shifting reference voltage vector. Codes that carry information about the projections of the measured voltage vector onto the reference voltage vector are sent to a computer, where the real and imaginary components of the voltage are calculated at the measurement object and resistive standard.

К недостаткам известного способа измерений следует отнести его большую погрешность, так как он требует фазовых измерений и не учитывает при этом сопротивление внешней электрической цепи. Из-за удаленности средств измерений от емкостного датчика такая цепь в общем случае содержит линию связи, сопротивление ключевых устройств в открытом состоянии, входное сопротивление преобразователя емкость-напряжение, выходное сопротивление источника синусоидального напряжения. Длина линии связи может достигать 500 м.The disadvantages of the known method of measurement should include its large error, since it requires phase measurements and does not take into account the resistance of the external electrical circuit. Due to the remoteness of the measuring instruments from the capacitive sensor, such a circuit generally contains a communication line, the resistance of key devices in the open state, the input resistance of the capacitor-voltage converter, and the output resistance of a sinusoidal voltage source. The length of the communication line can reach 500 m.

Кроме того, при измерениях данным способом не учитывается относительная диэлектрическая проницаемость и температура парогазовой смеси и жидкости, заполняющей межэлектродное пространство емкостного датчика. А так как электрическая емкость конденсатора пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости его межэлектродного пространства, то это приводит к существенным погрешностям измерений.In addition, the measurements in this way do not take into account the relative permittivity and temperature of the vapor-gas mixture and the liquid filling the interelectrode space of the capacitive sensor. And since the electric capacitance of the capacitor is proportional to the relative dielectric constant of its interelectrode space, this leads to significant measurement errors.

Недостатком способа можно считать также и то обстоятельство, что он ориентирован на работу только с одним объектом измерения, в то время как в бортовых системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники целесообразно обслуживать одной системой несколько датчиков уровня.A disadvantage of the method can also be considered the fact that it is oriented to work with only one measurement object, while in on-board systems for measuring the level of refueling of rocket and space technology it is advisable to serve several level sensors with one system.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ определения уровня диэлектрического вещества, изложенный в патенте РФ №2262669 С2, МПК G01F 23/26, G01R 17/00 от 01.10.2003 г., и ориентированный на измерение уровня заправки ракет компонентами топлива. Он выбран в качестве прототипа.Closest to the claimed method in terms of technical nature and the achieved positive effect is a method for determining the level of dielectric substance described in RF patent No. 2262669 C2, IPC G01F 23/26, G01R 17/00 of 01/10/2003, and focused on measuring the level of gas station missiles fuel components. It is selected as a prototype.

Измерение уровня в способе-прототипе сводится к следующему. Задают схему замещения емкостного датчика уровня, состоящую из электрической емкости и активного сопротивления. Выбирают эталон - активное сопротивление известной величины. Формируют синусоидальное напряжение на емкостном датчике и на эталоне на двух частотах. Производят последовательно измерение и фиксацию комплексного тока через "сухой" датчик и эталон на каждой из двух частот. Определяют и фиксируют электрическую емкость "сухого" датчика. Используя справочные данные или какую-либо другую информацию, определяют и фиксируют значение относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости при заданной температуре. Вычисляют и фиксируют приращение электрической емкости датчика при полном его погружении в диэлектрическое вещество. Периодически производят последовательное измерение и фиксацию комплексного тока через заполняемый емкостной датчик уровня и эталон на каждой из двух частот. Для каждого периодического измерения определяют и фиксируют электрическую емкость емкостного датчика уровня. Определяют относительное заполнение его диэлектрическим веществом как разность значений электрической емкости заполняемого емкостного датчика уровня и электрической емкости "сухого" датчика, отнесенную к приращению емкости полностью погруженного в диэлектрическое вещество датчика. При этом способ-прототип ориентирован на работу с несколькими емкостными датчиками в режиме разделения времени.The level measurement in the prototype method is as follows. The equivalent circuit of the capacitive level sensor, consisting of an electric capacitance and active resistance, is set. Choose a standard - the active resistance of a known value. A sinusoidal voltage is generated on the capacitive sensor and on the reference at two frequencies. The complex current is measured and fixed sequentially through a “dry” sensor and a reference at each of two frequencies. Determine and fix the electric capacitance of the "dry" sensor. Using reference data or any other information, the value of the relative dielectric constant of the controlled fluid at a given temperature is determined and recorded. The increment of the electric capacitance of the sensor is calculated and recorded when it is completely immersed in a dielectric substance. From time to time, sequential measurement and fixing of the complex current is carried out through a capacitive level sensor and a reference at each of two frequencies. For each periodic measurement, the electrical capacitance of the capacitive level sensor is determined and fixed. The relative filling of it with a dielectric substance is determined as the difference between the values of the electric capacitance of the filled capacitive level sensor and the electric capacity of the “dry” sensor, related to the increment of the capacitor completely immersed in the dielectric substance of the sensor. Moreover, the prototype method is focused on working with several capacitive sensors in the time sharing mode.

В соответствии с алгоритмом функционирования рассматриваемого способа, значение сопротивления эталонного резистора, электрическая емкость емкостного датчика уровня, заполненного контролируемой жидкостью, температура и относительная диэлектрическая проницаемость контролируемой жидкости должны быть известны априори и вводятся в систему на этапе подготовки ее к работе. Большое количество подготовительных операций обусловливает низкую технологичность и степень автоматизации определения уровня. При этом атмосферное давление, примесное содержание контролируемой жидкости, ее технологические особенности, влияющие на относительную диэлектрическую проницаемость вещества, а также температура парогазовой смеси над контролируемой жидкостью не учитываются.In accordance with the functioning algorithm of the method under consideration, the resistance value of the reference resistor, the electric capacitance of a capacitive level sensor filled with a controlled fluid, the temperature and relative dielectric constant of the controlled fluid should be known a priori and introduced into the system at the stage of preparing it for operation. A large number of preparatory operations leads to low manufacturability and the degree of automation of determining the level. At the same time, atmospheric pressure, impurity content of the controlled liquid, its technological features that affect the relative dielectric constant of the substance, as well as the temperature of the gas mixture above the controlled liquid, are not taken into account.

