Электронный сигнализатор уровня жидкости

 

Применение: изобретение относится к авиации, в частности к конструкциям устройств для определения наличия жидких веществ в химическом баке летательного аппарата. Устройство выполнено в виде бесконтактных пороговых устройств, расположенных на внешней поверхности бака с возможностью их перемещения и электрически соединенных с оборудованием пилотской кабины летательного аппарата. Такое конструктивное выполнение является новым для устройств аналогичного назначения . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 F 23/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. KOMViTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

4

Ql ((л) 0 (21) 4736137/10 (22) 11.09,89 (46) 30,11,92, Бюл. N 44 (75) Д, Ю. Сериков (56) Авторское свидетельство СССР

N 485319, кл. G 01 Е 23/26, 1973.

Цикерман Л.Я., Ефремов Е.А. Измерение уровней жидкостей и сыпучих материалов в коммунальном хозяйстве, М.;

Издательство литературы по строительству, 1964, с. 154. (54) ЭЛ Е КТРОН Н ЫЙ СИГНАЛ ИЗАТОР

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению, а именно к сигнальным устройствам для измерения уровня жидкости, и может быть использовано для контроля количества жидких веществ, например, в химическом баке летательного аппарата.

Известен авиационный топливомер. содержащий указатель с одной шкалой отсчета, самоуравновешенный мост переменного тока, реле, через контакты которого в плечи моста включены емкостные датчики, находящиеся в разных баках, элементы регулировки нуля и максимума и сигнализатор предельной выработки, через выходные контакты которого к источнику питания подключено реле, Недостатком известной конструкции является ее сложность и размещение внутри бака, что неприемлемо для работы в жидких средах с различной диэлектрической проницаемостью и электропроводностью.

Известен двухпредельный электронный сигнализатор уровня ЗСУ-2, состоящий из двух емкостных датчиков, представляющих собой электроды, которые непосредственно

„, Ы,, 1778539 А1 (57) Применение: изобретение относится к авиации, в частности к конструкциям устройств для определения наличия жидких веществ в химическом баке летательного .аппарата. Устройство выполнено в виде бесконтактных пороговых устройств, расположенных на внешней поверхности бака с возможностью их перемещения и электрически соединенных с оборудованием пилотской кабины летательного аппарата. Такое конструктивное выполнение является новым для устройств аналогичного назначения. 3 ил. погружаются в измеряемую среду, и электронного блока из двух идентичных узлов, включающего высокочастотный генератор и коммутационное реле.

Недостатком известного сигнализатора является необходимость крепления датчиков нижнего и верхнего предела непосредственно в стенке резервуара с измеряемой средой и, в зависимости от свойств рабочей среды и условий монтажа, выбора соответственно конструкции и размеров датчиков.

Кроме того, стационарная установка датчиков внутри емкости ограничивает диапазон контроля за жидким уровнем и требует герметизации резервуара в месте размещения датчиков и защиты самих датчиков в случае их размещения в агрессивной среде. Помимо этого, ограниченный температурный диапазон (от +10 до +35 С) и необходимость установки электронного блока на амортизаторах из-за повышенной чувствительности к толчкам и вибрациям сужает область применения данного устройства.

Целью изобретения является расширение технологических и эксплуатационных

1778539 возможностей конструкции за счет устранения влияния свойств жидкой среды.

Цель достигается тем, что в электронном сигнализаторе уровня емкостный датчик как верхнего, так и нижнего предела 5 выполнен в виде металлизированной площадки, свободной от монтажа, являющейся частью панели электронного блока и электрически с ним соединенной, а электронный блок содержит высокочастотный генератор, 10 схему обработки сигналов, состоящую из делителя переменного напряжения, выпрямителя переменного напряжения, снимаемого с делителя, устройства сравнения выпрямленного напряжения с опорным, и 15 электронный коммутатор для питания световой или звуковой сигнализации, причем выход высокочастотного генератора соединен с входом делителя переменного напря>кения, с выхода которого преобразованное 20 напряжение поступает на вход выпрямителя, а с его выхода выпрямленное напряжение поступает на вход устройства сравнения, которое подключено к индикации через электронный коммутатор. Панели 25 с емкостными датчиками и электронными блоками размещаются в чехлах-карманах на внешней поверхности емкости из диэлектрического материала, например стеклопластика, с возможностью изменения их 30 положения перестановкой в другие карманы.

На фиг. 1 показан общий вид расположения электронного сигнализатора уровня на внешней поверхности бака летательного 35 аппарата; на фиг. 2 и 3 — принципиальные электрические схемы сигнализаторов наполнения бака и минимального остатка химикатов.

Предлагаемый сигнализатор уровня 40 предназначен для емкостей, изготовленных из диэлектрического материала. например стеклопластика. На внешней .поверхности бака 1 установлены два бесконтактных устройства, содержащие идентичные емкост- 45 ные датчики вместе с электронными блоками: для определения момента наполнения бака заранее заданным количеством химиката 3 " выходом на штатный самолетный звуковой сигнал десанта 2 и определе- 50 ния наличия в баке остатка химикатов 4 с выходом на световую индикацию в кабине самолета 5. Соединение электронных устройств с самолетным электрооборудованием осуществляется при помощи 55 электрического кабеля и разъемов.

