Регулятор уровня жидкости

 

Изобретение является дополнительным к а.с. № 1231490 и может быть использовано в устройствах для поддержания уровня криогенных жидкостей в диапазоне между верхним и нижним датчиками уровня, выполненными, на основе тёрморезисторов. Целью изобретения, является уменьшение мощности , рассеиваемой в датчике нижнего уровня при нахождении его в криогенной жидкости. Цель достигается путем уменьшения частоты опроса этого датчика за счет введения управляемого делителя частоты импульсов опроса. 2 ил. с S со о го to 4: со гч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН

„„SU„„1302249

А2 (59 4 G 05 D 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1231490. (21). 3950541/24-24 (22) 02.09.85 (46) 07.04.87. Бюл. ¹ 13 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН УССР. (72) А.Г..Олейников, Н.Е..Синицкий и В.С.Ступах (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1231490, кл. С 05 D 9/12, 1984. (54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение является дополнительным к а.с. № 1231490 и может быть использовано в устройствах для поддержания уровня криогенных жидкостей в диапазоне между верхним и нижним датчиками уровня, выполненными на основе терморезисторов. Целью изобретения является уменьшение мощности, рассеиваемой в датчике нижнего уровня при нахождении его в криогенной жидкости. Цель достигается путем уменьшения частоты опроса этого датчика за счет введения управляемого делителя частоты импульсов опроса.

2 ил.

1302249

° t0

45

55

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, может быть использовано в устройствах для поддержания уровня криогенных жидкостей в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной физике низких температур, криоэлектронике, низкотемпературной калориметрии и дилатометрии и является усовершенствованием известного устройства по авт. св

91231490.

Целью изобретения является уменьшение мощности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений.

Регулятор уровня жидкости содержит генератор 1 импульсов, элемент

И 2, первый конденсатор 3 и датчик 4 верхнего уровня, образующие первую дифференцирующую цепь 5, второй конденсатор 6 и датчик 7 нижнего уровня, образующие вторую дифференцирующую цепь 8, инвертор 9, триггер 10, исполнительный блок 11, формирователи

12 и 13 и управляемый делитель 14 частоты.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на регулятор в момент времени t, генератор 1 начинает генерировать прямоугольные импульсы длительностью и „ и частотой f, 1/Т (фиг.2 U ), поступающие на второй вход логического элемента И 2, второй вход первого формирователя 12 и первый вход управляемого делителя

14 частоты. Проходящий через дифференцирующие цепи импульс изменяет свою форму в зависимости от постоянных времени о

И.С(;

I — 14:С и . первой и второй дифференцирующих цепей соответственно, где R — сопротивление датчика 4 верхь него уровня;

С(— емкость первого конденсатора 3; — сопротивление датчика 7 нижи него уровня;

С„ — емкость второго конденсатора 6.

Для скачка входного напряжения U на выходе дифференцирующей цепи напряжение равно

t ц () --- ---- е с (мат ° с(й +й) .алых R -+ R

va сиъ

Таким образом, максимальное значение выходного напряжения зависит от соотношения между сопротивлением R входящим в RC-цепочку, и сопротивлением источника R и от входного сигнала.

Постоянные времени дифференцирующих цепей выбраны таким образом, что ь где и — постоянные времени диф и ференцирующих цепей при нахождении. датчиков уровня в криогенной жидкости; и " — постоянные времени дифференцирующих цепей при нахождении датчиков уровня вне криогенной жидкости.

В случае нахождения датчиков вне криогенной жидкости> т.е. при выходе их из жидкости или отсутствии крис". генной жидкости .в резервуаре, сопротивления датчиков 4 и 7 минимальны (для резисторов типа СТ8-1А составляют не более 0,5 Ом), что приводит к значительному уменьшению постоянных времени дифференцирующих цепей 5 и 8 (более чем в 2 10 раз в случае применения резисторов типа СТ8-1А) .