Кроме того, действительные (текущие) значения названных параметров за время подготовки системы к работе и в процессе измерений могут претерпевать существенные изменения. Учесть это в рассматриваемой системе не представляется возможным, что, естественно, приводит к дополнительной погрешности измерений.In addition, the actual (current) values of these parameters during the preparation of the system for operation and during the measurement process can undergo significant changes. It is not possible to take this into account in the system under consideration, which naturally leads to an additional measurement error.

Рассматриваемый способ не позволяет учитывать параметры внешней электрической цепи, подключаемой к емкостному датчику уровня в процессе измерений. Это приводит к дополнительной погрешности определения уровня контролируемой жидкости.The considered method does not allow to take into account the parameters of the external electric circuit connected to the capacitive level sensor during the measurement. This leads to an additional error in determining the level of the controlled fluid.

Технологически сложной и информационно затратной представляется также наиболее часто повторяющаяся операция по определению и фиксации комплексной величины измеряемых токов, так как она предполагает каждый раз определение двух составляющих тока: реактивной и активной.The most frequently repeated operation to determine and fix the complex value of the measured currents also seems to be technologically complex and costly, since it involves the determination of two components of the current: reactive and active.

Кроме того, согласно рассматриваемому способу измерения необходимо знать величину емкости датчика при его полном погружении в контролируемую жидкость. Такая операция требует предварительного заполнения емкостей баков ракетоносителей контролируемой жидкостью, что технологически либо очень сложно, либо невыполнимо. Особенно, если контролируется уровень химически агрессивной или криогенной жидкости. Аналитический же расчет этого параметра не обеспечивает необходимой точности.In addition, according to the measurement method under consideration, it is necessary to know the value of the sensor capacity when it is completely immersed in a controlled liquid. Such an operation requires the preliminary filling of the capacities of the launch vehicle tanks with a controlled fluid, which is technologically either very difficult or impossible. Especially if the level of chemically aggressive or cryogenic liquid is controlled. An analytical calculation of this parameter does not provide the necessary accuracy.

Все это вместе взятое обусловливает недостаточно совершенную технологию определения уровня заправки ракет компонентами топлива.All this taken together determines an insufficiently perfect technology for determining the level of rocket refueling with fuel components.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения уровня диэлектрического вещества, выполнение процесса измерений на более совершенной технологической основе.The aim of the invention is to increase the accuracy of measuring the level of dielectric substance, the implementation of the measurement process on a more advanced technological basis.

Цель достигается тем, что в способе измерения уровня диэлектрического вещества, при котором задают схему замещения емкостного датчика уровня с известными геометрическими размерами его электродов, поочередно формируют на емкостном датчике синусоидальное напряжение на частотах ω1, ω2, на этих частотах измеряют токи и электрическую емкость "сухого" датчика уровня, периодически измеряют токи через заполняемый контролируемой жидкостью емкостный датчик уровня, определяют электрическую емкость и величину его сопротивления утечки, определяют и фиксируют приращение емкости датчика уровня за счет частичного заполнения контролируемой жидкостью его межэлектродного пространства, в отличие от прототипа используют компенсационный конденсатор с известными геометрическими размерами его электродов. Размещают компенсационный конденсатор ниже емкостного датчика уровня. При этом на нем, так же как на емкостном датчике уровня, поочередно формируют синусоидальное напряжение на частотах ω1, ω2. На этих частотах измеряют амплитудные значения токов, протекающих через компенсационный конденсатор, электрическую емкость "сухого" компенсационного конденсатора и сопротивление внешней по отношению к нему электрической цепи. После заполнения межэлектродного пространства компенсационного конденсатора контролируемой жидкостью измеряют амплитуды токов, протекающих через него на двух частотах ω1, ω2, определяют и фиксируют его электрическую емкость и сопротивление утечки, определяют приращение емкости компенсационного конденсатора и вычисляют относительное значение уровня контролируемой жидкости в соответствии с математическим выражением:The goal is achieved by the fact that in the method of measuring the level of the dielectric substance, in which the equivalent circuit of the capacitive level sensor with the known geometric dimensions of its electrodes is set, a sinusoidal voltage is formed on the capacitive sensor at frequencies ω 1 , ω 2 , currents and electric capacitance are measured at these frequencies a “dry” level sensor, periodically measure currents through a capacitive level sensor filled with a controlled liquid, determine the electric capacitance and the value of its leakage resistance, determine the capacitance of the level sensor is incremented and fixed due to the partial filling of the interelectrode space with a controlled fluid, in contrast to the prototype, a compensation capacitor with known geometric dimensions of its electrodes is used. Place the compensation capacitor below the capacitive level sensor. Moreover, on it, as well as on a capacitive level sensor, a sinusoidal voltage is alternately formed at frequencies ω 1 , ω 2 . At these frequencies, the amplitude values of the currents flowing through the compensation capacitor, the electrical capacitance of the “dry” compensation capacitor, and the resistance of the external circuit with respect to it are measured. After filling the interelectrode space of the compensation capacitor with a controlled liquid, the amplitudes of the currents flowing through it at two frequencies ω 1 , ω 2 are measured, its electric capacitance and leakage resistance are determined and fixed, the increment of the capacitance of the compensation capacitor is determined, and the relative value of the level of the controlled liquid is calculated in accordance with the mathematical expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где µИ=LИНИ/dИ - конструкционная постоянная емкостного датчика уровня;where µ AND = L AND N AND / d AND - structural constant of a capacitive level sensor;

LИ, НИ - ширина и высота электродов емкостного датчика уровня соответственно;L AND , N AND - the width and height of the electrodes of the capacitive level sensor, respectively;

dИ - расстояние между электродами емкостного датчика уровня;d AND is the distance between the electrodes of the capacitive level sensor;

ΔСИ - приращение электрической емкости емкостного датчика уровня за счет частичного заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью;ΔС And - increment of the electric capacity of the capacitive level sensor due to the partial filling of its interelectrode space with a controlled fluid;

µК=LКНК/dK - конструкционная постоянная компенсационного конденсатора;µ K = L K N K / d K - construction constant of the compensation capacitor;

LK, НK - ширина и высота электродов компенсационного конденсатора соответственно;L K , N K - width and height of the electrodes of the compensation capacitor, respectively;

dK - расстояние между электродами компенсационного конденсатора;d K is the distance between the electrodes of the compensation capacitor;

ΔСK - приращение электрической емкости компенсационного конденсатора за счет заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью.ΔС K is the increment of the electric capacitance of the compensation capacitor by filling its interelectrode space with a controlled fluid.

