Тепловой сигнализатор уровня

 

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости путем измерения разности коэффициентов теплоотдачи в жидкость и газ резистивного термозависимого элемента и может быть использовано в системах автоматики для измерения уровня жидкости, в частности в бортовой системе контроля автомобиля для определения уровня масла ниже допустимого в картере двигателя. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы. Устройство содержит термозависимый резистивный мост, включающий три постоянных и один термозависимый резисторы, дифференциальный усилитель, источник питания, индикатор, ключевой элемент и компаратор . 1 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 F 23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744647/10 (22) 02.10.89 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Научно-производственное объединение по автоэлектронике и автотракторному электрооборудованию "Автоэлектроника" (72) С.А;Погожев (53) 681,128.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 678312, кл. G 01 F 23/22, 1979. (54) ТЕПЛОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ (57) Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости путем измерения разности коэффициентов теплоотдачи в

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости путем измерения разности коэффициентов теплоотдачи в жидкость и газ резистивного термозависимого элемента и может быть использовано в системах автоматики для измерения уровня жидкости, в частности, в бортовой системе контроля автомобиля для определения уровня масла ниже допустимого в картере двигателя.

Известен сигнализатор уровня, содержащий запитываемый источником постоянного тока мост, одно плечо которого образует термозависимый резистор, а остальные — постоянные резисторы, включенный в диагональ моста усилитель, выход которого через компаратор связан со световым индикатором.

Недостатки сигнализатора — узкий диапазон рабочих температур и малое быстродействие. жидкость и газ резистивноготермозависимого элемента и может быть использовано в системах автоматики для измерения уровня жидкости, в частности в бортовой системе контроля автомобиля для определения уровня масла ниже допустимого в картере двигателя. Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности работы, Устройство содержит термозависимый резистивный мост, включающий три постоянных и один термоэависимый резисторы, дифференциальный усилитель, источник питания., индикатор, ключевой элемент и компаратор. 1 ил.

Наиболее близким к изобретению является тепловой сигнализатор уровня, содержащий термозависимый резистивный мост, включающий три постоянных и один термозависимый резисторы, усилитель, компенсационный термозависимый резистор, размещенный в масле внутри сильфона, источник питания, и индикатор. Компенсационный термозависимый резистор предназначен для расширения рабочего диапазона температур. 0

Недостатками теплового сигнализатора уровня являются ненадежная работа при градиенте температур в контролируемой среде и в широком диапазоне температур из-за неполной термокомпенсации; малое быстродействие из-за ограничения мощности подводимой от источника питания через постоянные резисторы моста к термозависимому резистору.

1723449

Цель изобретения — повышение надежности работы и быстродействия сигнализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в тепловой сигнализатор уровня, содержащий термозависимый резистивный мост, включающий три постоянных и один термозависимый резистор, усилитель, источник питания и индикатор, введены ключевой элемент и компаратор, а усилитель выполнен дифференциальным, при этом ключевой элемент своим выходом подключен к одной из диагоналей моста, а входом с выходом компаратора, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, На чертеже изображена структурная схема теплового сигнализатора уровня.

Сигнализатор содержит термозависимый резистивный мост R1-R4, причем R<— термозависимый резистор, расположенный на контролируемом уровне, à Rz-R4 — постоянные резисторы. Термозависимый резистивный мост запитывается от источника питания 1 через управляемый ключевой элемент 2. Диагональ моста соединена с входами дифферен циал ьного усилителя 3. В ы ход дифференциального усилителя 3 соединен с входом компаратора 4, а выход компараrcра — с управляемым входом ключевого элемента 2 и с световым индикатором 5.

Сигнализатор работает следующим образом, Ток,проходящий от источника питания

1 через замкнутый ключевой элемент 2,начинает разогревать термозависимый резистор, включенный в термозависимый мост

Ri-R4. При нахождении термозависимого резистора в газовой среде резко повышается его температура и изменяется величина его сопротивления R1, При температуре-термозависимого резистора TMaêñ на выходе дифференциального усилителя 3 появляется сигнал достаточной амплитуды для включения компаратора 4, который подает сигнал на включение индикатора 5 и размыкание ключевого элемента 2, После размыкания ключа 2 термозависимый резистор охлаждается и его сопротивление изменяется таким образом, что при температуре Тмин сигнал на выходе усилителя 3 уменьшается настолько, что его величина становится недостаточной для нахождения компаратора 4 во включенном состоянии. При этом индикатор выключается, ключ 2 вновь замыкается и происходит первоначальный процесс разогрева термозависимого резистора. Таким образом при снижении уровня жидкости ниже контролируемого световой индикатор периодически включается и вы40

45 нарушается работоспособность из-за ухудшения теплового контакта жидкость — термозависимый резистор. Эффект достигается отключением термозависимого моста от источника питания с помощью ключевого элемента 2 при Tmaxc Величина подводимой к термозависимому резистору мощности от источника питания может быть значительно больше по сравнению с прототипом. Соответственно уменьшается время разогрева термозависимого резистора и повышается быстродействие устройства. Сигнализатор может выдавать также дополнительную информацию во время импульсном виде о температуре контролируемой среды при нахождении термозависимого резистора в газе. Так, например, при установке в картере автомобиля сигнализатор выдает информацию об уровне масла при неработающем двигателе, ключается, выдавая прерывистый сигнал.

Длительность импульса, соответствующая нагреву термозависимого резистора

tu> =т1п

P R<-(Т,„..-Т. (1)

5 — MaKC — 1 0 где г — тепловая постоянная времени термозависимого резистора;

Р— мощность,подводимая от источника питания к термозависимому резистору;

10 Rq — тепловое сопротивление термозависимого резистора, Длительность импульса, соответствующая охлаждению термозависимого резистора 02 = In,"" (2)

МИН 0

Условия нормальной работы устройства макс o 1 мин (з)

При превышении контролируемого уровня термозависимый резистор находится в масле, Между термозависимым резистором и жидкостью осуществляется хороший тепловой контакт и температура термозависимого резистора близка к температуре жИДКОСтИ То, ПОСКОЛЬК j максТ0 <Тмин, ТО СИГнал на выходе усилителя 3 недостаточен для включения компаратора 4, Ключевой элемент 2 находится в замкнутом состоянии и световой индикатор 5 выключен.

Тепловой сигнализатор уровня надежно работает при наличии градиента температур в контролируемой среде и в более широKQi температурном диапазоне, что следует из условия (3), для прототипа — более жесткие условия термокомпенсации, Повышена временная стабильность, поскольку термозависимый резистор может работать при

МЕНЬШИХ ЗНаЧЕНИЯХ Тм кс И В МЕНЬШЕЙ СтЕпени образуется пленка-нагар на поверхности термозависимого резистора, 1723449 а при работающем двигателе, когда уровень масла значительно ниже контролируемого, сигнализатор выдает дополнительную информацию о температуре масла. питания и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности в работе, в него введены ключевой элемент и компаратор, а усили5 тель выполнен дифференциальным, при этом ключевой элемент своим выходом под- ключен к одной из диагоналей моста, а входом соединен с выходом компаратора, вход которого подключен к выходу дифференци10 ального усилителя.

Формула изобретения

Тепловой сигнализатор уровня, содержащий термозависимый резистивный мост, включающий три постоянных и один термозависимый резисторы, усилитель, источник

50

Составитель С. Погожев

Техред М.Моргентал Корректор B. Гирняк

Редактор М. Товтин

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

Заказ 1059 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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