Устройство для контроля уровня

/2 5 Ц СО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.6(088.8) ика и охраьный блок теля, вход коктора, включен-.ьно, подсоедия ограничио резисторов,сполнительным бин ерез выпрямиисточникас другим контора, входрующий диод,другому полюсоединени связи с охр аным к ьцом и чер электродом инии связи диод - с заземпри этом другойоединенный систором, подклюэлектроду,иодов и резистдетектора,енсаторы с анода. яющи он огра тельным рез чен к измерительному оа точ соединения д разующих два ны через конд тирующего ди ров, о соедин ом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Ф 491036, кл. С 01 Р 23/24, 1973.2, Авторское свидетельство СССРР 489958, кл. С 01 Р 23/24, 1974 (прототип). (54)(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ, состоящее из датчика, содержащего измерительный и заземляющий электроды и охранное кольцо, измерительного блока, связанного с датчиком линией связи, исполнительного органа и источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем исключения ложных срабатываний от помех, наводимых в линии связи, и утечек тока тФ Ц между электродами даным кольцом, измеритвыполнен в виде усилторого через два детных встречно-параллелнен к точке соединентельного и балластноа выход усилителя с иорганом подсоединентель к одному полюсупитания, соединенногцом балластного резиусилителя через шунтиподключенный анодомсу источника питаниячерез один конец линиИзобретение относится к приборамконтроля электропроводиых сыпучих ижидких материалов, например, руды, породы, угля, силоса, водыи т.д. и предназначен, в основном, для работы на 5предприятиях горнодобывающей, химической, нефтяной промышленностяхи в сельском хозяйстве.Известно устройство для измеренияуровня сыпучих и жидких взрывоопас Оных сред, основанное на принципеизмерения активного сопротивлениямежду электродом датчика и контролируемой взрывоопасной средой,содержащее датчик с измерительным 15и заземляющим электродами и охранным. кольцом, измерительный блок,связанный с упомянутым датчиком линией связи, исполнительный органи источник питания. В устройстве в 20измерительный блок входит магнитныйусилитель, обмотка возбуждениякоторого соединена с источником питания, выходная обмотка в ,с входомдетектора, подключенного к усилителю постоянного тока, к выходу которого присоединен исполнительныйорган, Обмотка управления магнитногоусилителя соединена одним концом сизмерительным электродом датчика, ЗОа другим - с охранньм кольцом иискробезопасным выходом источникапитания Я .Недостатками такого устройства являются сложность, нетехнологичность изготовления из-за наличия магнитного усилителя и низкая чувствительность. Последнее обусловлено тем, что сопротивление горной массы, уровень которой контролируется в 4 О бункере, может достигать нескольких мегаом. Вследствие этого величина тока в искробезопасной цепи обмотки управления магнитного усилителя составляет доли миллиампера, а при 45 наличии утечки между измерительным электродом и охранным кольцом иэ-за наличия токопроводящей пыли, шунтирующей обмотку управления, снижается еще в десятки раз. Вследствие 50 этого изменения тока управления, определяющие порог срабатывания измерительного органа и его чувствительность, недостаточны для надежной работы устройства. 55Наиболее близким к предлагаемому является сигналиэатор, состоящий из датчика, содержащего измерительный и заземляющий электроды и охранное кольцо, измерительного блока, связанного с упомянутым датчиком линией связи, исполнительного органа и источника питания 2 .Условием работы устройства является наличие в цепи положительной обратной связи меньшего сопротивления, чем в цепи отрицательной обратной связи, При контакте электрода с контролируемым материалом сопротивление в цепи обратной связи становится значительно меньше, чем в цепи положительной обратной связи компаратора, что приводит к срыву релаксационных колебаний, а, следовательно, к срабатыванию сигналиэатора. Чувствительность сигнализатора опре-. деляется чувствительностью компаратора и зависит от переходного сопротивления среды между электродами и величины приложенного напряжения, В условиях утечек по поверхности датчика, вызванных слоем пыли и ее увлажнением, сопротивление между охранным кольцом и измерительным электродом может снижаться до нескольких десятков килоом. В связи с этим величины сопротивлений в цепи положительной и отрицательной обратной связи компаратора выравниваются, что приводит к ложным срабатываниям устройства для контроля уровня. Кроме того к ложным срабатываниям сигнализатора приводит и напряжение, выравнивающее потенциалы на обмотках положительной и отрицательной обратной связи компаратора, которое на - водится в линии связи, подключенной к измерительному. электроду и охранному кольцу. Это напряжение, обусловленное ЭДС, находимых в линии связи от силовых кабелей, которые, как правило, располагаются рядом, а иногда и в одном кабеле, значительно превышает измерительное напряжение компаратора. Вследствие этого эксплуатационная надежность указанного сигнализатора из-за ложных срабатываний не достаточно высока.. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем исключения ложных срабатываний от ЭДС, наводимых в линии связи, и утечек тока между электродами датчика и охранным кольцом.. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроляуровня, состоящем из датчика, содержащего измерительный и заземляющий электроды и охранное кольцо, измерительного блока, связанного с дат. чиком линией связи, исполнительного органа и источника питания, измерительный блок выполнен в виде усилителя, вход которого через два детектора, включенных встречно-параллельно, подсоединен к точке соединения ограничительного и балластного резисторов, а выход усилителя с исполнительным органом подсоединен через выпрямитель к одному полюсу источника питания, соединенного с другим 15 концом балластного резистора, вход усилителя через шунтирующий диод, подключенный анодом к другому полюсу источника питания, соединен через один конец линии связи с охранным кольцом и через диод - с заземляющим электродом, при этом другой конец линии связи, соединенный с ограничительным резистором, подключен к измерительному электроду, а точки соеди кения диодов и резисторов, образующих два детектора, соединены через конденсаторы с анодом шунтирующего диода.На чертеже приведена принципиаль- ЗО ная электрическая схема устройства.Устройство состоит из датчика содержащего измерительный 1 и зазем-ляющий 2 электроды и охранное кольцо 3, измерительного блока, который связан с упомянутым датчиком линией 4 и 5 связи, исполнительного органа 6. и источника 7 питания.Измерительный блок выполнен на усилителе 8, выход которого с испол нительным органом 6 через выпрямитель, составленный из диода 9 и конденсатора 10, подключен до балластного резистора 11, А вход усилителя 8, зашунтированный диодом 12, через блок, сравнения токов подключен после балластного резистора 11, к которому через ограничительный резистор 13 присоединена линия 4-5 связи, связанная с измерительным электродом 1 и охранным кольцом 5, которое через диод 14 подключено к "земле".Блок сравнения токов состоит издвух цепей измерения. Одна составлена из резистора 15, диода 16 и кон денсатора 17, а другая - из резисто- .ра 18, диода 19 и конденсатора 20.При этом диоды 16 и 19 включены меж-. ду собой встречно. Конденсаторы 17 и 20 соответственно через резисторы 15 и 18 подключены к входу усилителя 8. Параллельно измерительным цепям подключены стабилитроны 21 и 22, которые соединены между собой встречно.Устройство для контроля уровня работает следующим образом.В исходном состоянии, когда нет контакта измерительного электрода 1 с материалом, уровень которого контролируется в емкости, через вход уси. лителя протекает разность токов, пропорциональных амплитудным значениям полуволн напряжения источника7 питания, Эта разность токов, кото 1- ая определяется соотношением сопротивлений резисторов 15 и 18, запирает вход усилителя 8. Поэтому усилитель 8 закрыт, исполнительный орган 6 обесточен. По мере заполнения емкости замыкается цепь тока через диод 14, "землю", электрод 2, контролируемый материал измерительный электрод 1, ограничительный резистор 13, балластный резистор 1 1 и источник 7 питания, Вследствие этого в проводящий диодом 14 полупериод на.-., пряжения на измерительной цепи, кото. рое определяется соотношением между сонротивлением балластного резистора 11 и сопротивлением параллельной цепи,состоящей из сопротивления контролируемого материала и резистора 15, уменьшается (сопротивлением ограничительного резистора 13, которое в десятки раз меньше, можно пренебречь). Вследствие этого уменьшается ток, протекающий через диод 12, резистор 15 и диод 16. При этом. ток, протекающий в полупериод на:пряжения источника 7, когда диод 14 закрыт, остается неизменным. В результате разность токов через вход усилителя 8 дбстигает порогойого значения, усилитель открывается, исполнительный орган срабатывает. После снижения уровня контролируемого материала цепь через диод 14 размыкается и устройство приходит в исходное состояние. Утечки тока из-за наличия токопроводящей пыпи между охранным кольцом 3 и измерительным электродом 1 не могут привести к ложным срабатываниям устройства. Это обусловлено тем, что снижение напряжения на линии 4-5 связи, вызванного появлением сопроТираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 13035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2310/31 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тнвления между электродом 1 и охранним кольцом 3, происходит в оба полупериода напряжения источника 7. Следовательно, соотношение между точками через вход усилителя 8 будет оставаться неизменным так как оно определяется лишь соотношением между сопротивлениями резисторов 15 и 18 и не зависит от,напряжения на линии связи. Цо этой же причине возникновение на линии связи 4-5 сигнала помехи, вызванного наводками от силовых кабелей, не оказывает влияния на точность работы устройства, Действительно, напряжение, обусловленное ЭДС, наводимых в линии связи, прикладываются к двум измерительным цепям, точность работы которых не зависит от величины приложенного напряжения, а определяется только соотношением сопротивлений резисторов 15 и 18.Утечки тока между охранным кольцом 3 и заземляющим электродом 2 также не могут вызвать ложные срабатывания устройства, так как они в контролируемый полупериод напряже 51830ния, когда диод 14 открыт, шунтируются последним. Й случае, когда линией 4-5 связи служат контрольныежилы, расположенные в одном кабеле 5 с силовыми жилами, при повреждениикабеля возможно появление в линиисвязи рабочего напряжения. Это напря.жение способно вызвать повреждениеэлементов устройства для контроля 10 уровня. Для защиты элементов устройства от повреждений между линией4-5 связи и измерительными цепямиподключен ограничительный резистор13, к которому параллельно указанным 15 измерительным цепям присоединенывстречно включенные стабилитроны21 и 22. При этом стабилитроны 21 и.22 вместе с балластным резистором11 обеспечивают искробезопасность 20 цепей линии 4 - 5 связи. Предлагаемое .устройство позво-.ляет упростить и повысить помехоустойчивость Работы для контроля 25 уровня жидких и сыпучих сред, а;следовательно, повысить его эксплуатационную надежность.