вачі у вигляді циліндра діаметром 8,5 мм і висотою 10-11 мм, виготовлені з пьезо-керамічного матеріалу ЦТСтБС - 2. Їх торцеві поверхні забезпечені срібними електродами, призначеними для контакту з контрольно-вимірювальною апаратурою.
Для такої конструкції пьезопреобразователя матеріал ЦТСтБС - 2 оптимальний по всьому набору параметрів: відносної діелектричної проникності ("2000), механічної добротності ( gt; 350), тангенсу кута діелектричних втрат ( lt; 0,01).
З іншого боку, конструкція пьезоелемента у вигляді стрижня не дозволяє використовувати п'єзоматеріалів з більш стабільними параметрами в робочому діапазоні температур і більш високим значенням механічної добротності, оскільки вони мають порівняно низьким значенням відносної діелектричної проникності.
З метою підвищення експлуатаційних характеристик резонансних сигналізаторів рівня фахівці філії НДІФ (Ростов-на-Дону) розробили конструкцію монолітного багатошарового пьезопреобразователя У ньому на торцевих поверхнях двох п'єзоактиивних елементів розташовані ізолятори. П'єзоелементи електрично з'єднані паралельно один з одним гнучкими дротяними висновками зі сталі марки 18х12Н10Т, які знаходяться під прямим кутом один до одного і кріпляться механічними в пазах глибиною 0,25-0,2 мм.
Пази розміщені в площині електродів між ізоляторами і п'єзоелементами, а також в середній частині між п'єзоелементами. Монолітність конструкції достига?? ться шляхом термокомпрессіонной зварювання ізоляторів і п'єзоелементів, зварювані поверхні яких покриті вожженним в кераміку сріблом. Нова конструкція володіє наступними перевагами в порівнянні зі звичайною:
електроди п'єзоактиивних елементів ізольовані від корпусу датчика, що забезпечує його перешкодозахищеність;
можливість застосування більш сегнетотвердих п'єзокерамічних матеріалів з більш низькими значеннями відносної діелектричної проникності і більш високими значеннями механічної добротності;
гнучкі дротяні струмозйомники звільняють від необхідності ненадійною пайки токовиводов до електродів пьезопреобразователя, що приводить до локального перегріву п'єзоелементів; [10]
1.2 Недоліки представлених видів датчиків
Таблиця 1.1 - Основні недоліки представлених датчиків.
Вид датчікаНедостаткі, що обмежують прімененіеПоплавковийНалічіе поплавця в резервуарі, труднощі вимірювання рівня в резервуарах під тиском. ГідростатіческійОтсутствіе можливості визначення маси й реєстрації обсягу вимірюваної рідини. Необхідність проведення додаткових вимірів і розрахунків визначення вимірюваного рівня рідини. [18] ЕмкостнийCущественное вплив налипання на датчик речовин, що містяться в рідині, на його похибку. [7] РадіоізотопнийНеобходімость застосування спеціальних заходів захисту обслуговуючого персоналу від опромінення. [15] УльтразвуковойУстройства характеризуються всіма основними недоліками датчиків ємнісного типу. Вартість ультразвукових датчиків перевищує вартість ємнісних датчиків. [4] Радарний (радіохвильової) Труднощі точного вимірювання малих інтервалів часу. Вони чутливі до знаходження в зоні випромінювання сторонніх предметів, наприклад металевих стінок ємностей. [5] П'єзоелектричний Недоліком даного датчика сигналізатора є те, що клейове з'єднання пьезопреобразователя і склянки механічно неміцно і може порушитися навіть при незначних вібраціях і ударах. До того ж клейове з'єднання є нерозбірним, що різко погіршує ремонтопридатність датчика сигналізатора при виході з ладу пьезопреобразователя. [10] Також клейове з'єднання не забезпечує високої чутливості, що обмежує застосування сигналізатора тільки для контролю рідких матеріалів. [13]
Розглянувши дані таблиці 1.1, можна прийти до висновку, що найменшими недоліками, в умовах розв'язуваної задачі, володіють ємнісні і радіоізотопні датчики. Однак, радіоізотопні датчики можуть становити небезпеку для здоров'я обслуговуючого персоналу.
2. Пристрій датчиків для вимірювання рівня води
2.1 Конструкція найпростіших датчиків рівня води
Рисунок 2.1 - Конструкція найпростішого датчика рівня води Пристрій може використовуватися для автоматичної підтримки рівня води в заданих межах.
Зручний для управління електронасосом для відкачування грунтових вод з підвалів та інших заглиблених приміщень. У підвалі, в найбільш глибокому місці, викопують металевий резервуар і монтують в ньому два датчика рівня: один опускають майже до дна, другий встановлюють поблизу верхньої кромки резервуара.
Резервуар [1] і датчики підключають до електронного блоку (див. схему). зверху резервуар прикр...