Электронное устройство наполнения бака на фиг. 2 содержит генератор прямоугольных импульсов, делитель переменного напряжения, устройство сравнения, электронный коммутатор. Генератор прямоугольных импульсов реализован на микросхеме

Д1. Частота генерации определяется цепочкой R1C1. С выхода элемента Д1 4 микросхемы Д1 переменное напряжение подается на делитель переменного напряжения, образованный емкостями конденсатора С2 и емкостного датчика СХ, Действующее значение напряжения в общей точке С2 и CX определяется соотношением их емкостей, Поскольку С2 — постоянна, то до тех пор, пока жидкость в баке не дойдет до уровня установки емкостного датчика (CX — пренебрежимо мала), на выходе этого делителя напряжение практически равно напря>кению на выходе генератора.

Переменное напряжение с выхода делителя поступает на однополупериодный выпрямитель, состоящий из диодов V1 и V2, Нагрузкой выпрямителя является входное сопротивление микросхемы Д2. Пульсации этого напряжения сглаживаются конденсатором С3.

Усилитель Д2 включен компаратором.

Опорное напряжение компаратора образуется делителем R2RÇR5 и подается на инверсный вход Д2. На резисторе R2 напряжение стабилизировано стабилитроном ЧЗ и равно 5В, Соотношение сопротивлений резисторов RÇ и R5 таково, что опорное напряжение, снимаемое с их общей точки, близко к 5В и скачкообразно изменяется в зависимости от состояния компаратора Д2 с целью обеспечения гистерезисной характеристики чувствительности устройства в целом. Таким образом, резисторы RÇ и R5 обеспечивают положительную обратную связь микросхемы Д2, превращая ее практически в триггер Шмитта, Гистерезисность характеристики введена для исключения перехода транзистора

V4 из ключевого режима в усилительный даже на короткое время — с целью повышения его надежности. На правый (по схеме) конец резистора R5 в зависимости от состояния устройства поступает либо напряжение, близкое к О, либо близкое к 24...28B.На прямой вход микросхемы Д2 подается напряжение с выхода выпрямителя. Это напряжение определяется суммой: напряжение на движке подстроечного резистора R2 и действующее значение выпрямленного напряжения, снятого с делителя.

Таким образом, в дежурном режиме (СХ вЂ” мало).напряжение на прямом входе усилителя Д2 выше. чем на инверсном, на выходе

Д2 — высокий уровень напряжения, транзистор Ч4 — насыщен, диод Ч5 — заперт, тиристор V6 — заперт, сигнал отсутствует.

1778539

Когда уровень химикатов в баке самолета достигает места установки датчика, емкость СХ возрастает, напряжение на выходе делителя С2СХ, на выходе выпрямителя и, значит, на прямом входе усилителя Д2 уменьшится и станет меньше чем на инверсном входе, усилитель Д2 переключится, транзистор V4 перейдет в режим отсечки, диод V5 откроется, потенциал управляющего электрода тиристора V6 возрастет, триг. гер V6 откроется и питание от бортовой сети поступит на бортовую сирену — сигнал десанта. По звуковому сигналу прекращается наполнение бака химикатами.

Питание устройства обеспечивается от бортовой сети при включении расположенного в пилотской кабине выключателя, Для питания микросхемы Д1 используется напряжение, снимаемое с параметрического стабилизатора V3R4, конденсаторы

С4 и Сб — блокировочные.

Схемное решение на фиг, 3 наличия минимального остатка химикатов отличается лишь выходным каскадом на транзисторе

V4, рассчитанным для работы на лампу накаливания. Сигнализатор остатка устанавливается на внешней поверхности химбака так, чтобы выключение сигнальной лампы извещало экипаж об отсутствии в баке необходимого для повторного захода на обрабатываемый участок количества химиката.

Наличие химиката в баке индицируется горящей лампой на приборной доске.

Оба электронных устройства выполняются в пылевлагозащищенном и виброударопрочном варианте..

Выполнение электронного сигнализатора уровня в виде двух самостоятельных блоков позволяет повысить надежность конструкции (при выходе из строя одного блока сохраняется возможность пользования устройством частично), обеспечить независимую установку уровня срабатывания сигналов: звукового и светового, Исследования показали, что по сравнению с устройствами аналогичного назначе5 ния, а также с другими известными в технике, заявляемое устройство конструктивно значительно проще, технологичнее, надежнее, имеет широкую область применения. Имеет незначительный вес, что осо10 бенно важно применительно к авиации, удобен в эксплуатации, имеет широкий температурный диапазон применения от отрицательных до высоких положительных температур. Указанные преимущества по15 зволяют рекомендовать заявляемое устройство для массового производства, а с учетом его дешевизны — в кратчайшие сроки.

Формула изобретения

Электронный сигнализатор уровня жид20 кости, содержащий емкостные датчики верхнего и нижнего пределов, электронный блок и индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных возможностей; емкостн ые датчики верхнего

25 и нижнего пределов выполнены в виде металлизированных площадок, свободных от монтажа, являющихся частью панели электронного блока и электрически с ним соединенных, а электронный блок выполнен в

30 виде генератора, схемы обработки сигнала с делителем переменного напряжения, выпрямителем переменного напряжения, устройством сравнения выпрямленного напряжения с опорным и электронного ком35 мутатора для питания индикатора, при этом выход высокочастотного генератора соединен с входом делителя переменного напряжения, выход которого соединен с входом выпрямителя, соединенного выходом с вхо40 дом устройства сравнения, подключенного к индикатору через электронный коммутатор.

1778539

1770539

Составитель Д,Сериков

Техред М.Моргентал

Корректор В.Петраш

Редактор

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

Заказ 41S3 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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