Сигнализатор уровня электропроводных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСХРЕСПУБЛИХ 9 С 01 Р 23/24 ЮФеач. ЯП 37 ОЩ Ча Ф 1 % ОБР ВУ иГапибин,нко и А.Г.Дадом, змел и- по- вве- ченчАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологическийй институт взрывозащищенного ирудничного,электрооборудования ,(56) 1. Авторское свидетеиьство СССР% 491036, кп. С 01. Р 2324, 1973.2. Патент США Хв 4224606кп. Я 01 Р 23/00, 1980 (прототип),, (54)(57) СИГНАПИЗАТОР УРОВЙЯ ЭПЕ: КТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, со,801015255 держащий два измеритепьных и охраннь электроды, источник переменного напря жения и усипитепь с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шу рована диодом, причем один попюс иоточника соединен с охранным электро а второй через резистор - с одним и рительным электродом, подкпюченным рез детектор к входу усипитепя, о т ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью вышения помехоустойчивости, в него дены дополнительный детектор, вкпю ный встречно-паралпельно первому, и диода, соединенные между собой вот но-после доватепьно, один из которых включен между охранным и другим изм ,ритепьным эпектродами, а другойраплепьно входу усипитепя.30 1015Изобретение относится к приборам контроля электропроводных сыпучих и жидких материалов, например руды, породы, угля, силоса, воды и т,д., и пред-. назначено в основном для работы на предприятиях горнодобывающей, химической, нефтяной промышленности и в сельском хозяйстве.Известны устройства для измерения уровня сыпучих и жидких взрывоопасных 10 сред, основанные на принципе измерения активного сопротивления между электродами датчика и контролируемой средой, содержащее датчик с измерительным и заземляющим электродами и охранным кольцом, измерительный блок, связанный с упомянутым датчиком линией связи, исполнительный орган и источник питания. В измерительный блок входит магнитный усилитель, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, выходная обмотка - с входом детектора, подключенного к усилителю постоянного тока, к входу которого присоединен исполнительный орган. Обмотка управления 25 указанного магнитного усилителя соединена одним концом с измерительнымэлектродом датчика, а другим - с охранным кольцом с искробезопасным выходом источника питания 1.Недостатками устройства являютсясложность,;четехнологичность изготовления и низкая чувствительность, обусловленные наличием магнитного усилителя,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сигнализатор уровня электропроводных материалов, содержащий два измерительных иохранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с электро магнитным реле на выходе, обмотка кото 40 рого шунтирована диодом. Один полюс источника соедйнен с охранным электродом, а другой через резистор - с одним изме, рительным электродом, подключеннымчерез детектор к входу усилителя 21.Недостатком известного устройства является его низкая помехоустойчивость при большой длине линии связи между электродами и азмерительным блоком. Возникновение помехи между измерительным и охранным электродами может привести к ложным срабатываниям.Бель изобретения - повышенйе помехо устойчивости.Указанная цель достигается тем, что55 в сигнализатор, содержащий два,измерительных и охранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шунтирована диодом, причем один полюс источника соединен с охранным электродом, другой через резистор - с одним измерительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя, введены дополнитель ный детектор, включенный встречно-параллельно первому, а также два диода, соединенные между собой встречно-последовательно, один из которых включен между охранным и вторым измерительным электродом; другой - параллельно входу усилителя.На фиг, 1 представлена схема сигнализатора; на фиг, 2 - форма токов на входе усилителя.Сигнализатор содержит измерительные электроды 1 и 2 (электродом 2 служит корпус объекта контроля) и охранный электрод 3, выполненный в виде кольца, измерительный блок, соединенный с электродами линией 4-5 связи, исполнительный орган 6 и источник 7 питания. Измерительный блок выполнен на транзистор ном усилителе 8, вход которого, зашунтированный диодом 9, через два встречно включенных. между собой детектора, со- держащих резистор 10, диод 11 и резио; тор 12, диод 13, присоединен к линии 4-5 связи. Выход транзисторного усилителя 8 через конденсатор 14 подключен к исполнительному органу.6, зашунтированному диодом 15, включенным согласно с выпрямителем, состоящим из диода 16 и конденсатора 17, подключенного к обмотке переменного напряжения источника 7 питания, которая через балластный резистор 18 присоединена к линии 4-5 связи и через диод 19 подключена к земле. При этом к общей точке соединения резистора 12 и диода 13 с эмиттером транзисторного усилителя 8 подключен конденсатор 20, В коллекторную цепь усилителя 8 включен нагрузочный резистор 21.