При этом определение емкости "сухого" и заполняемого контролируемой жидкостью емкостного датчика уровня производят по величине амплитудных значений синусоидальных токов, пропускаемых через него на частотах ω1, ω2. Определение емкости "сухого", частично или полностью заполненного жидкостью емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора производят при учете сопротивлений внешней по отношению к каждому из них электрической цепи и текущего значения относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости.In this case, the determination of the capacitance of a “dry” and capacitive level sensor filled with a liquid controlled by a liquid is performed by the magnitude of the amplitude values of sinusoidal currents passed through it at frequencies ω 1 , ω 2 . The capacity of a “dry”, partially or completely filled with liquid capacitive level sensor and a compensation capacitor is determined by taking into account the resistances of the external electrical circuit with respect to each of them and the current value of the relative dielectric constant of the controlled fluid.

На Фиг. 1 изображена эквивалентная схема "сухого" емкостного датчика уровня с подключенной к ней внешней электрической цепью. В состав схемы входят: СИГ - электрическая емкость "сухого" емкостного датчика уровня, r1 - активное сопротивление открытых ключевых устройств внешней электрической цепи, r2, r3 - соответственно активное сопротивление соединительных проводов и активное входное сопротивление преобразователя ток-напряжение этой цепи, UИГ - выходное напряжение генератора синусоидального напряжения в цепи емкостного датчика уровня. При этом принимается во внимание, что сопротивление утечки "сухого" емкостного датчика уровня в атмосфере парогазовой смеси достаточно велико и его влиянием можно пренебречь.In FIG. 1 shows an equivalent circuit of a “dry” capacitive level sensor with an external electrical circuit connected to it. The structure of the circuit includes: С И - electric capacitance of a “dry” capacitive level sensor, r 1 - active resistance of open key devices of an external electric circuit, r 2 , r 3 - respectively, the active resistance of the connecting wires and the active input resistance of the current-voltage converter of this circuit , U IG - the output voltage of the sinusoidal voltage generator in the capacitive level sensor circuit. It is taken into account that the leakage resistance of a “dry” capacitive level sensor in the atmosphere of a vapor-gas mixture is quite large and its effect can be neglected.

Активное сопротивление RВИ рассматриваемой цепи определяется суммой сопротивлений:The active resistance R VI of the circuit in question is determined by the sum of the resistances:

Figure 00000002
Figure 00000002

Тогда комплексное сопротивление электрической цепи ŻИ и его модуль ZИ будут определяться соответственно соотношениями:Then the complex resistance of the electric circuit Ż AND and its module Z AND will be determined respectively by the relations:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Согласно методике измерений полагают, что источник UИГ в электрической цепи Фиг. 1 формирует поочередно синусоидальные напряжения на частотах ω1, ω2. Следовательно, для квадратов амплитудных значений токов I 1 И Г 2

Figure 00000005
, I 2 И Г 2
Figure 00000006
в рассматриваемой электрической цепи на частотах ω1, ω2 соответственно можно записать:According to the measurement procedure, it is believed that the source U of the IG in the electric circuit of FIG. 1 generates alternately sinusoidal voltages at frequencies ω 1 , ω 2 . Therefore, for the squares of the amplitude values of the currents I one AND R 2
Figure 00000005
, I 2 AND R 2
Figure 00000006
in the considered electric circuit at frequencies ω 1 , ω 2, respectively, can be written:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Решая совместно (4), (5), для активной составляющей сопротивления внешней электрической цепи RВИ и емкостной составляющей "сухого" датчика уровня СИГ можно получить соотношения:Solving together (4), (5), for the active component of the resistance of the external electric circuit R VI and the capacitive component of the "dry" level sensor C IG, you can get the ratio:

Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000009
Figure 00000010

где

Figure 00000011
Where
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

γ=ω21.γ = ω 2 / ω 1 .

Аналогично для электрической схемы подключения "сухого" компенсационного конденсатора СКГ к внешней электрической цепи, можно записать уравнения для квадратов амплитудных значений токов I 1 К Г 2

Figure 00000013
, I 2 К Г 2
Figure 00000014
на частотах ω1, ω2, соответственно:Similarly, for the electrical circuit for connecting a “dry” compensation capacitor C KG to an external electrical circuit, one can write the equations for the squares of the amplitude values of the currents I one TO R 2
Figure 00000013
, I 2 TO R 2
Figure 00000014
at frequencies ω 1 , ω 2 , respectively:

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

где RВК - активная составляющая сопротивления внешней электрической цепи компенсационного конденсатора;where R VK is the active component of the resistance of the external electrical circuit of the compensation capacitor;

UКГ - выходное напряжение генератора синусоидального напряжения в цепи "сухого" компенсационного конденсатора.U KG is the output voltage of the sinusoidal voltage generator in the circuit of the "dry" compensation capacitor.

Решая уравнения (8), (9), совместно определяют значения RBK и СКГ:Solving equations (8), (9), together determine the values of R BK and C KG :

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Здесь

Figure 00000019
Here
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

В условиях частичного или полного заполнения межэлектродного пространства емкостного датчика уровня контролируемой жидкостью начинает проявляться его сопротивление утечки. Поэтому при расчетах используют схему замещения датчика уровня в виде параллельного соединения емкости датчика СИ и его сопротивления утечки RИ. На Фиг. 2 изображена эквивалентная схема емкостного датчика уровня, частично или полностью заполненного контролируемой жидкостью. На схеме использованы следующие обозначения: UИ - напряжение генератора синусоидального напряжения в цепи датчика уровня, RВИ - внутреннее сопротивление внешней электрической цепи, СИ и RИ - емкость и сопротивление утечки емкостного датчика уровня соответственно.Under conditions of partial or complete filling of the interelectrode space of the capacitive level sensor with a controlled liquid, its leakage resistance begins to appear. Therefore, in the calculations, an equivalent circuit of the level sensor is used in the form of a parallel connection of the sensor capacitance C AND and its leakage resistance R AND . In FIG. 2 shows an equivalent circuit of a capacitive level sensor partially or completely filled with a controlled fluid. The following notation is used in the diagram: U AND is the voltage of the sinusoidal voltage generator in the level sensor circuit, R VI is the internal resistance of the external electrical circuit, C AND and R AND are the capacitance and leakage resistance of the capacitive level sensor, respectively.

