Автогенераторное реле уровня воды

 

Изобретение м.б. использовано для сигнализации о заполнении жидкостями резервуаров . Цель изобретения - повышение эффективности и надежности функционирования реле. Изменение уровня воды в резервуаре преобразуется в изменение выходной частоты автогенератора, которая затем поступает в исполнительный орган - реле. Ширина зоны уровня воды, в которой колебания отсутствуют, зависит от величины сопротивления реостата RP и может регулироваться в заданных значениях. Включение разделительного конденсатора позволяет устранить влияние RP на положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике негатива . Контроль работоспособности устр-ва в зоне отсутствия колебаний осуществляется раз.мыканием емкостной ветви автогенераторного реле, напр., в точке В. 3 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4144417/24-10 (22) 10.11.86 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад. М. Н. Янгеля и Производственное объединение «Белгородский завод энергетического машиностроения» (72) Л. И. Биберман, Л. П. Захаров, В. В. Царев, С. А. Егоренков и Е. А. Голубев (53) 681. 128.82 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1137320, кл. G 01 F 23/28, 1983.

Реле уровня воды РУ — 1. ТО Тарту, 1981.

„„SU„„1401287 А 1 (54) АВТОГЕНЕРАТОРНОЕ РЕЛЕ УРОВНЯ ВОДЫ (57) Изобретение м.б. использовано для сигнализации о заполнении жидкостями резервуаров. Цель изобретения — повышение эффективности и надежности функционирования реле. Изменение уровня воды в резервуаре преобразуется в изменение выходной частоты автогенератора, которая затем поступает в исполнительный орган — реле.

Ширина зоны уровня воды, в которой колебания отсутствуют, зависит от величины сопротивления реостата Rp и может регулироваться в заданных значениях. Включение разделительного конденсатора позволяет устранить влияние Rp на положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике негатива. Контроль работоспособности устр-ва в зоне отсутствия колебаний осуществляется размыканием емкостной ветви автогенераторного реле, напр., в точке В. 3 ил.

1401287 (2) 20 — — )

Rp Rc

I R) IRi

Изобретение относится к устройствам для к нтроля уровня жидкостей и может быть и пользовано для сигнализации о заполнен и жидкостями различных резервуаров, в частности в водяных системах теплоэнергфтических установок.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности функционирова« ия реле путем обеспечения двухпорогоого контроля уровня контролируемой жидости.

На фиг. I показана функциональная хема автогенераторного реле уровня воды; а фиг. 2 — эквивалентная схема автогенеатора по переменному току, в которой ктивное сопротивление последовательной

« епи металлический штырь — вода корпус езервуара заменено переменным резистором ., а негатрон — отрицательным дифферениальным сопротивлением R; на фиг. 3— раница области устойчивости и возбужде ия, построенная в плоскости параметров

Граница, разделяющая области устойчивости и возбуждения данной схемы (фиг. 2) задается аналитически следующими уравнениями:

1 — -1 — R —— 0 при

10 с1к

Rp !с — — =0 при

IRl R,— — 1Rl

15 К СIRl где P — модуль отрицательного дифференциального сопротивления негатрона в рабочей точке.

Частота колебаний а вблизи границы (фиг. 3) определяется выражениями

Устройство состоит из кондуктометричекого чувствительного элемента, физически редставляющего собой активное сопротив. ение последовательной цепи, состоящей из еталлического штыря 1, погруженного в онтролируемую среду, и корпуса 2 резервура, выполненного из проводящего ток маериала, в котором находится вода, причем тырь чувствительного элемента отделен от тенки резервуара прокладко" 3, выполненой из непроводящего ток материала, автоенератора 4 с параллельным колебательым контуром, состоящим из индуктивноти 1 5 и емкости С 6, активный элемент коорого выполнен на двухполюснике с отриательным дифференциальным сопротивлеием — негатроне 7, подключенном паралдельно 1.С-контуру, источника 8 питания, параллельно негатрону включена последо вательная цепь, состоящая из разделительного конденсатора Ср 9 и регулировочного реостата Rp 10, выход автогенератора через буферный каскад 11 подсоединен к входам двух реле 12 и 13, включенных параллельно и настроенных на различные частоты срабатывания, которые подключены к вхо ду исполнительного органа 14, например, пускателя насоса, один вывод кондуктометрического чувствительного элемента подсоединен к обкладке конденсатора 6 колебательного контура, а второй через воду к стенке резервуара, электрически соединенной с общей шиной устройства.

