Датчик уровня

Союз СоветскикСоциалистмческнеРеспублик ОП ИСАНИЕИ ЗОБРЕТЕ.Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 763689 Фф,(61) Дополнительное к авт. саид-ву(51)М. Кл, 6 01 Е 23/22 ВЬеударетввкль 1 й кемлтет ав делам кзебретений к аткрыткй(54) ДАТЧИК УРОВНЯ Изобретение относится к технике контроляи регулирования уровня жидкости или межфазного уровня с помощью разогреваемыхэлектрическим током термоэлементов и можетбыть применено в различных отраслях народ.ного хозяйства преимущественно в тяжелых5климатических и производственных условиях,в том числе в агрессивных среда 11 под вы.соким статическим давлением.Известны датчики с двумя термоэлементами10в виде терморезисторов, расположенных назаданном уровне (1.Разогреваемый электрическим током рябо.чий гермоэлемент и неразогреваемый компеи.сационный включены в дифференциальную15измерительную схему с усилителем, пороговымэлементом и индикатором на выходе,Эти устройства компенсированы по темпера.туре среды, но степень термокомпенсации исоотношение "сигнал-помеха" зависят от элек.20тротепловых режимов термоэлементов и физических свойств сред,Наиболее близким техническим решениемк предложенному является устройство, содержащее погруженные в контролируемую средурабочий с нагревателем и компенсационныйтермоэлементы в виде терморезисторов, расположенных на заданном уровне и включенныхв дифференциальную (мостовую) измерительную схему. К измерительной диагонали мостаподключен усилитель, пороговый элемент синдикатором илй исполнительным механизмомсистемы регулирования (2.Недостатком известного устройства является незначительная надежность измерения,Цель изобретения - повышение надежностиизмерения.Поставленная цель достигается тем, что дат.чик уровня дополнительно снабжен стабили.затором напряжения, включенным между вхо.дом усилителя и выходом порогового элемента,и ключевым элементом, введенным в цепьнагревателя, управляющий вход которого сое.Фдинен с выходом порогового элемента.На чертеже изображена электрическая схемадатчика,Датчик содержит рабочий 1 и компенса.ционный 2 термореэисторы, расположенные на1. 1 апрдженис в иэмсригельной 11 иагонали моста уменьпастся ло нуля, лалсс меняет знак и при -Ог 1 Ост , т.е, при охлаждении Ио т, - г происходит персклю. чение порогового элемента 7, на выхоле которого напряжение принимает максимальное отриггатсльное значение. Это напряжение переводит ключевой элемент 9 в проводящее состояние, и процессы в схеме вновь повторя ются,Время нагрева терморезисторав газо. вой фазе равно т:7,е -, где 1 о - постоянная термической инерции терморезистора 1 в газе; тз - стационарная температура терморсзистора при постоянно включенном нагревателе 3.Время охлаждения терморсзистора 1 в газовой фазе от г, - тдо 1, - т равно: 3 7(13689эаланном уровне. Рабочий (с нагрсвепелем 3)и кимпеггсационныйтсрморсзисгоры соединены с постоянными резисторами 41 лэ, обра.зуя дифференциальную (мостовую) измерительную схему, К измерительной диагонали5моста подключен вход усилигсля 6, выходкоторого по 1 юоелинен к порог овому элемен.ту 7. Между выхолом порогового элемента 7и входом усилителя 6 включен стабилизатор8 напряжения на диоиах Зенера, Послсдова. 10тельно в цепь нагревателя 3 включен ключевой элемент 9 (на снмисторс и оптроне),управляющий вход которого подключен к выходу порогового элемента 7, связанного со счет.ным входом триггера 10. 15Устройство работает следуюгцим образом,Пусть тсрморсзисторы 1 и 2 погруженыполностью в одну иэ сред, уровень разделакоторых контролируется. Дифференциальная .измерительная схема уравновешена при температуре перегрева рабочего терморезистора5 гле тг-т - максимальный псрсгрев. при котором нагрсватель 3 отключается и гермореэистор 1 начинает охлаждаться:тг - т - перегрев, ло которого охлажда- ЗОется терморсзистор 1 и при котором вновь 1 еодключастся нагрс.ватель 3 к источнику питания.еразогрсвасмый терморсэисторимееттсмпературу контролируемой среды т.3511 ри подключении нагревателя 3 к источникулитания и при температуре перегрева менеетг ев измерительной диагонали моста напряжения имеет отрицательную полярность(Ом). ГРи этом на вьехоле поРоговогоэлемента 7 напряжение имеет максимаэеьноеотрицательное значение, которое и переводитключевой элемент 9 в проводящее состояние,а на выходе стабилизагора 8 напряжениепринимает также огрицатсльное эначенис, Абсо. 45лютная величина напряжения (+ Ост) на выходе стабилизатора Х пронорциональна среднейтемпературе:2 ) (л)250С повьппением температуры терморезистора 1 напряжение (.эм уменьшается ло нуля,далее меняет знак и при Оь,гЗ ОС 1 происходит переключение порогового элемента557 и на его вь 1 холс устанавливается максималь.ное положительное напряжение. Клгочсвой элемент 9 персхолит в нспроводящсе состоя. ние и начинается охлаждение терморезистора т:", е - 2 г ОгДлительность выходного импульса триггера 10, равная Т,г. + Тег является информативным параметром выходного сигнала датчика уровня. С погружением термоэлементови 2 в жидкость, т,е. с изменением условий теплообмена, и, следовательно, с изменением постоянной термической инерции терморези. стора 1 в жидкости ( ь ) изменяется длительность выходного импульса триггера Т,ж + Т 2 ж. По этому изменению судят о достижении уровнем жидкости заданного значения.Так как длительность (1, + Т) функционально связана с постоянной термической инерции тсрморезистора ( ь ), которая является существенно более иомехоустойчивым парамет ром терморезистора 1, чем его температура, то предложенный датчик отличается более высокой надежностью.формула изобретенияДатчик уровня, содержащий погруженные в контролируемую среду рабочий с нагревателем. и компенсационный термоэлементы, включенные в дифференциальную измерительную схему с измерительной диагональю, к ко.торой подключены поСледовательно соединенные усилитель и пороговый элемент, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности измерения, он пополнигельно снаб763689 В 11 ИИ 11 И Заказ 6267/34 Тираж 803 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жен стабилизатором напряжения, включенныммежду входом усилителя и выходом порого.вого элемента, и ключевым элементом, введенным в цепь нагревателя, управляюшийвход которого соединен с выходом пороговогоэлемента,ЬИсточники информации,принятыс во внимание при экспертизе