Согласно заявляемому способу определяют амплитудные значения токов I, I, протекающих в рассматриваемой цепи на частотах ω1, ω2. Для этого, в соответствии с Фиг. 2, определяют комплексную проводимость датчика уровня Ÿ:According to the claimed method, the amplitude values of the currents I 1I , I 2I , flowing in the circuit at frequencies ω 1 , ω 2 are determined. For this, in accordance with FIG. 2, determine the complex conductivity of the level sensor Ÿ:

Figure 00000021
Figure 00000021

его комплексное сопротивление ŻХ:its complex resistance Ż X :

Figure 00000022
Figure 00000022

комплексное сопротивление всей электрической цепи:complex resistance of the entire electrical circuit:

Figure 00000023
Figure 00000023

и квадрат модуля сопротивления Z2 этой цепи:and the square of the modulus of resistance Z 2 of this circuit:

Figure 00000024
Figure 00000024

Как и в предыдущем случае, для квадратов амплитудных значений токов I 1 И 2

Figure 00000025
, I 2 И 2
Figure 00000026
на частотах ω1, ω2 можно записать соответственно:As in the previous case, for the squares of the amplitude values of the currents I one AND 2
Figure 00000025
, I 2 AND 2
Figure 00000026
at frequencies ω 1 , ω 2 can be written, respectively:

Figure 00000027
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000028

Решая совместно (16), (17), определяют параметры емкостного датчика уровня СИ, RИ:Solving together (16), (17), the parameters of the capacitive level sensor С И , R И are determined:

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Здесь

Figure 00000031
Here
Figure 00000031

Figure 00000032
;
Figure 00000032
;

γ=ω21.γ = ω 2 / ω 1 .

Figure 00000033
Figure 00000033

Если величина сопротивления утечки RИ достаточно велика, и его влиянием можно пренебречь, то выражение для СИ существенно упрощается:If the value of the leakage resistance R AND is large enough, and its influence can be neglected, then the expression for C AND is significantly simplified:

Figure 00000034
Figure 00000034

Соотношения (18)-(20) позволяют определить величину емкости и сопротивление утечки емкостного датчика уровня в процессе заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью.Relations (18) - (20) allow us to determine the value of the capacitance and leakage resistance of a capacitive level sensor in the process of filling its interelectrode space with a controlled fluid.

Аналогичным образом можно получить соотношения для величины емкости СК и сопротивления утечки RК компенсационного конденсатора при заполнении его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью:In a similar way, we can obtain the relations for the capacitance C K and the leakage resistance R K of the compensation capacitor when filling its interelectrode space with a controlled fluid:

Figure 00000035
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Здесь

Figure 00000038
Here
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

UК - напряжение на выходе генератора синусоидального напряжения в цепи компенсационного конденсатора;U K is the voltage at the output of the sinusoidal voltage generator in the compensation capacitor circuit;

RBK - внутреннее сопротивление внешней электрической цепи компенсационного конденсатора.R BK - internal resistance of the external electrical circuit of the compensation capacitor.

Если величина сопротивления утечки RK компенсационного конденсатора достаточно велика, и его влиянием можно пренебречь, то выражение для СК существенно упрощается:If the leakage resistance R K of the compensation capacitor is large enough, and its influence can be neglected, then the expression for C K is significantly simplified:

Figure 00000040
Figure 00000040

Соотношения (18)-(24) позволяют определить аппаратными средствами текущие значения параметров емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора с учетом текущих значений относительной диэлектрической проницаемости и температуры контролируемой жидкости, а также с учетом значений сопротивлений внешних электрических цепей.Relations (18) - (24) make it possible to determine by hardware the current values of the parameters of the capacitive level sensor and the compensation capacitor taking into account the current values of the relative permittivity and temperature of the controlled fluid, as well as taking into account the resistance values of external electrical circuits.

Емкость "сухого" компенсационного конденсатора СКГ, определяемая аппаратными средствами (за счет измерения токов, протекающих в его цепи), включает в себя емкость межэлектродного пространства СКМ, заполненного парогазовой смесью, и паразитную емкость СКП:The capacity of the “dry” compensation capacitor C KG , determined by hardware (by measuring the currents flowing in its circuit), includes the capacitance of the interelectrode space C KM filled with the vapor-gas mixture, and the stray capacitance C KP :

Figure 00000041
Figure 00000041

Паразитная емкость СКП учитывает емкость подводящих проводов, проходную емкость изоляторов и элементов крепления компенсационного конденсатора. Величину ее определяют по месту крепления компенсационного конденсатора априори и вносят в паспорт изделия как константу.Spurious capacitance C KP takes into account the capacitance of the supply wires, the passage capacity of the insulators and fastening elements of the compensation capacitor. Its value is determined at the place of attachment of the compensation capacitor a priori and is entered into the product passport as a constant.

Электрическая емкость СКМ межэлектродного пространства компенсационного конденсатора, заполненного парогазовой смесью, зависит от ширины LK и высоты НК его взаимодействующих электродов, расстояния между ними dK, относительной диэлектрической проницаемости парогазовой среды εГ и электрической постоянной ε0:Electric capacitance C CM compensation capacitor interelectrode space filled with the steam-gas mixture, dependent on the width and height L K H K interacting its electrode spacing d K, the relative permittivity ε r-vapor medium and an electric constant ε 0:

Figure 00000042
Figure 00000042

Аппаратно эта емкость может быть определена только в совокупности с его паразитной емкостью СКП:Hardware this capacity can be determined only in conjunction with its parasitic capacity With KP :

Figure 00000043
Figure 00000043

Здесь εЖ - относительная диэлектрическая проницаемость контролируемой жидкости.Here ε Ж is the relative dielectric constant of the controlled fluid.

