Датчик для дистанционного контроля жидкихпродуктов в потоке

Датчик для дистанционного контроля жидкихпродуктов в потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

292107

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидегельства ¹

МПК G 01n 27/02

Заявлено 15.17.1969 (№ 1326534/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 061.1971. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 5.III.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 543.257,5(088.8) Авторы изобретения

В. А. Заринский и Д. И. Кошкин

Заявитель Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского

ДАТЧИК ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ЖИДКИХ

ПРОДУКТОВ В ПОТОКЕ

Предлагаемое устройство относится к высокочастотным бесконтактным датчикам для непрерывного контроля проточных продуктов с автоматической записью.

Датчики такого типа известны. Однако измерительная ячейка в известных приборах связана с высокочастотным устройством и с индикаторным прибором высокочастотным кабелем ограниченной длины, что исключает их применение для дистанционного контроля проточных жидких продуктов на значительных расстояниях от пункта контроля до пульта измерения, регистрации и управления.

Такие приборы при колебаниях температуры контролируемого продукта могут давать неверные показания из-за отсутствия температурной компенсации возникающих при этом колебаний электропроводности.

В предлагаемом устройстве применен индикаторный прибор постоянного тока, в измерительную мостовую схему введены элементы температурной компенсации с регулируемым температурным коэффициентом, в датчик введена схема, сигнализирующая о его неисправности, а все узлы датчика размещены в одном герметичном кожухе. Все это позволило повысить надежность результатов измерений и проводить их дистанционно.

На фиг. 1 дана конструкция датчика в разрезе; на фиг. 2 приведена блок-схема датчика; на фпг. 3 дана принципиальная измерительная схема с регулируемой температурной компенсацией и схема сигнализации о неисправности датчика.

По стеклянной трубке 1 идет контролируемый продукт, металлические обкладки 2 соединены с «массой» датчика, к металлической обкладке 8 подводится напряжение от генератора ВЧ. Стеклянная трубка 1 и обкладки 2

10 и 8 составляют проточную ячейку, помещенную в герметичный металлический кожух 4 с фланцами 5 для врезки датчика в трубопровод с контролируемым продуктом. На панели б расположены генератор ВЧ, измеритель15 ная термокомпенсированная схема и схема сигнализации о неисправности датчика; на панели 7 расположен стабилизированный источник питания. Герметичный электроразъем 8 служит для подвода питания, вывода сигнала

20 с датчика на самописец и вывода напряжения от стабилизированного источника питания на контрольную лампочку. Пробка 9 закрывает отверстие для регулировки термокомпенсации (l0 — герметизирующие прокладки) .

25 На фиг. 2 дана блок-схема датчика. С транзисторного генератора 11 с частотой 20—

30 л гт1 ВЧ напряжение поступает на измерительную схему 12 с проточной ячейки 18 и на схему сигнализации 14 о неисправности дат30 чика. Сигнал с измерительной схемы 12 идет

292107 на самописец в виде постоянного напряжения, величина которого изменяется в зависимости от изменения параметров контролируемого продукта. При неисправности датчика схема сигнализации 14 искажает сигнал с измерительной схемы 12 таким образом, что перо самописца уходит на край шкалы.

Стабилизированный блок питания 15 питает генератор ВЧ 11, схему сигнализации 14 о неисправности датчика и контрольную лампочку, сигнализирующую о включении датчика и исправности блока питания.

На фиг. 3 регистраторы R<, R>, проточная ячейка П полупеременный конденсатор Сз составляет мостовую схему. Введение в мостовую измерительную схему полупеременного конденсатора С>, являющегося эквивалентом проточной ячейки П, позволяет подавать на диоды Д1 и j4 при балансировке моста одинаковые напряжения высокой частоты, благодаря чему резко уменьшается влияние неидентичности параметров этих диодов на сигнал с датчика при колебаниях питающего мост напряжения.

Резисторы Rs — Rs u Rv — R o, являющиеся нагрузками диодов Д и Д соответственно, а также терморезисторы Rs и R; служат элементами схемы, осуществляющими компенсацию измерений электропроводности контролируемого продукта при изменении его температуры. Переменные резисторы Rs, R4, Rs, Ro служат для регулировки степени этой компенсации для различных продуктов с отличающимися друг от друга температурными коэффициентами электропроводности.

Диоды gh и Д„, конденсатор С, резистор

R», транзистор 1< и реле Р составляют схему сигнализации о неисправности датчика, Работает она следующим образом. Напряжение высокой частоты, поступающее от генератора, выпрямляется диодом Дз. Если напряжение на конденсаторе С, выше порогового напряжения стабилитрона Д;, то через базу транзистора Т идет ток, транзистор открыт, срабатывает реле P и один из проводов, идущих к самописцу, подсоединяется к измерительной схеме.

