Датчик уровня
Патент 763689
Авторы
Классы МПК
Датчик уровня
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалмстмческнк
Республик
ОП ИСАНИЕ
И ЗОБРЕТЕ-Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 763689 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 18.04.78 (21) 2605444/18-10 с присоединением забавки №вЂ” (23) Приоритет (51)М. Кл.
G 01 F 23/22
ВЬеударетввкль1й кемлтет ав делам кзебретений к аткрыткй (53) УДК
681.128.64 (088.8) Опубликоваио 15.09.80 ° Бюллетень ¹ З4
Дата опубликования описания 16.09.80 (72) Автор изобретения
В. В. Рыбин
Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" (7I ) Заявитель (54) ДАТЧИК УРОВНЯ
Изобретение относится к технике контроля и регулирования уровня жидкости или межфазного уровня с помощью разогреваемых электрическим током термоэлементов и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства преимущественно в тяжелых
5 климатических и производственных условиях, в том числе в агрессивных среда11 под высоким статическим давлением.
Известны датчики с двумя термоэлементами
10 в виде терморезисторов, расположенных на заданном уровне (1).
Разогреваемый электрическим током рабочий гермоэлемент и неразогреваемый компенсационный включены в дифференциальную
15 измерительную схему с усилителем, пороговым элементом и индикатором на выходе.
Эти устройства компенсированы по температуре среды, но степень термокомпенсации и соотношение "сигнал-помеха" зависят от элек20 тротепловых режимов термоэлементов и физических свойств сред.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, содержащее погруженные в контролируемую среду рабочий с нагревателем и компенсационный термоэлементы в виде терморезисторов, расположенных на заданном уровне и включенных в дифференциальную (мостовую) измерительную схему. К измерительной диагонали моста подключен усилитель, пороговый элемент с индикатором илй исполнительным механизмом системы регулирования (2).
Недостатком известного устройства является незначительная надежность измерения.
Цель изобретения — повышение надежности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что датчик уровня дополнительно снабжен стабилизатором напряжения, включенным между входом усилителя и выходом порогового элемента, и ключевым элементом, введенным в цепь нагревателя, управляющий вход которого соеФ динен с выходом порогового элемента.
На чертеже изображена электрическая схема датчика, Датчик содержит рабочий 1 и компенсационный 2 термореэисторы, расположенные на
1. 1!апряже нис в иэмсри|ельной диагонали моста уменыпастся ло нуля, далее меняет .и.. и пр. I О„(>i |ост охлаждении до 1, — t происходит переключение порогового элемента 7, на выходе которого напряжение принимает максимальное отрицательное значение. Это напряжение переводит ключевой элемент 9 в проводящее состояние, и процессы в схеме вновь повторя. ются.
Время нагрева терморезистора в газовой фазе равно, где 1о„— постоянная термической инерции терморезистора l в газе; t3 — стационарная температура терморсзистора при постоянно включенном нагревателе 3.
Время охлаждения терморсзистора 1 в газовой фазе от те — t j до t j — ty равно:
3 7с13гъ8(? эаланном уровне. абочий !с нагрсвепелем 3) и компегэсационный гсрморсзисгорье соединены с постоянными резисторами 4g5, образуя дифференциальную (мостовую) измерительную схему. K измерительной диагонали
5 моста подключен ахоп, усилигсля 6, выход которого подсоединен к порог овому элементу 7. Между выходом пороговое о элемента 7 и входом усилителя 6 включен стабилизатор
8 напряжения на диоиах Зенера. Последовательно в цепь нагревателя 3 включен ключевой элемент 9 (на снмисторс и оптроне), управляющий вход которого подключен к выходу порогового элсмсцта 7, связанного со счетным входом триггера 10. 15
Устройство работает следующим образом.
Пусть тсрморсзисторы 1 и 2 погружены полностью в одну иэ сред, уровень раздела которых контролируется. Диффсренщеальная . измерительная схема уравновешена при температуре перегрева рабочего терморезистора l (относительно температуры среды), равной где т2-т — максимальный псрсгрев. При котором нагрсватель 3 отключается и гермореэистор 1 начинает охлаждаться:
25 — — перегрев, до которого охлажда- 30
1 ется терморсзистор 1 и при котором вновь подключается нагреватель 3 к источнику питания. !!еразогрсвасмый терморсэистор имеет тсмпературу контролируемой среды 35
11ри подключении нагревателя 3 к источнику литания и при температуре перегрева менее
t> --t в измерительной диагонали моста напряжения имеет отрицательную полярность (--UM). 1!ри .этом на выходе порогового элемента 7 напряжение имеет максимальное отрицательное значение, которое и переводит ключевой элемент 9 в проводящее состояние, а на выходе стабилизагора 8 напряжение принимает также огрицатсльное значенис. Абсо- 45 лютная величина напряжения (+ Ост) на выходе стабилизатора Х пропорциональна средней температуре: 2 ) (» 1)
С повышением температуры терморезистора
1 напряжение --Ом уменьшается до нуля, далее меняет знак и при l l jl c l происходит переключение порогового элемента
5S 7 и на его выходе устанавливается максималь- ное положительное напряжение. Клгочсвой элемент 9 переходит в нспроводящсе состояние и начинается охлаждение терморезистора
42-tg т =" ел—
2Г ОГ
Длительность выходного импульса триггера
10, равная Т,г + Тег является информативным параметром выходного сигнала датчика уровня. С погружением термоэлементов ! и 2 в жидкость, т.е. с изменением условий теплообмена, и, следовательно, с изменением постоянной термической инерции терморезистора l в жидкости (ь „, ) изменяется длительность выходного импульса триггера
Т,ж + Т ж. По этому изменению судят о достижении уровнем жидкости заданного значения.
Так как длительность (Т, + Т ) функционально связана с постоянной термической инерции тсрморезистора (ь ), которая является существенно более иомехоустойчивым параметром терморезистора 1, чем его температура, то предложенный датчик отличается более высокой надежностью.
Формула изобретения
Датчик уровня, содержащий погруженные в контролируемую среду рабочий с нагревателем.и компенсационный термоэлементы, включенные в дифференциальную измерительную схему с измерительной диагональю, к которой подключены поСледовательно соединенные усилитель и пороговый элемент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности измерения, он дополнигельно снаб763689
BIIHHlIH Заказ 6267/34 Тираж 801 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жен стабилизатором напряжения, включенным между входом усилителя и выходом порогоaoro элемента, и ключевым элементом, введенным в цепь нагревателя, управляюший вход которого соединен с выходом порогового элемента.
Ь
Источники информации, flpHllsITk>lc во внимание при экспертизе !. Патент ФР! !!" !273846, кл. 4 в 34, опублик. !968, 2. Патент ФРГ К" !274368, кл. 42 е 34, опублик, !969 (прототип).