Приращение емкости компенсационного конденсатора ΔСК за счет заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью будет определяться разностью:The increment of the capacitance of the compensation capacitor ΔС K due to the filling of its interelectrode space with a controlled liquid will be determined by the difference:

Figure 00000044
Figure 00000044

Последнее соотношение позволяет определить разность (εЖГ) относительных диэлектрических проницаемостей двух сред (контролируемой жидкости и парогазовой):The last relation allows us to determine the difference (ε W- ε G ) of the relative permittivities of two media (controlled liquid and combined-cycle gas):

Figure 00000045
Figure 00000045

и относительную диэлектрическую проницаемость контролируемой жидкости:and relative dielectric constant of the controlled fluid:

Figure 00000046
Figure 00000046

Емкость датчика уровня СИ, при постепенном заполнении его межэлектродного пространства жидкостью, непрерывно изменяется. Контролировать текущее значение СИ можно аппаратными средствами согласно соотношению (18). В общем случае величина СИ включает в себя паразитную емкость СИП, емкость части межэлектродного пространства емкостного датчика уровня СИЖ, заполненной жидкостью, и емкость другой его части межэлектродного пространства СИГЧ, заполненной парогазовой смесью:The capacity of the level sensor C And , with the gradual filling of its interelectrode space with liquid, is continuously changing. The current value of C AND can be controlled by hardware in accordance with relation (18). In the General case, the value And includes the parasitic capacitance With IP , the capacity of the part of the interelectrode space of the capacitive level sensor With IZH filled with liquid, and the capacity of the other part of its interelectrode space With IHF filled with vapor-gas mixture:

Figure 00000047
Figure 00000047

Так же, как и в случае компенсационного конденсатора, паразитная емкость СИП учитывает емкость подводящих проводов, проходную емкость изоляторов и элементов крепления емкостного датчика уровня. Величину ее определяют априори по месту крепления емкостного датчика уровня и вносят в паспорт изделия как константу.As in the case of a compensation capacitor, the parasitic capacitance C IP takes into account the capacity of the supply wires, the passage capacity of the insulators and fastening elements of the capacitive level sensor. Its value is determined a priori at the place of attachment of the capacitive level sensor and is entered into the product passport as a constant.

Величина составляющей СИЖ определяется соотношением:The value of component C IL is determined by the ratio:

Figure 00000048
Figure 00000048

где h - текущее значение уровня контролируемой жидкости;where h is the current value of the level of the controlled fluid;

LИ - ширина межэлектродного пространства емкостного датчика уровня;L And - the width of the interelectrode space of the capacitive level sensor;

dИ - расстояние между электродами емкостного датчика уровня.d And is the distance between the electrodes of the capacitive level sensor.

Величина составляющей СИГЧ соответственно будет равна:The value of component C of the HHI will accordingly be equal to:

Figure 00000049
Figure 00000049

Здесь НИ - высота электродов емкостного датчика уровня (диапазон измерения емкостного датчика уровня).Here N AND is the height of the electrodes of the capacitive level sensor (measuring range of the capacitive level sensor).

Подставляя (32), (33) в (31) и преобразуя, получим:Substituting (32), (33) into (31) and transforming, we obtain:

Figure 00000050
Figure 00000050

В последнем соотношении сумма паразитной составляющей емкости СПИ и емкости межэлектродного пространства датчика уровня, заполненного парогазовой смесью:In the last ratio, the sum of the parasitic component of the capacitance C PI and the capacitance of the interelectrode space of the level sensor filled with the vapor-gas mixture:

Figure 00000051
Figure 00000051

представляет собой емкость СИГ "сухого" емкостного датчика уровня:represents the capacitance C IG "dry" capacitive level sensor:

Figure 00000052
Figure 00000052

величину которой можно определить аппаратными средствами в соответствии с соотношением (7). Следовательно, согласно (34) приращение емкости емкостного датчика уровня ΔСИ:the value of which can be determined by hardware in accordance with relation (7). Therefore, according to (34), the increment of the capacitance of the capacitive level sensor ΔС И :

Figure 00000053
Figure 00000053

за счет заполнения части его межэлектродного пространства жидкостью, можно определить как разность двух величин СИ, СИГ, определяемых аппаратными средствами:due to filling part of its interelectrode space with liquid, it can be defined as the difference between the two values of C AND , C IG , determined by hardware:

Figure 00000054
Figure 00000054

Тогда соотношение (33) можно записать в таком виде:Then relation (33) can be written in the following form:

Figure 00000055
Figure 00000055

Подставляя (29), (37) в (38), для относительного значения уровня контролируемой жидкости h/НИ с учетом текущего значения относительной диэлектрической проницаемости можно записать:Substituting (29), (37) in (38), for the relative value of the level of the controlled fluid h / Н And taking into account the current value of the relative permittivity, we can write:

Figure 00000056
Figure 00000056

Процесс периодического определения уровня контролируемой жидкости продолжают до тех пор, пока ни будет заполнен до требуемого уровня бак изделия РКТ.The process of periodically determining the level of the controlled fluid is continued until the tank of the product is filled to the required level.

В выражении (39) отношение LKHK/dK определяется габаритными размерами компенсационного конденсатора и может быть определено априори как его конструкционная постоянная µК. Аналогично в качестве отношения LИНИ/dИ используют конструкционную постоянную емкостного датчика уровня µИ. Выражение для относительной величины уровня контролируемой жидкости в этом случае имеет вид:In expression (39), the ratio L K H K / d K is determined by the overall dimensions of the compensation capacitor and can be determined a priori as its construction constant μ K. Similarly, as the ratio L AND N AND / d AND use the structural constant of the capacitive level sensor µ And . The expression for the relative level of the controlled fluid in this case is:

Figure 00000057
Figure 00000057

Процедура измерений относительной величины уровня жидкости в процессе контроля согласно заявляемому способу сводится к последовательности таких операций:The procedure for measuring the relative magnitude of the liquid level in the control process according to the claimed method is reduced to a sequence of such operations:

