Регулятор уровня жидкости

союз советснихсоцИАлистичеснихРЕСПУБЛИК 5 Р 9/ РЕТЕНИ САНИЕ ЬСТВУ 490,541/24-29.85 3рско-техноло- производФизики АН УССР Синицкий тво СССР 2, 1984. госудАРстеенный комитет сссРпо делАм изо 6 Ретений и отнРытии АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение является дополнительным к а.с, В 1231490 и можетбыть использовано в устройствах дляподдержания уровня криогенных жидкостей в диапазоне между верхним и нижним датчиками уровня, выполненнымина основе терморезисторов. Цельюизобретения является уменьшение мощности, рассеиваемой в датчике нижнего уровня при нахождении его в криогенной жидкости. Цель достигается путем уменьшения частоты опроса этогодатчика за счет введения управляемогоделителя частоты импульсов опроса.2 ил.130224910 15 20 25 30 35 45 50 55 1Изобретение относится к техникеавтоматического регулирования, можетбыть использовано в устройствах дляподдержания уровня криогенных жидкостей в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной Физикенизких температур, криоэлектронике,низкотемпературной калориметрии и дилатометрии и является усовершенствованием известного устройства по авт. св91231490.Целью изобретения является уменьшение мощности, рассеиваемой датчикомнижнего уровня.На Фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений.Регулятор уровня жидкости содержит генератор 1 импульсов, элементИ 2, первый конденсатор 3 и датчик 4верхнего уровня, образующие первуюдифференцирующую цепь 5, второй конденсатор 6 и датчик 7 нижнего уровня,образующие вторую дифференцирующуюцепь 8, инвертор 9, триггер 10, исполнительный блок 11, формирователи12 и 13 и управляемый делитель 14частоты.Устройство работает следующим образом.При подаче питания на регулятор вмомент времени , генератор 1 начинает генерировать прямоугольные импульсы длительностью йи частотой К,1/Т (Фиг.2 Ц ), поступающие на второй вход логического элемента И 2,второй вход первого формирователя 12и первый вход управляемого делителя14 частоты. Проходящий через дифференцирующие цепи импульс изменяет своюформу в зависимости от постоянныхвременио(- КС и.первой и второй дифференцирующих цепей соответственно,где К - сопротивление датчика 4 верхьнего уровня;С - емкость первого конденсатора 3;- сопротивление датчика 7 нижинего уровня;С - емкость второго конденсатора 6.Для скачка входного напряжения Пна выходе дифференцирующей цепи напряжение равно цЙ е с( мс 3 ъс(й +в)гТаким образом, максимальное значе. ние выходного напряжения зависит от соотношения между сопротивлением К, входящим в КС-цепочку, и сопротивлением источника К и от входного сигнала.Постоянные времени дифференцирующих цепей выбраны таким образом, что где с и- постоянные времени дифФеренцирующих цепей при нахождении. датчиков уровня в криогенной жидкости;и " - постоянные времени дифференцирующих цепей при нахождении датчиков уровня вне криогенной жидкости.В случае нахождения датчиков вне криогенной жидкости т.е. при выходе их из жидкости или отсутствии крис", генной жидкости в резервуаре, сопротивления датчиков 4 и 7 минимальны (для резисторов типа СТ 8-1 А составляют не более 0,5 Ом), что приводит к значительному уменьшению постоянных времени дифференцирующих цепей 5 и 8 (более чем в 2 ф 10раз в случае применения резисторов типа СТ 8-1 А).Управляемый делитеЛь частоты устроен таким образом, что при установке на его втором входе уровня логическо" го нуля его коэффициент деления равен И = 1 и импульсы с генератора проходят без изменения частоты следования,а при установке на его втором входеуровня логической единицы - Б1.,10 Вследствйе значительного уменьшенияпостоянных времени дифференцирующихцепей 5 и 8 амплитуда импульсов, пбс. тупающих в моментна вход дифференцирующих цепей 8 и 5 (в случае установки на выходе триггера 10 в момент включения питания высокого уровня напряжения), на их выходе уменьшается практически до нуля (фиг.2 0, 0)На выходах формирователей 12 и 13 импульсов фиксируются уровни логического нуля. В результате этого на первом входе триггера 10 устанавливается уровень логической единицы (фиг.2 П , й), на втором входе триггера 10 - уровень логического нуля (Фиг.2 0, ), На прямом выходе триггера 10 устанавливается уровень логической единицы,размыкающий цепь электромагнитного3 1302 клапана и включающий нагреватель исполнительного блока 11. Криогенная жидкость начинает поступать в резервуар (фиг.2 Б , , ) . Уровень логического нуля с ийверсного выхода триг 5 гера 10 устанавливает коэффициент деления управляемого делителя 14 частоты В = 1 и импульсы с выхода генератора 1 с частотой следования Г поступают на вход дифференцирующей цепи 8.