Сигнализатор уровня электропроводных материалов

 

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержаишй два измерительных и охранный электроды, источник переменного {шпряжения и усилитель с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шунтирована диодо, причем один полюс иоточника соединен с охранным электродом, a второй через резистор - с одним измерительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,в него введены дополнительный детектор, включенный встречно-параллельно первому, и два диода, соединенные между собой встречно-последовательно , один из которых включен между охранным и другим измерительным электродами, aдругой - па (Л раллельно входу усилителя.

„„SU„„1015255

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИХ

359 G 01 F 23/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3351627/18-10 . (22) 03.11,81 . (46) 30.04.83. Бюл. ¹ 16 (72} В. С. Прудников, А.А. Галибин, В.N. Соломко, В.И.Матейченко и А. Г. Да. ниленко (71} Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт взрывозатишенного и . рудничного электрооборудования, (53) 681.128 62 (088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

% 491036, кл. С 01 Р 23)24, 1973.

2. Патент США ¹ 4224606,, кл. G 01 Р 23/00, 1980 (прототип)., (54)(57) СИГНАПИЗАТОР УРОВЙЯ ЭЛЕ: КТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержаший два измерительных и охранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шунтирована диодом, причем один полюс источника соединен с охранным электродом, а второй через резистор - с одним измерительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с делью повышения помехоустойчивости,в него введены дополнительный детектор, включенный встречно-параллельно первому, и два диода, соединенные между собой встречно-последовательно, один из которых включен между охранным и другим e- ® ,рительным электродами, а другой - параллельно входу усилителя.

4 1015

Изобретение относится к приборам контроля электропроводных сыпучих и жидких материалов, например руды, породы, угля, силоса, воды и т.д., и пред-. назначено в основном для работы на предприятиях горнодобывающей, химической, нефтяной промышленности и в сельском хозяйстве.

Известны устройства для измерения уровня сыпучих и жидких взрывоопаснИх 10 сред, основанные на принципе измерения активного сопротивления между электродами датчика и контролируемой средой, содержащее датчик с измерительным и заземляющим электродами и охранным кольцом, измерительный блок, связанный с упомянутым датчиком линией связи, . исполнительный орган и источник питания.

В измерительный блок входит магнитный усилитель, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, выходная обмотка - с входом детектора, подключенного к усилителю постоянного тока, к входу коч орого присоединен исполнительный орган. Обмотка управления 25 указанного магнитного усилителя соединена одним концом с измерительным электродом датчика, а другим — с охранным кольцом с искробезопасным выходом источника питания 1 j.

Недостатками устройства являются сложность,;четехнологичность изготовления и низкая чувствительность, обусловленные наличием магнитного усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сигнализатор уровня электропроводных материалов, содержащий два измерительных и охранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с электро« магнитным реле на выходе, обмотка кото40 рого шунтирована диодом. Один полюс иоточника соедйнен с охранным электродом, а другой через резистор - с одним изме, рительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя (2g.

Недостатком известного устройства является его низкая помехоустойчивость при большой длине линии связи межлу электродами и азмерительным блоком.

Возникновение помехи между измерительным и охранным электродами может привести к ложным срабатываниям.

Бель изобретения - повышенйе помехо» устойчивости.

Указанная цель достигается тем, что

55 в сигнализатор, содержащий два .измерительных и охранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с элек ромагнитным реле HB выходе, обмотка которого шунтирована диоцом, причем один полюс источника соединен с охранным электродом, другой через резистор - с одним измерительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя, введены дополнитель ный детектор, включенный встречно-параллельно первому, а также два диода, соединенные между собой встречно-последовательно, один из которых включен между охранным и вторым измерительным электродом; другой - параллельно входу усилителя.

На фиг. 1 представлена схема сигнализатора; на фиг. 2 — форма токов на входе усилителя.

Сигнализатор содержит измерительные электроды 1 и 2 (электродом 2 служит корпус объекта контроля) и охранный электрод 3, выполненный в виде кольца, измерительный блок, соединенный с электродами линией 4-5 связи, исполнительный орган 6 и источник 7 питания. Измерительный блок выполнен на транзистор ном усилителе 8, вход которого, зашунтированный диодом 9, через два встречно включенных.между собой детектора, со- держащих резистор 10, диод 11: и резис;. тор 12, диод 13, присоединен к линии

4-5 связи. Выход транзисторного усилителя 8 через конденсатор 14 подключен к исполнительному органу 6, зашунтированному диодом 15, включенным согласно с выпрямителем, состоящим из диода

16 и конденсатора 17, подключенного к обмотке переменного напряжения источника 7 питания, которая через балластный резистор 18 присоединена к линии

4-5 связи и через диод 19 подключена к земле. При этом к общей точке соединения резистора 12 и диода 13 с эмиттером транзисторного усилителя 8 подключен конденсатор 20. B коллекторную цепь усилителя 8 включен нагрузочны и резисто р 21 .