- задают схему замещения емкостного датчика уровня в виде параллельного соединения его электрической емкости СИ и сопротивления утечки RИ;- set the equivalent circuit of the capacitive level sensor in the form of a parallel connection of its electric capacitance C AND and leakage resistance R And ;

- устанавливают ниже емкостного датчика уровня компенсационный конденсатор с известной длиной, шириной электродов и величиной расстояния между ними;- install below the capacitive level sensor compensation capacitor with a known length, width of the electrodes and the distance between them;

- определяют и фиксирую в памяти конструкционные постоянные компенсационного конденсатора µК и емкостного датчика уровня µИ согласно соотношениям µК=LKHK/dK, µИ=LИНИ/dИ;- determine and fix in a permanent memory the compensation capacitor structural μ K and the capacitive sensor and μ level according to the relations K μ = L K H K / d K, and μ = L and H and / d and;

- на начальной стадии заполнения, когда уровень контролируемой жидкости располагается ниже электродов компенсационного конденсатора, подают через внешние электрические цепи стабилизированное синусоидальное напряжение на частотах ω1, ω2 поочередно, вначале на емкостный датчик уровня, затем - на компенсационный конденсатор;- at the initial stage of filling, when the level of the controlled liquid is lower than the electrodes of the compensation capacitor, stabilized sinusoidal voltage is supplied through external electric circuits at frequencies ω 1 , ω 2 alternately, first to the capacitive level sensor, then to the compensation capacitor;

- измеряют амплитудные значения синусоидальных токов, протекающих через компенсационный конденсатор и емкостный датчик уровня на частотах ω1, ω2 поочередно;- measure the amplitude values of sinusoidal currents flowing through a compensation capacitor and a capacitive level sensor at frequencies ω 1 , ω 2 alternately;

- определяют и фиксируют в памяти величину электрической емкости "сухого" компенсационного конденсатора с учетом сопротивления внешней по отношению к нему электрической цепи;- determine and record in memory the value of the electric capacitance of the "dry" compensation capacitor, taking into account the resistance of the external external circuit to it;

- определяют и фиксируют в памяти величину электрической емкости "сухого" емкостного датчика уровня с учетом сопротивления внешней по отношению к нему электрической цепи;- determine and record in memory the value of the electric capacitance of the "dry" capacitive level sensor, taking into account the resistance of the external external circuit to it;

- при заполненном межэлектродном пространстве компенсационного конденсатора контролируемой жидкостью измеряют амплитудные значения синусоидальных токов, протекающих через компенсационный конденсатор на двух частотах ω1, ω2 поочередно;- when the interelectrode space filled with the compensation capacitor controlled liquid measure amplitude values of the sinusoidal currents flowing through the compensating capacitor at the two frequencies ω 1, ω 2 alternately;

- с учетом сопротивления внешней электрической цепи определяют и фиксируют в памяти сопротивление утечки, электрическую емкость компенсационного конденсатора и приращение емкости его ΔСК за счет заполнения межэлектродного пространства контролируемой жидкостью;- taking into account the resistance of the external electric circuit, the leakage resistance, the electric capacitance of the compensation capacitor and the increment of its capacitance ΔС K are determined and recorded in the memory by filling the interelectrode space with a controlled liquid;

- подают на емкостный датчик уровня синусоидальные напряжения на частотах ω1, ω2 поочередно и периодически измеряют амплитудные значения синусоидальных токов, протекающих через емкостный датчик уровня на этих частотах;- apply sinusoidal voltage to the capacitive level sensor at frequencies ω 1 , ω 2 alternately and periodically measure the amplitude values of the sinusoidal currents flowing through the capacitive level sensor at these frequencies;

- после каждого измерения токов определяют с учетом сопротивления внешней электрической цепи текущие значения сопротивления утечки, электрическую емкость и приращение емкости ΔСИ емкостного датчика уровня за счет частичного заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью;- after each measurement of currents, taking into account the resistance of the external electric circuit, the current values of leakage resistance, electric capacitance and capacitance increment ΔС AND of the capacitive level sensor are determined by partially filling its interelectrode space with a controlled fluid;

- обращаясь к памяти, периодически определяют текущее значение относительной величины уровня контролируемой жидкости согласно выражению h/HИКΔСИИΔСК;- referring to the memory, periodically determine the current value of the relative magnitude of the level of the controlled fluid according to the expression h / H AND = µ K ΔC AND / µ AND ΔC K ;

- периодические измерения относительной величины уровня контролируемой жидкости продолжаются до тех пор, пока значение его не достигнет необходимой величины.- periodic measurements of the relative magnitude of the level of the controlled fluid continue until its value reaches the required value.

Применение последовательности операций заявляемого способа измерения уровня диэлектрического вещества позволяет определять и учитывать в режиме автомата текущее значение относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости непосредственно в процессе заполнения его баков компонентами топлива, с учетом текущего значения атмосферного давления, температуры окружающего воздуха, контролируемой жидкости и парогазовой смеси над ней, с учетом примесного содержания контролируемой жидкости, возможной неоднородности ее и других параметров, влияющих на относительную диэлектрическую проницаемость.The application of the sequence of operations of the proposed method for measuring the level of dielectric substance allows you to determine and take into account in the automatic mode the current value of the relative dielectric constant of the controlled fluid directly in the process of filling its tanks with fuel components, taking into account the current value of atmospheric pressure, ambient temperature, controlled fluid and gas mixture above it , taking into account the impurity content of the controlled fluid, its possible heterogeneity and other parameters affecting the relative permittivity.

Следовательно, и относительная диэлектрическая проницаемость, и атмосферное давление, и температура, и примесное содержание контролируемой жидкости, и возможная ее неоднородность учитываются как при измерении токов, так и при определении относительной величины уровня контролируемой жидкости и делает заявляемый способ технологически более совершенным, с более высокой степенью автоматизации.Therefore, the relative dielectric constant, and atmospheric pressure, and temperature, and the impurity content of the controlled fluid, and its possible heterogeneity are taken into account both in measuring currents and in determining the relative level of the controlled fluid and makes the claimed method technologically more advanced, with a higher degree of automation.

