Бесконтактный сигнализатор уровня

 

(ls) Rß (и) 0 (51) $ 001 F23 26.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5006742/10 (22) 17.07.91 (46) 30.10.93 Бюл. Мя 39-40 (71) Саянский алюминиевый завод (72) Роднин Ю.П. (73) Саянский алюминиевый завод (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СИГНАЛИЗАТОР

УРОВНЯ (57) Сущность изобретения: устройство содержит генератор 1 с фиксированными частотозадающими элементами, регулируемую емкость 2, емкостный датчик 3, преобразователь сигнала 4, репе времени

5, выходной ключ 6, стабилизатор напряжения 7. 1 — 2-4- 5-6-7,1 — 7,3 — 4. 1 ип.

2002213

Изобретение относится к области сигнализации и контроля уровня различных физических сред при помощи бесконтактных датчиков, В технике известны сигнализаторы уровня, которые содержат, как правило, автогенератор, в одно из плеч которого включен емкостный датчик, возбуждающий. или срывающий колебания генератора в зависимости от среды.

Автогенератор выполнен на лучевом тетроде, а емкостный датчик подключен к экранной сетке, Управляющая сетка тетрода соединена с катодом. Катушка колебательного контура включена по трехточечной схеме между экраном, сеткой и "землей".

Когда контрольная среда находится вне области датчика, автогенератор возбужден и исполнительное реле, включенное в анодную цепь лампы, также включено. При подходе среды к датчику, колебания автогенератора срываются и реле отключается.

В изобретении по авт. св, N 405318 устройство содержит емкостный датчик — две металлические пластины, установленные на изоляторе, мультивибратор, автоматический ключ, фильтр, пороговое устройство.

Емкостный датчик включен в одно из плеч мультивибратора. При иЗменении среды емкость датчика изменяется, мультивибратор. возбуждается, в результате чего срабатывает пороговое устройство, сигнализирующее о наличии среды.

В качестве прототипа выбран бесконтактный сигнализатор уровня, содержащий емкостный датчик, преобразователь измеряемого сигнала емкостного датчика, усилитель и исполнительное устройство, Сигнализатор отличается тем, что преобразователь выполнен в виде ждущего мультивибратора с эмиттерной связью; в котором одна пластина емкостного датчика включена в базовую цепь первого транзистора. при этом коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора, а коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора через регулируемую емкость.

Недостатком этого изобретения является возможность ложных срабатываний изза наличия зоны нечувствительности, связанной с несовпадением точек возбуждения со срывом автоколебаний (гистерезис).

Целью изобретения является повышение точности и надежности срабатывания бесконтактного сигнализатора уровня в условиях повышенной аэрации сыпучего материала, в частности глинозема, 5

Для достижения указанной цели бес- . контактный сигнализатор уровня выполнен из генератора, емкостного датчика, подключенного к преобразователю сигнала и регулируемой емкости и отличается тем, что генератор выполнен с фиксированными частотозадающими элементами, а в устройство дополнительно введены последовательно соединенные реле времени, выходной ключ и стабилизатор напряжения, соединенный также с генератором, при этом емкостный датчик через конденсатор, а генератор через регулируемую емкость подключены к входу преобразователя сигнала, соединенному. также с реле времени.

На чертеже изображен предлагаемый сигнализатор уровня.

Бесконтактный сигнализатор уровня состоит из генератора 1, регулируемой емкости

2, емкостного датчика 3, преобразователя сигнала 4, реле времени 5, выходного ключа

6, стабилизатора напряжения 7, Емкостный датчик 3 через конденсатор, а генератор 1 через регулируемую емкость 2 подключены к входу преобразователя сигнала 4. Регулируемая емкость 2 позволяет изменять чувствительность сигнализатора уровня в широких пределах. Импульсы с преобразователя сигнала 4 запускают реле времени 5, обеспечивающее выдержку времени на срабатывание выходного ключа и возврат

его в исходное состояние в диапазоне от десятков миллисекунд до нескольких секунд, Сигнализатор работает следующим образом.

