Трехпозиционный датчик уровня

(51)5 С 01 Р 23/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 82,(71) Алма-Атинское проектно-конструкторскоебюро автоматизированных систем югавленияКазахского научно-производственного обьединения "Системотехника"(56) Авторское свидетельство СССп(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля уровня жидких и сыпучих материалов, обладающих да)ке 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, 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,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 трехпозиционноо датчика уровняДатчик содержит общий электрод 1, соединенный с первой входной клеммой 2, электрод 3 нижнего уровня и электрод 4 верхнео уровня, соединенные соответственно через первый 5 и второи 6 резисторы с в 1 орой входной клеммой 7, первый 8 и второи 9 элементы НЕ, электрод 1 О эвзрииноо уровня, третий резистор 11. одним выводом подключенное к элекгроду 10 аварийного уровня, а другим к второй входной клемме 7, четвертый диод 12, анодом подключенный к входной клемме 7, первый диод 13, анодом подключенныи к электроду 3 нижнего уровня, а катодом к вхгщу 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 подключенный к выходу элемента НЕ 8, а другим к первой выходной клемме 21, пятый резистор 22 одним выводом подключенный к выходу элемента НЕ 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 подключенный 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 НЕ составляютКМОП-микросхему Р, вывод Оп которой со 10 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 поступзег соответственно на входы первого 8, второго 9 н пятого 18 элементс,в НЕ, те, нэ входах этих элементов присутствует си нал логической единицы (2.510 В), а на выходахсигнал логического нуля (00.4 В) и далее на выходах элементов НЕ 16, 17. 19 присутствует сигнал логической единицы,Г 1 о достижении кон гролируемой средой электрода 3 возникзет делитель напряжения, состоящий иэ первого резистора 5 и сопротивления контролируемой среды между электродами 1 и 3. Сопротивления резисторов 5, 6 и 11 подбираются такого номинала, что и при сэмои незначительной электропроводности контролируемой сре ды потенциал средней точки делителя не превышает логического нуля Для этого досгаточно трехкратного превышения значения сопротивления резисторов 5, 6 и 11 по срзвнению со значением сопротивления контролируемой среды между соответствующим электродом и общим электродом, Поскольку возникает цепь для входного вытекающего тока элемента НЕ 8 через обратно включенный диод 13 (с достаточным обратным током) и гопрогивление контролируемой греды между большим электродом 1 и электродом 3 нижнего уровня, то на входе элемента НЕ 8 потенциал падает до логического нуля, соответственно на его выходе возрастает 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,изет 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 со 15 20 25 30 35 40 45 50 55 единен с ка 1 одом диода 12, а общий выводсоединен с первой входной клеммой 2Трехпозиционныи датчик уровня рзботэет следующим образом,В исходном состоянии, когда в электро- проводную контролируемую среду погружен только общий электрод 1, а входныеклеммы 2 и 7 подключены к источнику переменного тока напряжением 2,5,.10 В (например, к вторичной обмотке трансформатора), микросхема О запитывается только положительной полуволной от1673859ответствующего элемента НЕ от логическоиединицы до логического нуля.Таким образом, при отсутствии контакга электрода с контролируемой средой положительный импул,с во времяположительной полуволны присутствует навыходе элемента НЕ 16 (в случае, кода уровень контролируемой среды ниже электрода 3) или элементов 17 и 19 (когда уровеньконтролируемой среды ниже электрода 4)или элемен га 19 (когда уровень контролируемой среды ниже электрода 10) При контакте с контролируемой средойположительный импульс во время положительнои полуволны присутствует на выходеэлемента НЕ 8(среда не ниже электрода 3),элементов 8 и 9 (среда не ниже электрода 4),элементов 8, 9 и 18 (среда не ниже электрода 10) Парафазные сигналы с выходов элемен 1 ов НЕ 8 и 16. 9 и 17, 18 и 19 однозначноопределяют наличие или отсутствиеонтакта соответствующего электрода с ко рол,- руемой средой. Эти сигналы черезсимметрируюгцие резисторы 20 и 22 24 и26, 28 и 30 поступают на соответствующ. -;выходные клеммы 21 и 23, 25 и 27, 29 и 31Подключая к этим клеммам через длинныелинии регистрирующие элементы, например оптопары, как это изображено на чертеже пунктиром, с выходоврегистрирующих элементов получают сигналы о достижении контролируемой средойтого или иного уровняПри питании датчика от источника переменного тока через контролируемую средупротекает очень незначительный знакопеременный ток, определяемый напряжениемна входной клемме 7, величиной сопротивлений резисторов 5, 6 и 11. сопротивлениемконтролируемой среды между общим электродом 1 и соответственно электродами 3, 4и 10,При питании датчика от источника постоянного тока протекающий через контролируемую среду. постоянный ток такжеочень незначителен, а выходные сигналыСоставитель А. ПротопоповРедактор Т. Рыбалова Техред М.Моргентал Корректор О КравцоваЗаказ 2909 Тираж 403 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101