При этом возрастает и точность измерения уровня, так как при определении электрической емкости датчика уровня учитывается текущее значение относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости, а не справочные данные, которые не могут в полной мере учесть на момент измерения ни атмосферное давление, ни температуру жидкости, ни примесное ее содержание, ни возможную неоднородность.At the same time, the accuracy of level measurement also increases, since when determining the electric capacitance of the level sensor, the current value of the relative dielectric constant of the controlled liquid is taken into account, and not reference data, which cannot be fully taken into account at the time of measurement, either atmospheric pressure, or liquid temperature, or impurity its content, nor possible heterogeneity.

Повышение точности измерений обеспечивает также и учет параметров внешней электрической цепи емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора. Это дает возможность более точно определять амплитуду синусоидальных токов, а следовательно, и приращение емкости емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора.Improving the accuracy of measurements also ensures that the parameters of the external electric circuit of the capacitive level sensor and the compensation capacitor are taken into account. This makes it possible to more accurately determine the amplitude of the sinusoidal currents, and therefore the increment of the capacitance of the capacitive level sensor and compensation capacitor.

Кроме того, введение компенсационного конденсатора позволило избежать технологически очень сложной операции по определению априори емкости датчика уровня, заполненного контролируемой жидкостью. При этом следует иметь в виду, что введение компенсационного конденсатора не влечет за собой увеличение количества операций, так как при заявляемом способе нет необходимости измерять напряжение и токи эталонного сопротивления. Это также делает заявляемый способ технологически более совершенным, с более высокой степенью автоматизации.In addition, the introduction of a compensation capacitor made it possible to avoid a technologically very complicated operation for determining a priori the capacitance of a level sensor filled with a controlled liquid. It should be borne in mind that the introduction of a compensation capacitor does not entail an increase in the number of operations, since with the claimed method there is no need to measure the voltage and currents of the reference resistance. This also makes the claimed method technologically more advanced, with a higher degree of automation.

В отличие от прототипа, в заявляемом способе в качестве измеряемой величины используется амплитудное значение синусоидального тока (или его действующее значение), что делает процедуру измерения более технологичной, оперативной и информативно менее затратной.Unlike the prototype, the claimed method uses the amplitude value of the sinusoidal current (or its effective value) as the measured value, which makes the measurement procedure more technological, operational and informatively less expensive.

Таким образом, заявляемый способ измерения уровня диэлектрического вещества обеспечивает достижение поставленной цели.Thus, the inventive method of measuring the level of dielectric substance ensures the achievement of the goal.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

При реализации заявляемого способа используются типовые, широко распространенные методы формирования, обработки и преобразования аналоговых сигналов: генерирование синусоидального напряжения, коммутации аналоговых сигналов, преобразование электрического тока в напряжение, масштабирование, аналого-цифровое преобразование сигналов. Современные средства обработки и преобразования информации позволяют выполнять перечисленные операции в виде устройств с малыми массогабаритными показателями. Хранение и передача информации, выполнение арифметических операций в цифровом виде тоже не вызывает в настоящее время существенных затруднений и может быть выполнено, например, на микросхемах фирмы Xilinx.When implementing the proposed method uses typical, widespread methods for the formation, processing and conversion of analog signals: generating a sinusoidal voltage, switching analog signals, converting electric current to voltage, scaling, analog-to-digital signal conversion. Modern means of processing and converting information allow you to perform the above operations in the form of devices with small overall dimensions. The storage and transmission of information, the performance of arithmetic operations in digital form also does not cause significant difficulties at present and can be performed, for example, on Xilinx microcircuits.

Заявляемый способ был апробирован авторами на макете. В настоящее время на его основе с участием авторов способа создается система измерения уровня заправки ракетоносителей компонентами топлива для космодрома "Восточный".The inventive method was tested by the authors on the layout. Currently, based on it, with the participation of the authors of the method, a system is being created for measuring the level of filling of carrier rockets with fuel components for the Vostochny spaceport.

Claims (1)

Способ измерения уровня диэлектрического вещества, при котором задают схему замещения емкостного датчика уровня с известным расстоянием dИ между его электродами, с известной высотой НИ и шириной LИ электродов, поочередно формируют на нем синусоидальное напряжение с частотами ω1, ω2, на этих частотах измеряют электрические токи через "сухой" емкостной датчик уровня и определяют электрическую емкость его на частотах ω1, ω2, периодически измеряют токи через заполняемый контролируемой жидкостью емкостной датчик уровня, определяют электрическую емкость и величину сопротивления утечки его, определяют и фиксируют приращение емкости емкостного датчика уровня за счет частичного заполнения контролируемой жидкостью его межэлектродного пространства, отличающийся тем, что при измерениях дополнительно используют компенсационный конденсатор с известным расстоянием между его электродами dK, с известной высотой НK и шириной LK электродов, размещают компенсационный конденсатор ниже емкостного датчика уровня, на этом конденсаторе, так же как на емкостном датчике уровня, поочередно формируют синусоидальное напряжение на частотах ω1, ω2, на этих частотах измеряют амплитудные значения токов, протекающих через компенсационный конденсатор, определяют электрическую емкость "сухого" компенсационного конденсатора и сопротивление внешней по отношению к нему электрической цепи, после заполнения межэлектродного пространства компенсационного конденсатора контролируемой жидкостью измеряют амплитуды токов, протекающих через него на двух частотах ω1, ω2, определяют и фиксируют его электрическую емкость и сопротивление утечки, определяют приращение емкости компенсационного конденсатора и вычисляют относительное значение уровня контролируемой жидкости в соответствии с математическим выражением:
Figure 00000058

