Двухпозиционный регулятор уровня жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 05 D 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1471178 (21) 4678631/24 (22) 14.04.89 (46) 07.01.91. Бк(л. ¹ 1 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством

Института металлоАизики АН УССР (72) В .С.Ступак, Н .Е .Синицкий, В.М.Проскурко и И.В.Проскурко (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство ГССР

Р 1471178, кл. С 05 D 9/12, 1987. (54) ДВУХПОЗИЦИОННИЙ РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ (57) 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 ди2 латометрии и является усовершенствованием известного технического решения, описанного в авт. св. № 1471178.

Для повышения точности регулирования путем уменьшения мошности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня, в устройстве третий вход второго элемента

И 3 соединен с третьим выходом Аормирователя 11 импульсов, который содержит триггер 1?, вход сброса которого является первым входом формирователя импульсов, а прямой и инверсный выходы соответственно первым и вторым выходами Аормирователя импульсов, инвертор 13, вход которого является вторым входом формирователя импульсов, а выход соединен с тактовым входом триггера l2, и одновибратор 14, вход которого является третьим входом Аормирователя 11 импульсов, а выход его третьим выходом, и соединен, кроме того, с информационным входом триггера 12. ? ил .

16 I 9238

Изобретение относится к технике автоматического регулирования., может быть использовано в устройствах для поддержания уровня криогенных жидкос5 тей в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной Аизике низких температур, криоэлектронике, низ-, котемпературной калориметрии и дилатометрии и является усовершенствованием 1п регулятора по авт.св, Р 1471178.

Пелью изобретения является повышение точности регулирования за счет уменьшения мощности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня. 15

На фиг. 1 приведена блок схема устройства; иа Аиг. 2 — эпюры напряжений.

Двухпозиционный регулятор уровня жидкости содержит генератор 1 импуль- go сов, первый .? и второй 3 элементы И, датчик 4 верхнего уровня и первый конденсатор 5, образукпцие первую диАференцирующую цепь 6, датчик 7 нижнего уровня и второй конденсатор 8,, об- g5 разу.ощие вторую диААеренцирующую цепь 9, исполнительный блок 1 ) и Аормцрователь 11 импульсов„ к первому выходу которого подключен исполнитель,ный блок 10 и первый вход первого элемента И ?, между выходом которого и первым входом Аормирователя 11 включена первая дифференцирующая цепь 6, а к второму входу элемента И 2 подключен выход генератора 1, второй вход формирователя 11 и первый вход

35 вт ор о г о элемента И 3, между выходом которого и третьим входом формирователя 11 включена вторая дифференцирующая цепь 9, а второй и третий входы элемента И 3 соединены соответственно с вторым и третьим выходами формирователя 1.1» который содержит триггер 12, вход сброса которого является первым входом Аормирователя 11, а пря- 5 мой и инверсный выходы — соответственно первым и вторым выходами формирователя 11, инвертор 13, вход которого является вторым входом формирователя, а выход соединен с тактовым входом триггера 12, и одновибратор 14, вход которого является третьим входом Аормирователя 11, а выход — его третьим выходом, и соединен, кроме того, с информационным входом триггера 12 °

Двухпозиционный регулятор уровня жидкости работает следущим образом.

При подаче напряжения питания на регулятор на выходе формирователя 11 устанавливается уровень логического нуля (устройство, Аормирующее напряжение начальной установки триггера 12, не показано), а генератор 1 формирует прямоугольный импульс с длительностью поступившей через элемент И 3 на вторую диААеренцирующую цепь 9. Поскольку в пустом резервуаре сопротивление датчика 7 мало, выходное напряжение дифАеренцирующей цепи 9 тоже .. мало (соответствует уровню логического нуля), в результате чего запуск одновибратора 14 не происходит, на его выходе сохраняется уровень логической единицы и по заднему Аронту импульса генератора 1 в момент времени tt на выходе AopMHpoBBTGJIH 1 1 устанавливается также уровень логической единицы, включающий электронагреватель и электромагнитный клапан исполнительного блока 1Л, в результате чего криогенная живость начинает поступать в резервуар (фиг. 2, U,U®, ). Б некоторый момент времени t хпадагент затапливает датчик 7 нижнего уровня, однако состояние триггера 12 не изменяется, поскольку выходные импульсы генератора 1 на дифференцирующую цепь 9 не поступают, в результате чего на выходе одновибратора 14 присутствует уровень логи-. ческой единицы и жидкость продолжает поступать в резервуар до затопления датчика 4 верхнего уровня. При этом сопротивление резко увеличивается до значения более, чем в 2x1() раз, что приводит к скачкообразному увеличению постоянной времени дифАеренцирующей цепей 6, которая становится равной, и в некоторый момент времени t> на первый вход формирователя