Если напряжение ВЧ от генератора недостаточно по амплитуде или вообще отсутст.вует, транзистор Ti закрыт, реле Р обесточено и провод, идущий к самописцу, отсоединяется от измерительной схемы и присоединяется к источнику питания, напряжение которого значительно выше, чем напряжение на проводе, постоянно соединяющем самописец с измерительной схемой датчика. Перо самописца при этом уходит на край шкалы, сигнализируя о неисправности датчика.

Выход из строя элементов схемы, сигнализирующей о неисправности датчика, также приводит к уходу пера самописца на край шкалы, Взаимодействие элементов схемы осуществляется следующим образом. При включении датчика напряжение от блока стабилизованного питания 15 {см. фиг. 2) подается на тран5

3О

ss

65 зисторный генератор ВЧ 11, схему сигнализации о неисправности датчика и контрольную лампочку, сигнализирующую о включении датчика и блока питания. Напряжение ВЧ от генератора 11 поступает на резисторы R и Rs мостовой измерительной схемы (см. фиг. 3) и диод Дз. Напряжение ВЧ на диоде Д определяется ВЧ-электропроводностью конденсатора

С . Полупеременный конденсатор Сз служит для балансировки мостовой схемы до получения равных постоянных напряжений на конденсаторах С и С> при номинальных параметрах контролируемого продукта. Повышение электропроводности продукта вследствие повышения температуры вызовет уменьшение напряжения на диоде Дь а следовательно, и на конденсаторе С, .при этом напряжение на конденсаторе С не изменяется.

Напряжения с конденсаторов С> и С> поступают на температурно-зависимые делители напряжения, состоящие из терморезисторов Rq u

Rz, переменных резисторов Rs, R4, Rs u Rs u постоянных резисторов R> и R>o. Терморезистор R„- включен в верхнее плечо делителя напряжения на конденсаторе С, а терморезистор R-, включен в нижнее плечо делителя напряжения на конденсаторе С>. Оба термосопротивления должны иметь хороший тепловой контакт с контролируемым продуктом, При повышении температуры сопротивление терморезисторов уменьшается, вследствие чего напряжение, идущее к самописцу с делителя Rz—

Rs R7 Ря уменьшаться, компенсируя этим уменьшение напряжения на конденсаторе Сь

Таким образом, разность напряжений, подаваемых с делителей Rs — 14 и R7 — R o, остается равной нулю при повышении электропроводности вследствие повышения температуры контролируемого продукта.

При понижении температуры контролируемого продукта сопротивление терморезисторов

R> и R7 увеличивается, сохраняя равенство нулю напряжений, подаваемых на самописец с делителей 14 — Rs и R7 — Ры.

Изменение параметров контролируемого продукта при неизменной его температуре приводит к изменению его высокочастотной электропроводности, а следовательно, и к изменению постоянного напряжения на конденсаторе

С при постоянстве напряжения на конденсаторе С>, что будет зафиксировано самописцем.

С помощью переменных резисторов Rs, R< и

Rs, Ro, связанных общей осью, осуществляется регулировка влияния термосопротивлений на температурную зависимость делителей Р—

Р5 и Rz — R

R3 и R9 максимально, а резисторы R4 и Rs закорочены, в результате чего термокомпенсация отсутствует. При повороте оси в другое крайнее положение сопротивление резисторов

R4 — Rs максимально, тогда как резисторы Rs и Ro закорочены, при этом термокомпенсация максимальна.

После установления необходимого коэффициента термокомпенсации напряжение, идущее с датчика на самописец при номинальных параметрах контролируемого продукта, устанавливается равным нулю при помощи полупеременного конденсатора С>.

Предмет изобретения

1. Датчик для дистанционного контроля жидких продуктов в потоке, выполненный по мостовой измерительной схеме, состоящий из двух резисторов, проточной ячейки, полупеременного конденсатора и измерительного прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности результатов измерений и получения возможности проведения дистанционных измерений, на выходе моста включен ин5 дикаторный прибор постоянного тока, а в оба конца измерительной диагонали моста включены диоды, нагрузочные резисторы которых соединены с одной точкой запитки моста.

2. Датчик по и. 1, отличающаяся тем, что, с

10 целью исключения температурных влияний, в качестве нагрузочных резисторов выпрямляющих диодов в измерительной диагонали моста включены температурно-зависимые делители напряжения.

292107

Составитель Е. П. Бабарина

Редактор И. Г. Карпас Техред А. А. Камышникова Корректор О. И. Усова

Изд, № 198 Заказ 366/4 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2