Рис. 1. Схема распределенно-
го терморезистивного датчика
уровня жидкости
к газовой и жидкой фазам обусловли-
вает чувствительность таких датчиков.
По значению суммарного сопротивления
чувствительного элемента можно судить
о текущем значении уровня жидкости.
По исполнению датчики бывают дис-
кретные и непрерывные. Дискретные
датчики располагаются в точке контро-
ля раздела фаз и дают локальную ин-
формацию о фазовом состоянии контро-
лируемой среды. Чаще всего в каче-
стве дискретных датчиков используют-
ся термисторы или угольные резисторы,
лучшие из которых имеют точность до
±
0,5 мм [4].
Для непрерывной информации об уровне жидкости используют-
ся непрерывные (распределенные) датчики, схема показана на рис. 1.
Распределенный терморезистивный датчик уровня представляет со-
бой длинный резистор, вертикально размещенный в сосуде. Резистор
имеет высоту
H
и нагревается током постоянной величины
I
. Ниж-
ний участок проводника на высоте
h
охлаждается жидкостью и имеет
температуру
t
2
, а верхний участок охлаждается парами и имеет бо-
лее высокую температуру
t
1
. Пропорционально температуре меняется
удельное сопротивление проводника и поэтому его интегральное со-
противление и падение напряжение
U
h
изменяются пропорционально
уровню жидкости в сосуде.
Для работы такого датчика необходим вспомогательный источник
теплоты, создающий положительную разность температур между ре-
зистором и средой. В качестве вспомогательного источника теплоты
чаще всего используется электрический нагрев, который может быть
прямым и косвенным. При прямом подогреве роль подогревателя вы-
полняет сам чувствительный элемент и подогрев осуществляется за
счет теплоты, выделяемой в резисторе при прохождении через не-
го электрического тока. При косвенном подогреве датчик снабжается
дополнительным распределенным нагревательным элементом. В крио-
генных емкостях при низких температурах вспомогательным источни-
ком теплоты малой мощности могут служить теплопритоки из окру-
жающей среды.
Вопросы теории и расчета конструкций непрерывных датчиков
терморезистивного типа изложены в работе [3]. Основной характе-
ристикой терморезистивного датчика является его вольт-линейная ха-
рактеристика (
U
=
f
(
h
)
), т.е. зависимость суммарного сопротивле-
ния первичного измерительного элемента от уровня заполнения сосу-
да. Эта характеристика используется в качестве тарировочной кривой
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 6 119
