Трехпозиционный датчик уровня
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля уровня жидких и сыпучих материалов, обладающих даже незначительной электропроводностью. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости, расширение номенклатуры видов жидкостей с сильноразличающейся электропроводностью и обеспечение возможности питания устройства от источника как переменного так и постоянного тока. При достижении контролируемой средой электрода 3 срабатывает делитель напряжения, состоящий из резистора 5 и сопротивления контролируемой среды между электродами 1 и 3. Поэтому диод 13 закрывается и на входе элемента НЕ 8 потенциал падает до логического нуля, соответственно на его выходе он возрастает до логической единицы, а на выходе элемента НЕ 16 падает до логического нуля и через цепь, состоящую из последовательно включенных (между выходами элементов НЕ 8 и 16) резистора 20, оптопары и резистора 22 начинает протекать ток. Это свидетельствует о достижении жидкостью уровня электрода 3. При понижении уровня сигнал на входе элемента НЕ 8 возрастает до логической единицы и поэтому состояние выходов элементов НЕ 8 и 16 меняется на противоположное. Через цепь с оптопарой ток не течет, что сигнализирует об уровне жидкости ниже электрода 3. Аналогично работает устройство по достижении жидкостью места расположения электродов 4 и 10. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБЛИК (я)5 6 01 F 23/24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693608/10 (22) 23.05.89 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (71) Алма-Атинское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем . 1г;авления
Казахского научно-производственного обьединения "Системотехника" (72) М. К, Крюков и Ю.Н. Беляев (53) 681.128.63(088, 8) (56) Авторское свидетельство ССCП
%970122, кл.5 G 01 F 23/24, 1982.
Авторское свидетельство СССР %1281909, кл. G 01 F 23/24, 1985, (54) ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля уровня жидких и сыпучих материалов, обладающих даисе незначительной электропроводностью. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, расширение номенклатуры видов жидкостей с сильноразличающейся электропроводностью и обеспечение возможности питания устройства от источника как переменного, так и постоянного г
„„5U„„1673859 А1 тока. По достижении контролируемой средой электрода 3 срабатывает делитель напряжения, состоящий из резистора 5 и сопротивления контролируемой среды между электродами 1 и 3. Поэтому диод 13 закрывается и на входе элемента НЕ 8 потенциал падаетдологического нуля, соответственно на его выходе он возрастает до логической единицы, а на выходе элемента
НЕ 16 падает до логического нуля и через цепь, состоящую иэ последовательно включенных (между выходами элементов НЕ 8 и
16) резистора 20, оптопары и резистора 22 начинает протекать ток, Это свидетельствует о достижении жидкостью уровня электрода 3, При понижении уровня сигнал на входе элемента НЕ 8 возрастает до логической единицы и поэтому состояние выходов элементов НЕ 8 и 16 меняется на противоположное. Через цепь с оптопарой ток не течет, что сигнализирует об уровне жидкости ниже электрода 3. Аналогично работает устройство по достижении жидкостью места расположения электродов 4 и 10. 1 ил.
1673859
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля уровня жидких и сыпучих материалов, обладающих даже незначительной электропроводностью.
Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, расширение номенклатуры измеряемых жидких и сыпучих материалов с различающейся электропроводностью и обеспечение воэможности питания от источника как постоянного, так и переменного тока.
На чергеже показана схема трехпозиционно<о датчика уровня.
Датчик содержит общий электрод 1, соединенный с первой входной клеммой 2, электрод 3 нижнего уровня и электрод 4
«f;pxHpfo уровня, соединенные сооТВрТсТв < 3 нижнего уровня, а катодом к вхг<ду первого элемента НЕ 8, второй диод 14, анодом нодключенный к электроду 4 верхнего уровня, а катодом к входу второго элемента НЕ 9, третий диод 15, анодом подключенный к электроду 10 аварииного уровня. третий элемент НЕ 16, входом подклк>ченный к выходу элемента НЕ 8, четвертыи элемент НЕ 17, входом подключенный к выходу элемента НЕ 9, пятый элемент НЕ 18, входом под ключенный к катоду диода 15. шестои элемент НЕ 19, входом подключенный к выходу элемента НЕ 18, четвертый резистор 20, одним выводом подключеннь<й к выходу элемента НЕ 8, а другим к первой выходной клемме 21, пятый резистор 22. одним Bb 16, а другим — к второй выходной клемме 23, шестой резистор 24, одним выводом подключенный к выходу элемента НЕ 9, а другим к третьей выходной клемме 25, седьмой резистор 26, одним выводом подключенный к выходу элемента НЕ 17, а другим к четвертой выходной клемме 27, восьмой резистор 28, одним выводом подклю <енный к выходу элемента НЕ 18, а другим к пятой выходной клемме 29, девятый резистор 30. одним выводом подключенный к выходу элемента НЕ 19, а другим к шестой выходной клемме 31, Все шесть элементов HE составляют КМОП-микросхему Р, вывод 0п которой со10 55 единен с катодом диода 12, а общий вывод соединен с первой входной клеммой 2 Трехпозиционныи датчик уровня рэбо тает следующим образом, В исходном состоянии, когда в электропроводную контролируемую среду погружен только общий электрод 1, а входные клеммы 2 и 7 подключены к источнику переменного тока напряжением 2,5...10 В (например, к вторичной обмотке трансформатора). микросхема D запитывается только положительной полуволной от источника переменного тока через вторую входную клемму 7 и диод 12. При этом положительная полуволнэ через резистор 5 и диод 13, резистор 6 и диод 11, резистор 11 и диод 15 поступэег сооt«åòсTâåíно на входы первого 8, второго 9 «пятого 18 элеменгс.