11 поступает положительный перепад напряжения (Аиг. 2, U, t>) меняющий состояние триггера 12, в результате чего появившийся íà его прямом выходе уровень логического нуля препятствует дальнейшему прохождению через цепь 6 выходного импульса генератора 1, ограничивая тем самьпл его длительность на выходе дифАеренцирующей цепи 6 с

t4 до tsВыходные уровни логической единицы с инверсного выхода триггера 12 и выхода одновибратора 14, присутствующие соответственно на втором и треть" ем выходах элемента И 4, приводят к тому, что в момент времени t>+t 6 на выходе дифАеренцирующей цепи 9 появ5

161923 ляется положительный перепад напряжения с выхода генератора 1. Поскольку датчик 7 нижнего уровня находится в жидкости и сопротивление его большое, 5 то и постоянная времени дифференцирующей цепи 9 большая, в результате

-.его на ее выходе появляется импульс (фиг ° 2, Ug t +t ), запускающий одновибратор 14, выходное напряжение логического нуля которого не меняет состояния триггера 12, и, поступив на третий вход элемента И 3, препятствует дальнейшему прохождению импульса через дифференцирующую пепь 9, ограни- 1g чивая тем самым его длительность на уровне и . В дальнейшем при затоплен4 ном датчике 7 на каждый поступивший выходной импульс генератора I одновибратор 14 формирует импульс отрица- 20 тельной полярности длительностью t< укорачиваюший импульсы, поступающие на вход дифференцирующей цепи 9, причем t4ct <Т, где Т вЂ” период следования выходных импульсов генератора 1. 25

По заднему фронту выходных импульсов генератора 1 на прямом выходе триггера 12 подтверждается уровень

" логического нуля вплоть до выхода в некоторЫй момент времени й4, датчика 7 30 нижнего уровня из хладагента вследствие, например, его испарения (фиг.2, а 1 3 у Б4 у U5у С 3 С4.) е При этом сопротив ление датчика 7 и постоянная времени цепи 9 резко уменьшатся и при поступлении очередного импульса на вход цепи 9 на ее выходе присутствует уровень логического нуля, на выходе одновибратора 14 сохраняется уровень логической единицы, по заднему фронту им- Ц) пульса генератора 1 в момент времени

t < триггер 12 меняет свое состояние ,(фиг. 2, Uy, U4, U<, t4 — t<) и начинают повторяться описанные процессы для

Я

6 интервала времени t -t> т.е. исполнительный блок 1 > начинает подачу .хладагента в резервуар. .1

В предлагаемом устройстве длительность импульса значительно короче и определяется только необходимым временем срабатывания элементов регулятора, в результате чего мощность рассеивания датчика нижнего уровня уменьшается до минимально возможной, что приводит к уменьшению расхода хладагента из-за дополнительного испарения и повышению точности установ- ки уровней регулирования из-за снижения интенсивности периодического вскипания хладагента, Кроме того, существенно упрощается регулировка регулятора, поскольку нет необходимости тщательной установки постоянных времени дифференцирующих цепей, а также упрощается регулятор благодаря упрощению формирователя импульсов.

Формула и з обр ет ения

Двухпозиционный регулятор уровня жидкости по авт. св. ¹ 1471178, о тличающийся тем, что, сцелью повышения точности за счет уменьшения мощности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня, формирователь импульсов содержит инвертор, одновибратор и триггер, причем вход сброса триггера является первым входом формирователя, тактовый и информационный входы триггера соединены соответственно с выходом инвертора и одновибратора, входы которых являются соответственно вторым и третьим входами формирователя, прямой и инверсный выходы триггера являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, а выход одновибратора является третьим выходом формирователя и связан с третьим входом второго элемента И.

1619238

Риз.2..

Составитель Л.Птенцова

Техред Л.Сердшкова Корректор А.Осауленко

Редактор И.Дербак

Заказ 47 Тираж Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101