Управляемый делитеЛь частоты устроен таким образом, что при установке на его втором входе уровня логическо "

ro нуля его коэффициент деления равен

N = 1 и импульсы с генератора проходят без изменения частоты следования, а при установке на его втором входе уровня логической единицы - N > 1.,10 Вследствйе значительного уменьшения постоянных времени дифференцирующих цепей 5 и 8 амплитуда импульсов, пос

1 . тупающих в момент t на вход дифференцирующих цепей 8 и 5 (в случае установки на выходе триггера 10 в момент включения питания высокого уровня напряжения), на их выходе уменьшается практически до нуля (фиг.2 U, Ug) . На выходах формирователей 12 и 13 импульсов фиксируются уровни логического нуля. В результате этого на первом входе триг-: гера 10 устанавливается уровень логической единицы (фиг.2 П, t„), на втором входе триггера 10 — уровень логического нуля (фиг.2 U<, t„). На прямом выходе триггера 10 устанавливается уровень логической единицы, размыкающий цепь электромагнитного

3 1302 клапана и включающий нагреватель исполнительного блока 11. Криогенная жидкость начинает поступать в резервуар (фиг.2 U, t ). Уровень логического нуля с ийверсного выхода триг5 гера 10 устанавливает коэффициент деления управляемого делителя 14 частоты Н = 1 и импульсы с выхода генератора 1 с частотой следования f поступают на вход дифференцирующей цепи 8.

При затоплении в момент t крио-. генной жидкостью датчика 7 нижнего уровня его сопротивление скачком увеличивается, постоянная времени

С дифференцирующей цепи 8 становится равной „ и на вход формирователя 13 начинают поступать импульсы (фиг.2

Ug t ), длительность которых определяется величиной „ . В результате 2О формирователь 13 формирует на своем выходе уровень логической единицы и, поскольку на выходе формирователя

12 сохраняется уровень логического нуля, состояние триггера 10 не меня- 25 ется, а исполнительное устройство 11 продолжает подавать жидкость в резерsyap (фиг.2 Пс Пе ° Ugyt

При затоплении в момент времени криогенной жидкостью датчика 4 30 з верхнего уровня его сопротивление также скачком увеличивается и на вход формирователя 12 поступает импульс (фиг.2 U, t ), длительность которого

6 3. определяется IIocTQHHHQH времени 4 ь в результате чего на выходе формирователя 12 устанавливается уровень логической единицы (фиг.2 0, ), устанавливающий на прямом выходе триггера 10 уровень логического нуля.40

При этом исполнительное устройство

11 отключает электронагреватель, открывает электромагнитный клапан и ,подача криогенной жидкости в резервуар прекращается (фиг.2 Ug, t ). С 45 прямого выхода триггера 10 уровень логического нуля поступает на первый вход элемента И 2, при этом поступлении импульсов с генератора 1. на вход дифференцирующей цепи 5 прекращается gp и при поступлении очередного импульса на второй вход формирователя 12 в момент времени t формирователь устанавливает на выходе уровень логического нуля (фиг.2 Б,С вЂ”,), а триггер 54 10 при этом сохраняет свое состояние, 0 которое не изменяется при испарении хладагента и выхода иэ него датчика

249 4

4 в момент времени t (фиг.2 U>,U

Установившийся на инверсном выходе триггера 10 в момент времени t3 уровень логической единицы устанавливает коэффициент деления управляемого делителя частоты 14 N o 1, в результате чего на вторую дифференцирующую цепь 8 в период времени t — t посту3 4 пают импульсы с частотой — f /N ° где f, — частота импульсов генератора 1;

N — коэффициент деления управляемого делителя 14 частоты.

Значения коэффициента деления N выбирают в зависимости от скорости испарения хладагента из резервуара и точности установки нижнего уровня криогенной жидкости в резервуаре (фиг 2 Ud1 t t N — 3) °

При достижений в момент времени уровня криогенной жидкости датчика 7 нижнего уровня сопротивление последнего уменьшается и начинают повторяться процессы, аналогичные для периода времени t — t, в результате чего исполнительное устройство начнет подачу хладагента в резервуар.

Введение в регулятор уровня жидкости управляемого делителя 14 частоты позволяет увеличить скважность импульсов, поступающих на датчик нижнего уровня, благодаря делению частоты импульсов генератора 1 в N pas.

Таким образом, предлагаемый регулятор уровня жидкости позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую датчиком нижнего уровня, при нахождении его в хладагенте, что уменьшает скорость испарения дорогостоящего хладагента и увеличивает время работы криогенного устройства.

Формула и з обретения

Регулятор уровня жидкости по авт св. К - 1231490, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьше-! ния мощности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня, выход генератора импульсов подключен к входу второй дифференцирующей цепи и второму входу второго формирователя импульсов через управляемый делитель частоты, управляющий вход которого связан с инверсным выходом триггера.

1302249

Составитель В.Завадский

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1215/46

Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4