где µИ=LИHИ/dИ - конструкционная постоянная емкостного датчика уровня,
µК=LКHК/dK - конструкционная постоянная компенсационного конденсатора,
ΔСИ - приращение электрической емкости емкостного датчика уровня за счет частичного заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью,
ΔСK - приращение электрической емкости компенсационного конденсатора за счет заполнения его межэлектродного пространства контролируемой жидкостью, при этом определение емкости "сухого" и заполняемого контролируемой жидкостью емкостного датчика уровня производят по величине амплитудных значений синусоидальных токов, пропускаемых через него на частотах ω1, ω2, определение емкости "сухого", частично или полностью заполненного жидкостью емкостного датчика уровня и компенсационного конденсатора производят при учете сопротивлений внешней по отношению к каждому из них электрической цепи и текущего значения относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости.
A method for measuring the level of a dielectric substance, in which an equivalent circuit is set for a capacitive level sensor with a known distance d AND between its electrodes, with a known height N AND and a width L AND of electrodes, alternately generate a sinusoidal voltage on it with frequencies ω 1 , ω 2 , on these frequencies measure electric currents through a "dry" capacitive level sensor and determine its electrical capacitance at frequencies ω 1 , ω 2 , periodically measure currents through a capacitive level sensor filled with a controlled liquid, determine the electric The capacitive capacitance and the value of its leakage resistance are determined and fixed by the increment in the capacitance of the capacitive level sensor due to the partial filling of the interelectrode space with a controlled fluid, characterized in that, in the measurements, an expansion capacitor with a known distance between its electrodes d K , with a known height H K and a width L K of electrodes, a compensation capacitor is placed below the capacitive level sensor, on this capacitor, as well as on a capacitive level sensor, sinusoidal voltage is formed uniformly at frequencies ω 1 , ω 2 , at these frequencies the amplitude values of the currents flowing through the compensation capacitor are measured, the electric capacitance of the “dry” compensation capacitor and the resistance of the external circuit relative to it are determined, after filling the interelectrode space of the compensation capacitor controlled the liquid measures the amplitudes of the currents flowing through it at two frequencies ω 1 , ω 2 , determine and fix its electrical capacitance and resistance leakage, determine the increment of the capacitance of the compensation capacitor and calculate the relative value of the level of the controlled fluid in accordance with the mathematical expression:
Figure 00000058

where µ AND = L AND H AND / d AND is the structural constant of the capacitive level sensor,
µ K = L K H K / d K - construction constant of the compensation capacitor,
ΔС And - increment of the electric capacity of the capacitive level sensor due to the partial filling of its interelectrode space with a controlled fluid,
ΔС K is the increment of the electric capacitance of the compensation capacitor by filling its interelectrode space with a controlled liquid, while the capacitance of a dry and capacitive level sensor filled with a controlled liquid is determined by the magnitude of the amplitude values of sinusoidal currents passed through it at frequencies ω 1 , ω 2 , determination of the capacity of a “dry”, partially or completely filled with liquid capacitive level sensor and a compensation capacitor is carried out taking into account the resistance outside it with respect to each of these electric circuits and the current value of the relative permittivity of the controlled fluid.
RU2014126978/28A 2014-07-01 Method for measuring level of dielectric substance RU2567018C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126978/28A RU2567018C9 (en) 2014-07-01 Method for measuring level of dielectric substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126978/28A RU2567018C9 (en) 2014-07-01 Method for measuring level of dielectric substance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2567018C1 RU2567018C1 (en) 2015-10-27
RU2567018C9 true RU2567018C9 (en) 2016-02-10

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU200799A1 (en) *
US3901079A (en) * 1974-06-18 1975-08-26 Agridustrial Electronics Two-mode capacitive liquid level sensing system
SU1002842A1 (en) * 1978-11-20 1983-03-07 Институт Электродинамики Ан Усср Discrete capacitive level indicator
WO1999010714A1 (en) * 1997-08-25 1999-03-04 Millennium Sensors Ltd. A compensated capacitive liquid level sensor
RU2262669C2 (en) * 2003-10-01 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of measuring level of dielectric matter
RU2262668C2 (en) * 2003-10-01 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпороация "Энергия" им. С.П. Королева" Device for measuring level of dielectric matter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU200799A1 (en) *
US3901079A (en) * 1974-06-18 1975-08-26 Agridustrial Electronics Two-mode capacitive liquid level sensing system
SU1002842A1 (en) * 1978-11-20 1983-03-07 Институт Электродинамики Ан Усср Discrete capacitive level indicator
WO1999010714A1 (en) * 1997-08-25 1999-03-04 Millennium Sensors Ltd. A compensated capacitive liquid level sensor
RU2262669C2 (en) * 2003-10-01 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of measuring level of dielectric matter
RU2262668C2 (en) * 2003-10-01 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпороация "Энергия" им. С.П. Королева" Device for measuring level of dielectric matter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10269171B2 (en) Interactive and adaptive data acquisition system for use with electrical capacitance volume tomography
Schwartz et al. Evaluation of a direct-coupled time-domain reflectometry for determination of soil water content and bulk electrical conductivity
JP2021503090A (en) Device for monitoring fluids
CN111551790A (en) Method and apparatus for determining elements of a dielectric equivalent circuit diagram for insulation of an electrical power system
Bento et al. Design, development and application of a real-time capacitive sensor for automatically measuring liquid level
US11300536B1 (en) Non-contact liquid sensing technologies
RU2647182C1 (en) Method of measuring the position of the border of the section of the two environments in the tank
RU2567018C9 (en) Method for measuring level of dielectric substance
RU2567018C1 (en) Method for measuring level of dielectric substance
Kashyap et al. Ultra-precision liquid level sensing using impedance spectroscopy and data analytics
RU2445584C1 (en) Dielectric substance level measuring device
RU2262668C2 (en) Device for measuring level of dielectric matter
RU2260809C2 (en) Method for determination of two-terminal network parameters
RU2262669C2 (en) Method of measuring level of dielectric matter
RU2442181C1 (en) Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems
RU2499232C1 (en) Device to measure level of dielectric substance
RU2287811C1 (en) Device for express-control of quality of automobile gasoline
Yahya A multi-level storage tank gauging and monitoring system using a nanosecond pulse
RU2456552C1 (en) Method of determining level of dielectric substance
RU190697U1 (en) The device for measuring the fuel level in the tanks of aircraft
Balakin et al. A method of determining the level of dielectric liquids from the parameters of a model of a capacitance fuel level sensor
RU2833179C1 (en) Device for measuring parameters of dielectric substance
Liang et al. An Analog Lock-in Amplifier Based on Synchronous I/Q Demodulation for Capacitance Measurement
Hoja et al. An analysis of a measurement probe for a high impedance spectroscopy analyzer
WO2017018893A1 (en) Method and device for determining the quality of motor-car fuel
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载