Устройство контроля уровня электропроводных сред

СОНИ СОВЕТСНИХ6 ЩиаепнтиРЕСПУБЛИН 4(51) С О 1 Г 23/24 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ етельство ССС3/24, 1973.7122,НЯ иде ов,ГОСУДАРСТВЕННЬЮ НОНИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИД,ЕТЕЛЬСТ(72) В.С.Прудников и А.А.Галибин (7.1) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрыво защищенного и рудничного электроо рудования(54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРО ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ СРЕД, содержаще, электроконтактный датчик в в д измерительных и охранного электр усилитель-индикатор, входы которогосоединены с одним измерительными охранным электродами, источникнапряжения с последовательно соединенным ограничительным резистором,включенным между охранным и вторымизмерительным электродом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения функциональной надежностии помехозащищенности, в него введены регулируемое сопротивление, пороговое устройство и опорный резисторвключенный между вторым измерительным электродом и источником напряжения, причем регулируемое сопротивление включено параллельно ограничительному, а его управляющий входподключен к выходу порогового устроства, вход которого включен параллельно опорному резистору.Изобретение относится к приборамконтроля электропроводных сыпучихи жидких материалов (например,.руды,породы, угля, силоса, воды и т.д.)и может быть использовано, для работы на предприятиях горнодобывающей,Химической, нефтяной промышленностии в сельском хозяйстве.Известно устройство для измеренияуровня сыпучих и жидких взрывоопас Оньц сред (работающее на принципе измерения активного сопротивления между электродами датчика и контролируемой средой), содержащее датчик сизмерительным и заземляющим электродами и охранным кольцом, измерительный блок, связанный с упомянутымдатчиком линией связи, исполнительный орган и источник питания Ц .20Недостаток известного устройствазаключается в том, что оно содержитмагнитный усилитель, сложность изготовления и низкая чувствительностькоторогоособенно при контроле высоких сопротивлений, не позволили емунайти широкое применение на практике.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство контроля электЮропроводных сред, содержащее электроконтактный датчик, включающий в себядва измерительных и охранный электроды, усилитель-индикатор, входы которого соединены с одним иэмерительньщ и охранным электродами, источник З 5напряжения с последовательно включенным ограничительным резистором 2 .Недостатками данного устройстваявляются низкая надежность и помехоустойчивость, обусловленные снижением чувствительности при отложенииэлектропроводящих осадков на изоляторах.Цель изобретения - повышение функциональной надежности и помехозащищенности устройства,Поставленная пель достигаетсятем, что в устройство контроля уровня электропровопных сред, содержащееэлектроконтактный датчик в виде двух 50измерительных и охранного электродов,усилитель-индикатор, входы которогосоединены с одним измерительным иохранным электродами, источник напряжения с последовательно соединенным ограничительным резистором,включенным между охранным и вторымизмерительным электродом, введены регулируемое сопротивление, пороговое устройство и опорный резистор, включенный между вторым измерительным электродом и источником напряжения, причем регулируемое сопротивление включено параллельно ограничительному, а его управляющий вход подключен к выходу порогового устройства, вход которого включен параллельно опорному резистору.На чертеже представлена электрическая схема устройства.Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, который через ограничительный резистор 2 чодключен к усилителю-индикатору, состоящему из измерительного блока 3 и индикаторного элемента 4К входу/ измерительного блока 3 присоединены измерительный электрод 5 и охранное кольцо 6 электроконтактного датчика уровня. Корпус резервуара 7, уро,вень которого контролируется при заполнении, эаземлен.Параллельно ограничительному резистору 2 включено регулируемое сопротивление, которое выполнено на транзисторе 8, база которого через резистор 9 присоединена к одному полюсу источника 1 и к выходу порогового устройства на транзисторе 10.1Эмиттер транзистора 10 подключен к другому полюсу источника 1 и через опорный резистор 11 соединен с вторым измерительным электродом (корпусом), к которому через стабилитрон 12 подключена база транзистора 10, Вход измерительного блока 3 зашунтирован нелинейным элементом 13 с двухсторонним ограничением сигнала, в.