Устройство работает следующим образом.

Изменение уровня воды в резервуаре преобразуется в изменение выходной частоты автогенератора, которая затем поступает в исполнительный орган-реле. при

25 (3) Rc 1 о(—, (С 2 (30 о2= LC р при

R, 1 CIRI (4) Если штырь кондуктометрического чувствительного элемента не погружен в воду, то сопротивление последовательной цепи штырь — воздух — корпус резервуара Rc достаточно велико. В этом случае изображающая точка системы (фиг. 3) находится в

40 крайне правом положении (т. А1), при этом схема генерирует сигнал частотой ю, определяемой формулой (4) . Далее этот высокочастотный сигнал через буферный каскад 11, предназначенный для исключения влияния

45 последующих каскадов (частотных реле !2 и

13) на работу автогенераторной схемы, поступает на вход реле 12, настроенного на частоту срабатывания а, выход которого подключен к входу исполнительного органа

14. Полученный высокочастотный сигнал

50 свидетельствует о том, что уровень воды в резервуаре находится ниже первого (нижнего) порогового значения и может использоваться в системе контроля в качестве управляющего для включения насосов.

Когда уровень воды достигнет металли55 ческого штыря, активное сопротивление

R, цепи штырь — вода — корпус резервуара резко уменьшится, что приводит к смещению изображающей точки в направлении

1401287 границы области устойчивости, заштрихованной на фиг. 3, причем ее ордината остается постоянной и определяется величиной сопротивления реостата Rp. В результате изображающая точка пересечет границу справа и колебания сорвутся (т. А2), что свидетельствует о достижении контролируемого уровня второго (промежуточного) порогового значения.

Дальнейшее повышение уровня воды в резервуаре приводит к дальнейшему уменьшению сопротивления К.. При этом изображающая точка системы пересечет левую ветвь границы области устойчивости и переместится в положение Аз (фиг. 3). Схема, согласно (3), вновь начнает генерировать колебания, но на более низкой частоте аь

Низкочастотный сигнал через буферный каскад 11 поступает на вход реле 13, настроенного на частоту срабатывания аь и далее в исполнительный орган 14. Полученный сигнал свидетельствует о превышении уровня воды третьего (верхнего) порогового значения и служит аварийным в системе контроля, а также используется в качестве управляющего для выключения насосов и других устройств подпитки воды в установке.

Значения частот колебаний, соответствующих нижнему и верхнему уровням воды в резервуаре, различаются на порядок и более, а ширина зоны уровня воды, в которой колебания отсутствуют, зависит от величины сопротивления реостата Rp и может регулироваться в заданных значениях при настройке автогенератора. Включение разделительного конденсатора Ср позволяет устранить влияние регулировок Rp на положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике негатрона.

Контроль работоспособности устройства в зоне отсутствия колебаний осуществля10 ется размыканием емкостной ветви автогенераторного реле, например в точке В (фиг. 1). Такой разрыв эквивалентен нахождению металлического штыря в воздухе, а следовательно, перемещению изображающей точки системы в крайне правое положение (т. А|) и генерации сигнала частотой аг, который может быть зарегистрирован частотным реле 13 по описанному принципу.

Формула изобретения

Автогенераторное реле уровня воды, содержащее автогенератор гармонических колебаний на активном элементе с парал15 лельным индуктивно-емкостным колебательным контуром и источником питания, кондуктометрический чувствительный элемент, расположенный в контролируемом резервуаре, и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности функционирования реле путем обеспечения двухпорогового контроля уровня контролируемой жидкости, в него введены последовательная цепь из разделительного конденсатора и регулировочного

25 реостата, буферный каскад и два параллельно включенные реле с различной частотой срабатывания, при этом активный элемент автогенератора выполнен в виде двухполюсника с отрицательным дифференциальным сопротивлением, подключенного параллельно

З0 колебательному контуру, параллельно активному элементу включена последовательная цепь из разделительного конденсатора и регулировочного реостата, выход автогенератора через буферный каскад подсоединен к входам двух частотных реле, выход которых

35 подключен к исполнительному органу, кондуктометрический датчик включен в емкостную ветвь колебательного контура, а стенка резервуара соединена с общей шиной.

1401287 !

С/Rf2

Ч

С/R /

Составитель Н. Мараховская

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 2518/39 Тираж 7! 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4