ДВУХПАРАМЕТРОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

It is considered two parameter the sensors of level of a liquid. The sensors contains three cylindrical electrodes of unequal length. The potential of an average electrode varies. For the control of dielectric properties of a liquid the length of an internal electrode differs from length of two external electrodes. For numerical 3D sensors modelling the method of the integrated equations and mirror displays is used. The program of numerical calculation is realised in MAPLE. Check on adequacy of model to real designs is checked up.Предложен двухпараметровый датчик уровня жидкости, состоящий из трех цилиндрических электродов разной длины с варьируемым потенциалом среднего электрода. Методом интегральных уравнений проведено численное 3D-моделирование конструкции датчика. Программа численного расчета реализована в MAPLE. Проведена проверка на адекватность модели реальным конструкциям датчиков. Экспериментально и теоретически показаны преимущества разработанного датчика, позволяющего в отличие от широко используемых однопараметровых датчиков одновременно измерять диэлектрические свойства жидкости и ее уровень без дополнительной калибровки

Математическая модель сенсора с открытой областью пространства

For the effective use of dielectric sensors, optimization of the design parameters of the sensors, such as the depth of penetration of the electromagnetic fi and the magnitude of the sensor signal, is of great importance. The purpose of the work was to build a mathematical model of a sensor with an open area of space and calculate its parameters.Results of main parameters calculations of the open space sensor are presented. Methods of integral equations and mirror images are used for numerical 2D modeling. The surface of each electrode was considered as two parallel lamellae. This approach simplifi the procedure for numerically solving a two-dimensional problem. It allows you to calculate the electric fi of fl layered media with less time, using less powerful computers. The numerical calculation program is implemented in MAPLE.The program adequacy was checked for a sensor made on one-sided foil Tefl (ε1 = 2,3) with a thickness of b = 1.0 mm. The electric fi was calculated for the sensor in a three-layer medium. The calculated picture of the fi showed that the distribution of force lines is not uniform. It was found that the depth of the control zone does not depend on the metallization of the sensor surface. The depth of the control zone for an open-type sensor is in the same range as the depth of the control zone for fl overhead measuring capacitorsan analog of fringing electric fi d (FEF) sensors.Для эффективного применения диэлектрометрических сенсоров большое значение имеет оптимизация конструктивных параметров сенсоров, таких как глубина проникновения электромагнитного поля, величина сигнала сенсора. Цель работы заключалась в построении математической модели сенсора с открытой областью пространства и расчёте его параметров.Представлены результаты расчёта основных параметров сенсора открытого пространства. Для численного 2D моделирования использованы методы интегральных уравнений и зеркальных отображений. Поверхность каждого электрода рассматривалась в виде двух параллельных ламелей. Такой подход упростил процедуру численного решения двухмерной задачи. Он позволяет выполнять расчёт электрических полей плоских слоистых сред с меньшими временными затратами, с использованием менее мощных компьютеров. Программа численных расчётов реализована в MAPLE.Проверка адекватности программы осуществлялась для сенсора, выполненного на одностороннем фольгированном тефлоне (ε1 = 2,3) толщиной b = 1,0 мм. Для сенсора выполнен расчёт электрического поля в трёхслойной среде. Расчётная картина поля показала неоднородность распределения силовых линий. Установлено, что глубина зоны контроля не зависит от металлизации поверхности сенсоров. Глубина зоны контроля для сенсора открытого типа лежит в том же диапазоне, что и глубина зоны контроля для плоских накладных измерительных конденсаторов – аналог fringing electric field (FEF) sensors (сенсоров окаймляющего электрического поля).Созданная модель позволяет проводить обоснованный выбор конструкции и параметров электроёмкостного сенсора открытого типа, определять метрологические характеристики измерительного устройства, решать вопрос технической осуществимости поставленной задачи

ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАКЛАДНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ В ПРИСУТСТВИИ ЗАЗЕМЛЕННОЙ ПЛОСКОСТИ

Designing principles of fringing electric field (FEF) sensors in the presence of a top ground plane bounding are considered. The analysis of characteristics, such as of penetration depth, working capacity, sensitivity to anisotropy of dielectric properties is given. Qualitative principles of designing are described, recommendations for optimizations of designs are given.Рассмотрены принципы проектирования многосекционных экранированных накладных измерительных конденсаторов, используемых для неразрушающего контроля ортотропных материалов. Дан анализ характеристик: глубины зоны контроля, рабочей емкости, чувствительности к анизотропии диэлектрических свойств. Описаны качественные принципы проектирования, даны рекомендации для оптимизации конструкци

THE TWO PARAMETER SENSORS OF THE LIQUID LEVEL

It is considered two parameter the sensors of level of a liquid. The sensors contains three cylindrical electrodes of unequal length. The potential of an average electrode varies. For the control of dielectric properties of a liquid the length of an internal electrode differs from length of two external electrodes. For numerical 3D sensors modelling the method of the integrated equations and mirror displays is used. The program of numerical calculation is realised in MAPLE. Check on adequacy of model to real designs is checked up

PRINCIPLES OF DESIGNING OF FRINGING ELECTRIC FIELD SENSORS IN THE PRESENCE OF A TOP GROUND PLANE BOUNDING

Designing principles of fringing electric field (FEF) sensors in the presence of a top ground plane bounding are considered. The analysis of characteristics, such as of penetration depth, working capacity, sensitivity to anisotropy of dielectric properties is given. Qualitative principles of designing are described, recommendations for optimizations of designs are given