Технические фантазии в реальном
воплощении Technicalfantasiesinrealentailment Код tech.tft в информационном канале Subscribe.ru Выпуск No176. Автор и
ведущий Cesiy
Устройство измерения уровня жидкости
The device of measurement of a level of a
liquid
Введение
Это очень простое устройство. Оно изготавливается
примерно за полчаса. Все элементы для него известны. Трудностей нет.
Польза, наоборот, есть. Смысл устройства состоит в
том, что им можно измерять уровень жидкости. Например, есть какая-то емкость, в
которую наливается вода. Нужно знать, сколько её там, какой уровень.
Или, например, на чердаке стоит бочка, в которую
накачивается вода. Нужно определить, когда она будет полна.
Есть другие случаи, когда нужно измерять уровень или
давление.
Обычно ставят манометр, который показывает давление
воды. В нем в качестве датчика применяется гибкая трубка, изогнутая по дуге,
конец которой соединен с передаточным механизмом. При изменении давления
крайняя точка дуги перемещается, это перемещение фиксируется стрелкой,
соединенной с передаточным механизмом.
Есть другие методы измерений, в том числе
электронные.
Их, эти приборы нужно или покупать, или строить
самому, причем, в обоих случаях они не будут рассчитаны на применение при малых
давлениях или для небольшой высоты уровня. Кроме того, их принцип действия
будет основан на использовании известных датчиков.
Всегда будет преследовать мысль: вариантов
множество, как выбрать из них оптимальный по минимуму затрат и времени. Один
такой вариант нашелся, что говорит о том, что вокруг всего столько, что первое
попавшееся не всегда лучшее. Только нельзя уже ничего сделать – оно во всю
применяется в промышленности. Говорят, бери, что есть. Ищи, может быть, найдешь
или поиск будет безуспешным.
1.
Поступаем следующим образом. Берем гибкую
медицинскую трубку и цифровые весы. Больше ничего не надо. С этими двумя
«элементами» делаем и соединяем их так, как показано на рисунке (см. рисунок).
На нём обозначено: 1,2,3 – точки опоры, 4 – гибкая
трубка, 5 – соединение с измеряемой ёмкостью, 6 – ролик, 7 – цифровые весы, 8 –
дисплей весов.
Гибкую трубку 4 изгибаем по дуге и опускаем нижней
точкой 3 на стол цифровых весов 7. Чтобы её в этом положении удерживать, с
обеих внешних сторон к ней придвигаем ролики 6.Таким образом, она оказывается опертой на три точки: по рисунку
это точки 1, 2 и 3. Один конец трубки закрываем, другой – подсоединяем к
емкости, в которой нужно измерять уровень воды.
Начинаем добавлять воду, чтобы наполнить емкость.
При этом увеличивается давление внутри трубки, в её «дугообразной» части,
увеличивается «вес», и она (в точке 3) начинает сильнее давить на весы. Весы
изменяют свое показание. По нему можно судить об изменении уровня.
Всё это не очень интересно, небольшой процент людей
нуждается в измерении столба какой-то жидкости. Если нуждается, можно сделать
так, как показано на рисунке. Их маленькая проблема будет решена.
Всё-таки нужно показать, по какой причине стоит этот
рисунок рассматривать. Дело не в том, что «так» можно решить проблему измерения
уровня. Оно в том, что «датчик» в виде гибкой трубки, свернутой по дуге, только
внешне похож на датчик манометров. Его принцип действия такой, что боковые
стороны гибкой трубки (при такой схеме) могут скользить по роликам, и при
увеличении давления часть трубки больше давит, больше прилегает к весам,
усиливая свое действие на них. Если весы убрать, то чем больше давление, тем
ниже опускается точка 3 трубки. Когда этому перемещению препятствуют весы,
действие становится равным противодействию, и это противодействие весы
фиксируют. То есть датчик это не пружинистое, как обычно, противодействие дуги
трубки, а противодействие стола весов, на который легла сила столба воды. Вот и
всё.
2.
Тот же эффект можно получить, если на стол весов
установить элемент под
названием
«сильфон». Он обладает гибкостью в продольном направлении. Его нижний конец
способен перемещаться при закрепленном верхнем. Весы будут воспринимать
действие столба воды, а сильфон только позволит подать на них давление (нижний,
обращенный к весам конец сильфона, наглухо закрывается, в верхний подается
давление). Так тоже можно измерять малые усилия – сильфоны, как известно,
выпускаются, например, с очень малым противосопротивлением действующим на них
усилиям. Они применяются в разных областях техники для разных целей. Могут быть
использованы так, как описано, для измерения уровня столба воды. Причем,
указатель величины – это элементарные цифровые весы.
Сильфон ещё нужно найти (достать), затем
соответственно приспособить, то есть создать и отладить для заданных целей
прибор. Его тарировка удерживается более длительное время, чем при применении
гибкой трубки. Выбор – за Вами.