Ємкісний датчик для вимірювання рівня рідкого азоту

Ємкісний датчик для вимірювання рівня рідкого азоту, що складається із двох трубок, розташованих коаксіально із зазором одна в одній і герметично закритих у верхній частині, який відрізняється тим, що по всій довжині внутрішньої трубки виконані отвори для проникнення рідкого азоту в зазор між трубками, а у верхній частині внутрішньої трубки встановлений демпфер з каліброваним отвором для виходу парів азоту Винахід належить до галузі вимірювальної техніки, а саме пристроїв для вимірювання рівня кріогенних рідин у судинах Дьюара Відомий датчик для вимірювання рівня кріогенної рідини, в якому використовується ефект переходу розташованих у судині металічної проволоки з нормального у надпровідний стан [1] Однак цей датчик придатний тільки для вимірювання рівня рідкого гелію Відомий датчик, робота якого заснована на вимірюванні опору звичайних провідників струму [2] Недолік такого датчика полягає утому, що його чутливий елемент піддається обмерзанню при попаданні вологи, що знижує достовірність вимірів Найбільш близьким за технічною суттю до датчика, що заявляється, є ємкісний датчик рівня кріогенних рідин [3] Він виконаний у вигляді жорсткої розімкнутої коаксіальної лінії, герметично закритої на верхньому КІНЦІ, І продовжується вниз до днища судини Дьюара Основу лінії складають дві ТОНКОСТІННІ трубки з нержавіючої сталі, розташовані одна в одній СПІВВІСНО і концентрично Зазор між ними зафіксований за допомогою дисків і роздільних втулок з тефлона По всій довжині зовнішньої трубки зроблені отвори, через які рідина протікає всередину трубки, попереджуючи виникнення коливань тиску всередині лінії Принцип роботи цього датчика оснований на тому, що діелектрична стана у рідкій і газоподібній фазах є різна Тому при підвищенні або зниженні рівня кріогенної рідини ємкість коаксіальної лінії змінюється пропорційно ЗМІНІ рівня Однак цей ємкісний датчик рівня кріогенних рідин має істотний недолік При використанні його для контроля рівня рідкого азоту у відкритих судинах Дьюара (сховищах) відбувається обмерзання верхньої частини датчика, яка знаходиться над поверхнею кріогенної рідини Обмерзання датчика за рахунок попадання вологи з оточуючого середовища, у тому числі в отвори у ЗОВНІШНІЙ трубці, призводить до зменшення достовірності виміру рівня кріогенної рідини Задачею винаходу є створення такого датчика для вимірювання рівня рідкого азоту, який дозволив би підвищити достовірність вимірювань в умовах відкритих кріогенних сховищ Ця задача вирішується тим, що в ємкісному датчику, який складається з двох трубок, коаксіальне розташованих із зазором одна в одній і герметично закритих у верхній частині, по всій довжині внутрішньої трубки виконані отвори для проникнення рідкого азоту в зазор між трубками, а у верхній частині внутрішньої трубки встановлений демпфер із каліброваним отвором для виходу парів азоту Виконання отворів на внутрішній трубці та установка демпфера з каліброваним отвором дають можливість постійно підтримувати незначний надлишковий тиск парів азоту Цей незначний наддуй парів азоту через отвір демпфера виключає показання вологи із зовнішнього середовища у зазор між трубками Таким чином виключається зміна характеристик ємкісного датчика при його обмерзанні із зовнішнього боку, що забезпечує високу достовірність вимірювання рівня азоту Конструкція датчика показана на рисунку СО о> 00 ю 58193 Датчик складається з внутрішньої 1 і зовнішньої 2 тонкостінних трубок із нержавіючої сталі Трубки 1 і 2 розміщені одна в другій СПІВВІСНО і концентричне Зазор між ними зафіксований верхньою 3 і нижньою 4 ІЗОЛЯЦІЙНИМИ втулками з фторопласту і складає 1 - 1,5мм При цьому внутрішня трубка 1 знизу відкрита для проникнення рідкого азоту, а зовнішня трубка 2 закрита знизу і зверху По всій довжині внутрішньої трубки 1 виконані отвори 5, через які рідкий азот проникає в зазор між трубками У верхній частині внутрішньої трубки 1 встановлений демпфер 6 із фторопласта з калібрувальним отвором 7 у центрі для виходу газоподібного азоту Датчик встановлюють у відкритій судині Дьюара з рідким азотом паралельно його внутрішній СТІНЦІ, при цьому верхня частина датчика знаходиться под поверхнею рідкого азоту Трубки 1 і 2 підключають через ЛІНІЮ зв'язку до будь-якого вторинного перетворювача "ємкістьнапруга " для відображення показників величини рівня Комп'ютерна верстка М Клюкш У робочому положенні датчика рідкий азот проникає знизу по внутрішній трубці 1 всередину і через отвори 5 попадає в зазор між трубками 1 і 2, створюючи умови для рівності рівня рідкого азоту всередині датчика і в сосуді Дьюара Пари азоту, що утворюються за рахунок теплопритоків по трубках 1 і 2, проходять через отвір 5 і по внутрішній трубці 1 через калібрований отвір 7 демпфера 6 виходять назовні При цьому всередині датчика постійно присутній незначний надлишковий тиск парів азоту, що перешкоджає попаданню вологи з оточуючого середовища незалежно від обмерзання його верхньої частини Джерела інформації 1 В Н Формозов "Экспериментальная техника в физике сверхпроводников - Киев, Высша школа, 1978 - стр 16 2 А Кантер, А Роллинг Приборы для научных исследований//1966 - №9 -С 55-59 3 Дж Сегуин, Р В Леонард, Приборы для научных исследований//1966г -№12 -С 106-108 Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна