СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2014 ИИ1 ПИ1 ИИ2 ПИ2 ИИn ПИk Труба Волоконно-оптический преобразователь ВОДГД Сигнализатор уровня жидкости Источники излучения Приёмники излучения . . . . . . Рис. 2. Пример ВОСИУЖ, содержащей волоконно-оптические датчики гидростатического давления (ВОДГД) и ВОСУЖ, выполняющие роль калибровочных элементов Реклама В этом случае ВОСУЖработает следу- ющим образом: когда жидкость дохо- дит до глухого торца упругого эле- мента, то за счёт гидростатического давления сильфон 8 сжимается (или прогибается мембрана), при этом све- топоглощающая поверхность глухо- го торца сильфона (или мембраны) соприкасается со сферическим сегмен- том стержня 4. Благодаря этому проис- ходит нарушение условия ПВО внутри стержня 4, и большая часть излучения выходит наружу, оставшаяся меньшая часть по ООВ передаётся к приёмнику излучения 7. Дискретный принцип измерения раз- работанной ВОСИУЖ [1] не обеспечи- вает требуемую точность измерения уровня жидкости. Для непрерывного измерения уровня жидкости используют датчики гидро- статического давления (ДГД), распо- лагаемые, как правило, на дне ёмко- сти. Но ни один из существующих ДГД не рассчитан на измерение давления с высокой точностью в больших ёмко- стях, что обусловлено конструктивны- ми особенностями упругих мембран. Поэтому предлагается размещать воло- конно-оптические ДГД [3] на несколь- ких уровнях ёмкости. Например, если ёмкость имеет высоту 20 м, то её по высоте можно разделить на 10 участ- ков по 2 м и, соответственно, на каждом уровне установить ДГД, диапазон изме- рения которого соответствует данно- му участку. При этом волоконно-опти- ческий ДГД устанавливается на ту же трубу, на которой установлены ВОСУЖ (см. рис. 2). Для повышения точности измере- ния за счёт уменьшения аддитивной составляющей погрешности измерения из-за неточной установки ДГД в ёмко- сти предлагается использовать ВОСУЖ с открытым ОЧЭ (см. рис. 1а) только в процессе калибровки перед началом эксплуатации системы. Для калибров- ки же отдельных участков в процессе эксплуатации рекомендуется приме- нять модернизированные защищён- ные ОЧЭ (см. рис. 1б). Если требуется измерить уро- вень жидкости в условиях полёта, то в ёмкость можно установить 3 и более ВОСИУЖ в вершинах треугольника (многоугольника). Такое техническое решение снижает погрешность, обу- словленную углом наклона поверхно- сти жидкости относительно горизонта. Приблизительные габаритные раз- меры одной ВОСИУЖ будут в 2–3 раза меньше, чем у аналогов. Практически будет исключена аддитивная состав- ляющая погрешности измерения. Температурная погрешность снизит- ся в 2–3 раза по сравнению с аналога- ми и не превысит 1% в диапазоне тем- ператур ±60 ° С. Новая ВОСИУЖ позволяет произ- водить измерения уровня жидко- стей, прозрачных и непрозрачных для ИК-излучения, сохраняет работо- способность в жёстких условиях (РК и АТ), обладает абсолютной искро-, взрыво- и пожаробезопасностью и не требует сложных технологиче- ских и измерительных операций при изготовлении. Л ИТЕРАТУРА 1. Патент РФ 2399887. Волоконно-оптиче- ский уровнемер и способ его изготов- ления. Серебряков Д.И., Мурашкина Т.И., Пивкин А.Г., Архипов А.В., Мытарев А.В. Опубликовано 20.09.2010. Бюллетень № 26. 2. Патент РФ № 2297602. Волоконно-опти- ческий сигнализатор уровня жидко- сти. МПК6 G01 F 23/22. Серебряков Д.И., Мурашкина Т.И. Опубликовано 20.04.2007. Бюллетень № 11. 3. Патент РФ№2290605. МПК6 G01 L 19/04. Волоконно-оптический преобразова- тель перемещения. Пивкин А.Г., Мураш- кина Т.И., Бадеева Е.А. Опубликовано 27.12.2006. Бюллетень № 36. © СТА-ПРЕСС