На входе усилителя формируется разность токов: тока, пропорционального . мгновенным значениям одной полуволны переменного напряжения Э который. протекает через диод 9, резистор 10 и диод 11, и тока, пропорционального амплитудному значению другой полуволны переменного напряжения источника 7 питания, который является эталонным током и протекает через диод 1 3, резистор 12 и эмиттер-базовый переход транзиоторного усилителя 8. Указанная разность токов с помощью усилителя 8 формирует3 101сигнал в виде прямоугольных импупьсов,наличие которых контролируется в испол:нительном органе 6.Если амплитудное значение тока 3пропорционального измеряемому сигналу,превышает амплитудное значение тока3 г (Фиг, 2), то транзистор периодически открывается и закрывается разносгнымсигналом1 О - длитепьность открытогосостояния транзистора Ь З ф длительностьзакрытого состояния.),Транзистор 3, работая как коммутатор, подключает через диод 15 конденсатор 14 то к заряженному через диод16 конденсатору 17, то к исполнительно.му органу 6 через нагруэочный резистор21. При этом конденсатор 14 при откры-том состоянии транзистора 8 заряжаетсячерез диод 15 до напряжения на конденсаторе 17, а при закрытом состоянииразряжается через исполнительный орган(репе) 6 и резистор 21, При этом через обмотку реле протекает разрядныйток конденсатора 14. Величина этого тока достаточна для срабатывания реле 6и удержания его якоря в притянутом соотоянии. По мере заполнения емкостицепь тока замыкается через диод 19,"землю", электрод 2, сопротивление контролируемого материала, измерительныйэлектрод 1, балластный резистор 18 иисточники 7 питания. В проводящий диодом 19 полупериод напряжения на измерительной цепи, которое определяется соотношением между сопротивпением балластного резистора 18 и сопротивлениемпараллельной цепи, состоящей из сопротивления контролируемого материала ирезистора 10, уменьшается. Вследствиеэтого уменьшается ток, протекающийчерез диод 9, резистор 10 и диод 11.При этом ток, протекающий в полупериоднапряжения источника 7, тогда диод 19закрыт, остается неизменным,в результате чего амплитудное значение измеряемого тока 3 становится меньшеэталонного тока 3 , и транзистор 8 пеэтреходит в открытое состояние. Ток висполнительном органе 6 падает до нупя,якорь реле 6 отпадает, сигнализируя одостижении контролируемого уровня порогового значения. Поспе снижения уровня контролируемого, материала цепь через диод 19 размыкается и устройствоприходит в исходное состояние. Разность5 между Эп и Э .определяется соотношением сопротивлений резисторов 10 и12 и не зависит от величины напряжения на линии 4-5 связи. Вследствие это. го утечки тока из-эа наличия токопрово 10 дящей пыли между охранным кольцом 3и измерительным электродом 1 не могутпривести к ложным срабатываниям устройства, так как в этом спучае снижениенапряжения на линии 4-5 связивызван 5 ного появпением сопротивления междуэлектродом 1 и охранным кольцом, происходит в оба полупериода напряженияисточника 7,. По этой же причине возникновение на пинии 4-5 связи сигнала по 20 мехи, вызванного наводками от силовыхкабепей, также не оказывает влияния наточность работы устройства, так как напряжение, обусловлен.ное ЭДС, наводимыми в линии связи, прикладывается к25 двум измерительным цепям, точностьработы которых не зависит от вепйчиныприложенного напряжения, а определяется толысо соотношением сопротивленийрезисторов 10 и 12. Утечки тока междузО охранным кольцом 3 и заземляющимэлектродом 2 также не могут вызватьлохсные срабатывания устройства, таккак они в контролируемый попупериод напряжения, когда диод 19 открыт, шунтируются последним.1 Сроме того, предлагаемая схема позволяет проводить самоконтроль исправности элементов, т.е. осуществлять защитный отказ. Действительно при выходе4 О из строя любого элемента устройствапробой или обрыв транзисторного усилителя 8,. диодов 9,11,13,15 и 16,конденсаторов 14,17 и 20 источника 7)ток через испопнитепьный орган 6 пада 4 ет до нуля, В то время как для нормального функционирования сигнализаторапри отсутствии среды обязательно наличие через исполнительный орган 6 импульсов разряда конденсатора 6, которые50могут быть только при исправных эпе.ментах схемы,Составитель В. АксеновРедактор А. Фролова Техред Л.Пекарь Корректор А. ДзяткоЗаказ 3196/39 Тираж 643 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета И:СРпо делам иэобретений и открнтий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4