опором 0.1 ч1 кОм при 300К, номінальною потужністю 0.125 і 0.25 Вт
Були зняті вольтамперні характеристики (ВАХ) датчиків в рідині і в парі. Для всіх досліджених датчиків відзначений різкий (0.1ч0.2 см) стрибок показань при переході від рідини до пару, якщо напруга на датчику U> Umin ~ 3Ч4 В. Показання датчиків поблизу поверхні рідини і на висоті ~ 10 см від поверхні практично не відрізнялися.
Проведені дослідження показали, що найбільшою чутливістю і потенційно більш низькими тепловиділеннями в рідини мають кілоомние резистори. При всіх використаних технологіях виготовлення датчиків відносна зміна сигналу? Х / Х з кілоомних датчиків не менше ніж в 1.5-2 рази перевищувало? Х / Х для 100-Ом датчиків. Тому для проведення основних досліджень були обрані резистори з номінальними параметрами 1кОм; 0.125 і 0.25 Вт
Принцип роботи:
Для визначення рівня рідини можна знімати з датчика різниця напруг? U=Uжідк-Uпар при фіксованому струмі через датчик, або різницю струмів? I=Iпар-Iжідк при постійній напрузі на датчику. У першому випадку при зануренні датчика в рідину збільшується коефіцієнт тепловіддачі в середу і, отже, опір резистора. Збільшення потужності тепловиділення W=I2R (T) перешкоджає подальшому охолодженню датчика.
У парі спостерігається зменшення виділеної потужності із зменшенням коефіцієнта тепловіддачі, внаслідок чого не можна очікувати великих? U. У другому випадку з збільшенням коефіцієнта тепловіддачі в парі збільшується потужність тепловиділення. З ВАХ видно зміна чутливості при переході від однієї схеми до іншої. Наприклад, для початкової точки Uжідк=7В перехід датчика в пар при U=const дає відносну зміну струму? I / Iж=104%, в той час як для переходу при I=const? U=Uжідк=24%.
На рис. 1 показана залежності? I / Iж=f (U) для датчиків на основі кілоомного резистора, 0.125 Вт Датчик 1, крива 1, висновки вкорочені до мінімально необхідної для пайки довжини. Струмопідведення діаметром 0.01 см на довжині 10 см намотані на мідний стрижень, поміщений на один рівень з датчиком. Довжина стрижня 0.8 см. Датчик 2-те ж, що і крива 1, але резистор спиляно з одного боку до вугільної основи. Датчик 3-те ж, що і крива 2, але стрижень з намотаними проводами поміщений на 1 см вище датчика. Датчик 4-те ж, що і крива 3, датчик і дроти обмотані трьома шарами бавовняної тканини, поверх якої намотані 2 шари ізоляційної стрічки.
Рис. 1 Щодо зміна струму через датчики на межі рідина-пар? I / Iж при Uдат=const для різних технологій виготовлення
Збільшення чутливості при спилюванні (рис.1, датчики 1,2) пов'язане з великим термічним опором пластмасового покриття датчика.
При використанні бавовняної ізоляції рідина по капілярних каналах надходить до тіла датчика і ефективно його охолоджує. Коли датчик знаходиться в парах, ізоляція ускладнює теплообмін, чим досягається зміщення ВАХ датчика в парі вверх при практично незмінною ВАХ в рідині. Велике число шарів ізоляції (> 5) призводить до зменшення чутливості через погіршення відводу випарувався на датчику гелію. Спостерігається випереджаюче зміщення ВАХ датчика в рідині, особливо сильне при великих напругах.
Виділювана в токоподводов потужність не робить великого впливу на максимум чутливості (рис. 1, датчики 2,3), а...