в НЕ, т.е. нэ г<ходэх этих элементов и рису i с т «óå T с и«<ал fl of è÷åñêoé единицы (2.5...10 В), а на выходах -- сигнал логического нуля (0...0.4 В) v, далее на выходах элементов HE 16. 17. 19 присутствует сигнал ло<ической единицы, Г1о достижении контролируемой средой электрода 3 возникает делите<(ь напряжения, состоящий иэ первого резистора 5 и со«ротивления контролируемой среды между электродами 1 и 3. Сопротивления резисторов 5, 6 и 11 подбираются такого номиHэлэ, что и при сэмои HезHзчительной элек<ропроводности ко«тролируемой среды потенциал средней точки делителя не превышает логического нуля Для этого достаточно трехкратного превышения значения сопротивления резисторов 5, 6 и 11 rlo сравнению со значением сопротивления ко«трог<ируемой среды между соответствующим электродом и общим электродом. Поскольку возникает цепь для входного вытекающего тока элемента HE 8 через обратно включенный диод 13 (с достаточным обратным током) и гопрогивление контро«ируемой среды между большим электродом 1 и электродом 3 нижнего уровня, то на входе элемента НЕ 8 потенциал падает до логического нуля, соответственно на его выходе возрэс<эет до логической единицы, а на выходе элемента НЕ 16 падает до логического нуля. Аналогично происходят процессы по достижении контролируемой средой электродов 4 и 10 верхнего и аварийного уровней соответственно. Поскольку входной вытекающий ток для логического нуля на входе элемента НЕ не превы.мает 1 мкА в диапазоне от -45 С до 85 С, то при сопротивлении контролируемои среды между общим и любым контрольным электродом до сотен килоом происходит изменение входного сигнала со1673859 Составитель А. Протопопов Редактор T. Рыбалова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О Кравцова Заказ 2909 Тираж 403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ответствующего элемента НЕ от логическои единицы до логического нуля. Таким образом, при отсутствии контакга электрода с контролируемой средой положительный импул,с во время положительной полуволны присутствует на выходе элемента НЕ 16 (в случае. когда уровень контролируемой среды ниже электрода 3) или элементов 17 и 19 (когда уровень контролируемой среды ниже электрода 4) или элемен га 19 (когда уровень контролируемой среды ниже электрода 10). При контакте с контролируемой средой положительный импульс во время положительнои полуволны присутствует на выходе элемента HF 8 (среда не ниже электрода 3), элементов 8 и 9 (среда не ниже электрода 4), элементов 8, 9 и 18 (среда не ниже электро да 10). Парафазные сигналы с выходов элементов НЕ 8 и 16. 9 и 17, 18 и 19 однозначно определяют наличие или отсутстви:-. онтакта соответствующего электрода с ко рол,руемой средой. Эти сигналы через симметрирующие резисторы 20 и 22 24 и 26, 28 и 30 поступают на соответствующ . = выходные клеммы 21 и 23, 25 и 27, 29 и 31 Подключая к этим клеммам через длинные линии регистрирующие элементы, например оптопары, как э70 изображено на чертеже пунктиром, с выходов регистрирующих элементов получают сигналы о достижении контролируемой средой того или иного уровня. При питании датчика от источника переменного тока через контролируемую среду протекает очень незначительный знакопеременный ток, определяемьiA напряжением на входной клемме 7, величиной сопротивлений резисторов 5, 6 и 11. сопротивлением контролируемой среды между общим электродом 1 и соответственно электродами 3, 4 и 10. При питании датчика от источника постоянного тока протекающий через контролируемую среду. постоянный ток также очень незначителен, а выходные сигналы ил1сют не импульсныи, а потенциальный характер. Помехоустойчивость выходных сигналов датчика достигается за счет их парафаз5 ности и симметрирования, вследствие чего любая помеха приводит к возникновению одинаковых по знаку и величине импульсных помех в обоих проводах длинной линии, что исключает возможность их выделения 10 на регистрирующих элементах. Формула изобретения Трехпозиционный датчик уровня, содержащий общий электрод, подключенный к заземленной клемме источника питания, 15 первый, второй и третий резисторы, первый, второй и третий электроды, установленные по высоте резервуара, подключенные через первый, второй и третий резисторы соответственно к незаземленной клемме источника 20 питания и соединенные с анодами первого, второго и третьего диодов соответственно, логическую схему, содержащую первый, второй и третий элементы НЕ, у которой первый. второи и третии входы соединены с 25 катодами первого, второго и третьего диодов соответственно. отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, расширения номенклатуры измеряемых жидких и сыпучих материалов с 30 различающейся электропроводностью и обеспечения возможности питания от источника как переменного. так и постоянного тока, в логическую схему введены четвертый, пятый и шестой элементы НЕ, входы 35 которых подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего элементов НЕ, входы которых являются входами схемы, при этом в устройство дополнительно введены четвертый диод. катод которого 40 соединен с входом "Питание", а анод — с незаземленной клел1мой источника питания, и шесть резисторов. подключенных соответственно к шести выходам первого, второго, третьего, четвертого. пятого и шес45 того элементов НЕ, являющихся выходами логической схемы.