На входе усилителя формируется разность токов: тока, пропорционального . мгновенным значениям одной полуволны переменного напряжения 3 который. протекает через диод 9, резистор 10 и диод 11, и тока, пропорционального амплитудному значению другой полуволны переменного напряжения источника 7 питания, который является эталонным током и протекает через диод 13, резистор

12 и эмиттер-базовый переход транзиоторного усилителя 8. Указанная разность токов с помощью усилителя 8 формирует

3 101 сигнал в виде прямоугольных импупьсов, наличие которых контролируется в испол : нительном органе 6.

Если амплитудное значение тока-3, пропорционального измеряемому сигналу, превышает амплитудное значение тока

3 . (фиг, 2), то транзистор периодически открывается и закрывается разносгным сигналом (1О - длитепьность открытого состояния транзистора З длительность закрытого состояния.), Транзистор 3, работая как коммутатор, подключает через диод 15 конденсатор 14 то к заряженному через диод

16 конденсатору 17, то к исполнительно, му органу 6 через нагруэочный резистор

21. При этом конденсатор 14 при откры- том состоянии транзистора.8 заряжается

,через диод 15 до напряжения на конден|саторе 17, а при закрытом состоянии раэряжаегся через исполнительный орган (репе) 6 и резистор 21. При этом через обмотку реле протекает разрядный ток конденсатора 14.. Величина этого тока достаточна для срабатывания реле 6 и удержания его якоря в притянутом соотоянии. По мере заполнения емкости цепь тока замыкается через диод 19, "землю", электрод 2, сопротивление контролируемого материала, измерительный электрод 1, балластный резистор 18 и источники 7 питания. В проводящий дио дом 19 полупериод напряжения на измерительной цепи, которое определяется соотношением между сопротивпением балластного резистора 18 и сопротивлением параллельной цепи, состоящей из сопротивления контролируемого материала и резистора 10, уменьшается. Вследствие этого уменьшается ток, протекающий через диод 9, резистор 10 и диод 11.

При этом ток, протекающий в полупериод напряжения источника 7, тогда диод 19 закрыт, остается неизменным,в результате чего амплитудное значение измеряемого тока 3 становится меньше эталонного тока 3 и транзистор 8 пеэт реходит в открытое состояние. Ток в исполнительном органе 6 падает до нупя, якорь реле 6 отпадает, сигнализируя о достижении контролируемого уровня порогового значения. Поспе снижения уровня контролируемого, материала цепь через диод 19 размыкается и устройство приходит в исходное состояние. Разность

5 между 3 и Э .„определяется соотиошением сопротивлений резисторов 10 и

12 и не зависит от величины напряжения на линии 4-5 связи. Вследствие это. го утечки тока из-эа наличия токопрово1О дяшей пыли между охранным кольцом 3 и измерительным электродом l не могут привести к ложным срабатываниям устройства, так как в этом сцучае снижение напряжения на линии 4-5 связи,,вызван. 5 ного появпением сопротивления между электродом 1 и охранным кольцом, происходит в оба полупериода напряжения источника 7.. По этой же причине возникновение w линии 4-5 связи сигнала по20 мехи, вызванного наводками от силовых кабепей, также не оказывает влияния на точность работы устройства, так как напряжение, обусловлен.ное ЭДС, наводимыми в линии связи, прикладывается к 5 двум измерительным цепям, точность работы которых не зависит от вепйчины приложенного напряжения, а определяется толысо соотношением сопротивлений резисторов 10 и 12. Утечки тока между

ЗО охранным кольцом 3 и заземляющим электродом 2 также не могут вызвать ложные срабатывания устройства, так как они в контролируемый попупериод напряжения, когда диод 19 открыт, шунтируются последним.

Кроме того, предлагаемая схема позволяет проводить самоконтроль исправности элементов, т.е. осуществлять защитный отказ. Действительно при выходе

4О из строя любого элемента устройства

{пробой или обрыв транзисторного усилителя 8, диодов 9,11,13,15 и 16, конденсаторов 14,17 и 20 источника 7) ток через испопнитепьный орган 6 пада4 ет до нуля. В то время как для нормального функционирования .сигнализатора при отсутствии среды обязательно наличие через исполнительный орган 6 импульсов разряда конденсатора 6, которые

50 могут быть только при исправных эпе.ментах cxeMbl.

I рие. 2

Составитель В. Аксенов

Редактор A. Фролова Техред Л.Пекарь Корректор А. Дзятко

Заказ 3196/39 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открнтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4