качестве которого использован варистор (или стабилитрон), Вход измерительного блока. 3 соединен с его выходом через избирательный фильтр 14 низких частот. Сопротивление 15 слоя пыли на датчике между измерительным" электродом 5 и охранным кольцом б шунтирует вход измерительного блока 3, а сопротивление 16 слоя пыли между охранным кольцом 6 и корпусом 7 шунтирует источник 1. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии измерительный электрод 5 не касается контролируемой среды в резервуаре 7, В измерительной цепи тока нет. Транзисто 3 . 1137 ры 8 и 10 закрыты. На индикаторный элемент 4 сигнал не поступает.При отсутствии утечки тока (через сопротивления 15 и 16 на датчике) и касании измерительным электродом 5 контролируемого материала в резервуаре 7 измерительный постоянный ток от источника 1 замыкается по цепи: ограничительный резистор 2, вход измерительного блока 3, измеритель О ный электрод 5, контролируемый материал, корпус и резистор 11. Величина этого тока, протекающего через вход измерительного блока 3, определяется (в основном) напряжением ис точника 1 и сопротивлением материала, уровень которого контролируется в резервуаре 7 (сопротивлениями резисторов 2 и 11 и входным сопротивлением измерительного блока 3 можно пренебречь, так как уровень сопротивления контролируемого материала на порядок выше) . Вследствие этого напряжения на нелинейном элементе 13 мало, а сопротивление, которое опре деляется величиной приложенного к нему напряжения, высокое и не оказывает влияния на чувствительность измерительного блока 3, В результате постоянный сигнал после его усиления блоком 3 поступает на индикаторный элемент 4, который срабатывает и сигнализирует о достижении контролируемого уровня заданного . значения.При наличии помехисигнал послед 35 ней ограничивается по амплитуде нелинейным элементом 13 и отфильтровывается фильтром 14 низких частот В результате этого переменный сигнал поступает на вход измерительного бло,ка 3 с коэффициентом усиления по пе.ременному току, равным единице. В то же время постоянный контролируемый сигнал усиливается с коэффициентом усиления больше 1000. В результате разностный сигнал между контролируемьвю сигналом и переменным сигналом помехи очень большой. Вследствие этого наличие сигнала помехи не оказы вает влияния на работу измерительного блока 3, порог срабатывания которого практически определяется лишь величиной контролируемого постоянно-. 319 4го сигнала. При снижении утечек тока по поверхности датчика из-за налипания пыли, которая покрывает датчик (уменьшение сопротивлений 15 и 16), оперативный ток увеличивается. В результате этого транзистор 8 открывается базовым током через резистор 9 и шунтирует эмиттер-коллекторным переходом ограничительный резистор 2, При этом оперативный ток от источника 1 замыкается по цепи: эмиттер-коллекторный переход транзистора 8, резистор 16, резистор 11. Так как сопротивление резистора 11 мало по сравнению с сопротивлением 16, то все напряжение источника 1 прикладывается к последнему. Следовательно, к датчику прикладывается все напряжение источника 1, которого достаточно для разрушения окисных пленок в измерительной цепи. Вследствие этого повышается надежность работы устройства для контроля уровня,.при этом обеспечиваются условия искробезопасности, так как при возникновении короткого замыкания измерительного электрода 5 или охранного кольца 6 на заземленный корпус резервуара 7 происходит следующее. Из-за увеличения оперативного тока напряжение на резисторе 11 также увеличивается. Этого увеличения напряжения достаточно, чтобы сопротивление стабилитрона 12, установленного в цепи базы транзистора 10, резко уменьшилось,В результате транзистор 10 открывается базовым током и эмиттер-коллекторным переходом через резистор 9 шунтирует источник 1 и закрывает транзистор 8, тем самым резко ограничивает оперативный ток, протекающий через внешнюю измерительную цепь.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять надежный контроль уровня, так как наличиепеременного сигнала помехи на линии связи измерительного блока 3 с датчиком и наличие утечек по поверхностидатчика не оказывают влияния на его функционирование, поскольку разность между контролируемым сигналом искробезопасного источника и сигналом помехи во всех режимах работы остает-. ся большой.Филиал ШШ фПатект , г.ужгород, ул.Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 10511/29 Г Н