Измерение уровня жидкости, какие датчики выбрать? Опции

[Lega]

Доброго времени суток.
Передо мной поставили такую задачу. Нужно отслеживать уровень жидкости (жидкость прозрачная) в колбе диаметром около 30 мм. Пределы изменения уровня от 0 до 20 см. Точность нужна порядка 1 мм. Скорость изменения небольшая , максимум порядка 2-3 мм в секунду.
Емкостной метод скорее всего не подходит, так как плотность втекаемой в колбу жидкости изменяется (уменьшается).
Посоветуйте, какой принцип можно измерения использовать и какие датчики.

[Lega]

to OqRom: еще раз огромное спасибо. Советуемый Вами подход кажется мне наиболее простый в реализации. На нем и остановлюсь.
Другие подходы тоже заслуживают внимания - с ними тоже попробую поиграться попозже.
Еще маленький вопрос: а возможно ли распологать электроды не в колбе, а снаружи? Тогда и дня космонавтики не будет, и колбу можно извлекать безболезненно для датчика.

[Vic]

to OqRom: еще раз огромное спасибо. Советуемый Вами подход кажется мне наиболее простый в реализации. На нем и остановлюсь.
Другие подходы тоже заслуживают внимания - с ними тоже попробую поиграться попозже.
Еще маленький вопрос: а возможно ли распологать электроды не в колбе, а снаружи? Тогда и дня космонавтики не будет, и колбу можно извлекать безболезненно для датчика.

Электроды снаружи, думая не получится, а вот в колбе с такой точностью, тоже думаю будут проблемы. В качестве совета:
1. Датчик изготовить ввиде трех коаксиальных стержней, внутренний и наружный потом соединить вместе и посадить на общий провод, с центрального снимать сигнал.
2. В качестве диэлектрика при конструировании стержня использовать фторопласт (все остальное смачивается и дает ошибку при измерениях).
3. Минимальное расстояние между электродами 1 мм (ниже проявляются капиллярные эффекты)

Думаю при такой конструкции суммарная емкость сухого датчика будет ~ 100pF

[OgRom]

to OqRom: еще раз огромное спасибо. Советуемый Вами подход кажется мне наиболее простый в реализации. На нем и остановлюсь.
Другие подходы тоже заслуживают внимания - с ними тоже попробую поиграться попозже.
Еще маленький вопрос: а возможно ли распологать электроды не в колбе, а снаружи? Тогда и дня космонавтики не будет, и колбу можно извлекать безболезненно для датчика.

Электроды снаружи, думая не получится, а вот в колбе с такой точностью, тоже думаю будут проблемы. В качестве совета:
1. Датчик изготовить ввиде трех коаксиальных стержней, внутренний и наружный потом соединить вместе и посадить на общий провод, с центрального снимать сигнал.
2. В качестве диэлектрика при конструировании стержня использовать фторопласт (все остальное смачивается и дает ошибку при измерениях).
3. Минимальное расстояние между электродами 1 мм (ниже проявляются капиллярные эффекты)

Думаю при такой конструкции суммарная емкость сухого датчика будет ~ 100pF

Действительно, электроды снаружи колбы малоэффективны. Во-первых, 95 процентов поля замкнется через стекло, соответственно чувствительность датчика будет очень низкой.
Во-вторых, от плотности прилегания электрода к стеклу будут очень сильно зависеть показания.


Совет выполнить датчик по известному принципу "трба в трубе" безусловно дельный, однако ИМХО,
может быть сложноват конструктивно для Вашей задачи. Предлагаю попробовать пакет из трех латунных пластин, боковые заземлены. Так как продукт заведомо диэлектрик, считаю, что можно обойтись без изоляции пластин. Чем меньше зазор (в разумных пределах), тем выше приращение емкости на единицу длины, соответственно выше точность. Можно попробовать выполнить чувствительный элемент печатным способом на текстолите.