При затоплении в моменткрио-. генной жидкостью датчика 7 нижнего уровня его сопротивление скачком увеличивается, постоянная времени 15С дифференцирующей цепи 8 становится равнойи на вход формирователя 13 начинают поступать импульсы (фиг.2 Б,1, С ), длительность которых определяется величиной. В результате 20 формирователь 13 формирует на своем выходе уровень логической единицы и, поскольку на выходе формирователя 12 сохраняется уровень логического нуля, состояние триггера 10 не меня ется, а исполнительное устройство 11 продолжает подавать жидкость в резервуар (фиг.2 ПБ )Б, )При затоплении в момент временикриогенной жидкостью датчика 4 30 зверхнего уровня его сопротивление также скачком увеличивается и на вход формирователя 12 поступает импульс (фиг.2 Б ,), длительность которогобф 3 фопределяет поянй ремениь в результате чего на выходе формирователя 12 устанавливается уровень логической единицы (фиг.2 Ц, 1 ), устанавливающий на прямом выходе триггера 10 уровень логического нуля.40 При этом исполнительное устройство 11 отключает электронагреватель, открывает электромагнитный клапан и ,подача криогенной жидкости в резервуар прекращается (фиг.2 П, С ). С 45 прямого выхода триггера 10 уровень логического нуля поступает на первый вход элемента И 2, при этом поступлении импульсов с генератора 1. на вход дифференцирующей цепи 5 прекращается 50 и при поступлении очередного импульса на второй вход формирователя 12 в момент времени С 4 формирователь устанавливает на выходе уровень логическогонуля (фиг.2 Ц,С - 1,), а триггер 55 10 при этом сохраняет свое состояние,Фкоторое не изменяется при испарении хладагента и выхода иэ него датчика 249 44 в момент времени С 5(фиг.2 Уь,У, с,).,Установившийся на инверсном выходе триггера 10 в момент времени з уровень логической единицы устанавливает коэффициент деления управляемого делителя частоты 14 М1, в результате чего на вторую дифференцирующую цепь 8 в период времени С - Т посту 3 4 пают импульсы с частотой- Г /Б,где Г, - частота импульсов генера"тора 1;В - коэффициент деления управляемого делителя 14 частоты.Значения коэффициента деления М выбирают в зависимости от скорости испарения хладагента из резервуара и точности установки нижнего уровня криогенной жидкости в резервуаре (фиг.2 0,1,- й , И = 3).При достижений в момент времениуровня криогенной жидкости датчика 7 нижнего уровня сопротивление последнего уменьшается и начинают повторяться процессы, аналогичные для периода времени 1 - Т , в результате чего исполнительное устройство начнет подачу хладагента в резервуар.Введение в регулятор уровня жидкости управляемого делителя 14 частоты позволяет увеличить скважность импульсов, поступающих на датчик нижнего уровня, благодаря делению частоты импульсов генератора 1 в И раз.Таким образом, предлагаемый регулятор уровня жидкости позволяетуменьшить мощность, рассеиваемую датчиком нижнего уровня, при нахождении его в хладагенте, что уменьшает скорость испарения дорогостоящего хладагента и увеличивает время работы криогенного устройства.Формула изобретенияРегулятор уровня жидкости по авт св. Нф 1231490, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения мощности, рассеиваемой датчиком нижнего уровня, выход генератора импульсов подключен к входу второй дифференцирующей цепи и второму входу второго формирователя импульсов через управляемый делитель частоты, управляющий вход которого связан с инверсным выходом триггера.1302249 г,2 Составитель В.ЗавадсТехред Л.Сердюкова Корректо М, Самборская П ное4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгор л.Проектная, 4 Редактор Л. ГратиллоЗаказ 1215/46 Тираж 8 НИИПИ Государ по делам из 13035, Москвавенного комитета СССретений и открытийЖ, Раушскаянаб.,