Датчик устанавливается в бункер или питатель, где необходимо осуществлять контроль уровня сыпучих материалов, и подключается к напряжению 12-14В постоянного тока. Внутренний стабилизатор напряжения, выполненный на элементах Вв, Ч0з, С7, обеспечивает стабильное напряжение для питания микросхем сигнализатора.

"1

Принцип действия датчика основан на изменении скважинности импульсов при измецении диэлектрической проницаемости измеряемой среды. Если емкость между активным щупом Е и общим проводом ("минус" источника питания) мала, на входе элемента 01-з, резисторе К2 формируются импульсы с частотой и скважностью генератора 1 (выполняется на элементах D1-1, 0)-2).

При увеличении емкости датчика 3 на резисторе В и входе элемента Or-z формируются короткие импульсы положительной полярности, а на выходе Di-ç.формируются импульсы отрицательной полярности, И чем больше возрастает емкость датчика, тем более короткими становятся отрицательные

2002213 импульсы на D>-э, Иначе говоря, напряжение на выходе О>-э большую часть времени имеет уровень логической. единицы, а в течение короткого промежутка времени - уровень логического нуля. 5

Конденсатор Св в преобразователе сигнала 4 медленно заряжается через рвзистор

Вэ, когда на выходе D<-q уровень логической единицы, и быстро разряжается через диод

Ч01 при появлении логического нуля, а так как разрядный ток превышает зарядный, напряжение на конденсаторе Cs, приложенное к входам элемента D>-4. имеет уровень логического нуля. Уровень логической единицы с выхода D1-4 через резистор R4 заря- 15 жает конденсатор.

Микросхема DA1 включается в режим компаратора. Пока емкость датчика мала, конденсатор Сб заряжен до уровня логической единицы, а значит выход компаратора 20 имеет уровень Логического нуля и выходной. ключ 6 заперт.

При увеличении емкости датчика напряжение на конденсаторе С6 снижается и, как только достигнет 1/3 напряжения питания,, 25 выходной ключ 6 открывается. Выходной ключ выполнен на транзисторе VT<, с коллектора которого снимается выходной сиг (56) Авторское свидетельство СССР

М 447570, кл. G 01 F 23 26, 1973.

30 дополнительно введены последовательно соединенные реле времени. выходной ключ и стабилизатор напряжения, соединенный также с генератором, подключен3g ным через регулируемую емкость к входу преобразователя . сигнала, соединенному также с реле времени, при этом емкостный датчик подключен к преобразователю сигнала через конденсатор.

Составитель B.Çàëèâíoé

Техред M.Моргентал . Корректор Н.Милюкова

Редактор Г.Яковлева

Заказ 3169

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Формула изобретения

БЕСКОНТАКТН ЫЙ СИГНАЛ ИЗАТОР

УРОВНЯ, содержащий генератор; емкостный датчик, подключенный к преобразователю сигнала, и регулируемую емкость, отличающийся тем, что генератор выполнен с фиксированными частото-задающими элементами, а в сигнализатор нал Usvx. 8 исходном состоянии сигнализагора Овых-12b, в сработанном состоянии

:игнализатора U8h X-О.

Пример конкретного выполнения.

Предлагаемые сигналиэаторы проходят испытания на Саянском алю чниевом заводе в количестве трех штук с 06.07,90. Один сигналиэатор установлен на питателе газоочистки, а два — в бункерах на многооперационных кранах для контроля уровня глинозема.

Емкостной датчик иэготавлизается в виде металлического штыря длиной 200 мм и диаметром 10мм, закрепленного во фторопластовой втулке, Второй обкладкой емкостного датчика является общий провод.

Регулируемая емкость позволяет изменять чувствительность сигнализатора уровня в широких пределах.

Результаты испытаний показали, что заявляемый бесконтактный сигнализатор уровня мажет использоваться для контроля уровня сыпучих материалов, При этом отмечается высокая точность и надежность срабатывания сигнализатора уровня.