Двухпозиционный тепловой регулятор уровня жидкости

(9) 01) 05 Р 9/12 ОПИСА ЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИ(71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производствомИнститута металлофизики АН УССР(56) Вагйоа 1, апй корКе А. ЬщоЫпьгго 8 еп 1 ече 1 сопйго 1 чье 1 оюЫ 8 Ь герь 1 ахоп.-сгуо 8 епьсз, ч,12,9 2, р. 58,59,Баграпеа 1 Я. АпгопиСас 1 щпЫ1 ече 1 сопго 11 ег озез 1 С г,хшег.Е 1 есггопьс Еп 8 хпеег 1 пц, 1977, ч.49,У 598, р.20.Иатент Великобритании В 2128340,кл. О 01 Р 2324,опублик. 26,04.84. турной т.д. устройньй теп ти сообразо" адуироключеннце подключен ные к усилит компаратор 4 исполнительный жит элемент ф-лы, 2 ил. НЬЙ ТЕПЛОВОЙ РЕОСТИ(54) ДВУХП ЛЯТОР УРОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГНКТ СССР(57) Изобретение относится к техникеавтоматического регулирования и может быть использовано в устройствахдля поддержания уровня жидкости, например криогенных, в диапазоне междузаданными значениями в экспериментальной физике низких температур,криоэлектронике, низкотемперакалориметрии, дилатометрии иЦель изобретения - упрощениества. Для этого двухпозиционловой регулятор уровня жидкосдержит термоэлектрические преватели 1,2, ииензцие разные грвочные характеристики, ввстречно-последовательно и елю 3, а также содержит 3 блок 5 управления и блок 6. Блок 5 содерИЛИ 7 и триггер 8. 1 з.п. %Изобретение относится к техникеавтоматического регулирования и можетбыть использовано в устройствах дляподдержания уровня жидкостей напри 95мер криогенных, в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной физике низких температур, криоэлектронике, низкотемпературной калориметрии, дилатометрии и т.д. 10Цель изобретения - упрощение устройства.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - диаг-раммы сигналов, поясняющие работуустройства.Двухпозиционный тепловой регулятор уровня жидкости содержит соединенные встречно-последоВательнопервый термоэлектрический преобразователь 1, являющийся датчиком нижнего уровня, и второй термоэлектрический преобразователь 2, являющийсядатчиком верхнего уровня, подключенные к входу усилителя 3, выход которого через компаратор 4 подсоединенкблоку 5 управления, подключенногосвоим выходом к входу исполнительного блока 6 и содержащего элементИЛИ 7, первый вход и выход которого 30соответственно являются входом и выходом блока 5 управления, и триггер8, один вход которого соединен с шиной "Пуск", другой вход и выход триггера 8 подключены соответственно кпервому и второму входам элементаИЛИ 7. Термоэлектрические преобразователи 1 н 2 размещены в резервуаре9 с жидкостью,В качестве термоэлектрических 40преобразователей 1 и 2, выполняющихфункцию датчиков уровня, напримержидкого азота, можно применить любые. две термопары, выполненные из разныхматериалов и поэтому имеющие разные 45градуировочные характеристики. Например, в качестве датчика 1 нижнегоуровня можно использовать хромелькопелевую термопару, а в качестведатчика 2 верхнего уровня - хромель 50алюминиевую термопару, имеющую болеенизкую крутизну градуировочной характеристики, чем хромель-копелеваятермопара. Причем для повышения надежности конструкции датчиков и устройства в целом путем устранениясоединения однополярных электродовтермоэлектрических преобразователейпри их дифференциальном включении датчики можно выполнить из трех последовательно соединенных отрезков проводов, например, копель-хромельалюмель, выбрав длину хромелевого провода равной расстоянию между нижним и верхним уровнями регулирования.Регулятор работает следующим образом.При отсутствии хладагента в резервуаре 9 температура спаев термоэлектрических преобразователей 1 и 2 и их свободных концов, подключенных к входу усилителя 3, одинакова и сигнал на выходе усилителя 3 практически равен нулю. При необходимости подачи хладагента в резервуар 9 в момент времени(фиг.2) на шину "Пуск" блока 5 управления подают запускающий импульс, сформированный, например, при включении источника питания регулятора (формирователь не показан), в результате чего на выходах триггера 8 и блока 5 устанавливается уровень логической "1", включающий исполнительный блок 6, замыкающий цепи электромагнитного клапана и электронагревателя (фиг. 2; Е , Е ). При этом выход из сосуда Дьюара в атмосферу перекрывается, давление в нем повышается и хладагент начинает подаваться в резервуар 9. По мере повышения уровня жидкости значение сигнала на выходе термоэлектрических преобразователей 1 и 2 растет, так как увеличивается сигнал термопары 1 и достигает максимального значения при ее затоплении в момент времени(практически составляет порядка 10,2 мВ для датчиков из хромель-копелевой и хромель-алюминиевой термопар) . При этом значение напряжения Е, на выходе усилителя 3 достигает значения Е , т.е. значения верхнего порога переключения компаратора 4, соответствующего нижнему уровню жидкости. На выходе компаратора 4 устанавливается уровень логической "1" , сбрасывающий триггер 8 в нулевое состояние, но сохраняющий при этом высокий уровень выходного напряжения блока 5, в результате чего подача криогенной жидкости в резервуар продолжается (фиг, 2, ). Дальнейшее повышение уровня хладагента приводит к снижению температуры у верх" него датчика и росту выходного сигнала термопары 2 при постоянном уровне сигнала термопары 1, что приводит кз144660 уменьшению значения напряжения на входе усилителя 3 (фиг. 2, Е; - С ). Благодаря различным градуировочным характеристикам термоэлектрических преобразователей 1 и 2 и при 5 менению в данном случае в качестве датчика 2 верхнего уровня хромельалюмелевой термопары, имеющей более низкую крутизну градуировочной харак теристики, чем хромель-копелевая термопара 1, при затоплении в момент времени датчика 2,верхнего уровня, значение сигнала Е, на входе усилителя 3 падает до некоторого отличного от нуля уровня, определяемого разностью значений термо-ЭДС термоэлектрических преобразователей 1 и 2 при погружении их в хладагент (практически составляет порядка 4, 1 мВ) и щ выходной сигнал усилителя 3 достигает значения Е, т.е. значения нижнего порога переключения компаратора 4, соответствующего верхнему уровню жидкости. В результате этого на выхо де компаратора 4 устанавливается низкий уровень напряжения - логический ИЛ 11При этом блок 5 управления отключает электронагреватель, открывает 3 б электромагнитный клапан исполнительного блока б и подача криогенной жидкости в резервуар 9 прекращается (Фиг, 2,).При снижении уровня жидкости вследствие ее испарения компаратор 4 не меняет своего состояния до момента 64времени с, когда уровень хладагента опускается ниже рабочего спая термоэлектрического преобразователя 1, и усиленный усилителем 3 дифференциальный сигнал с датчиков достигает значения верхнего порога Епереключения компаратора 4, в результате чего на его выходе устанавливается уровень логической "1" и начинают повторяться описанные процессы (фиг. 2, й). Формула изобретения1. Двухпозиционный тепловой регулятор уровня жидкости, содержащий два термоэлектрических преобразователя и последовательно соединенные усилитель, компаратор, блок управления и исполнительный блок, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения теплового регулятора, в нем термоэлектрические преобразователи выполнены с различили градуировочными характеристиками, соединены встречно-последовательно одними выводами, а другими выводами цодключены к усилителю,2. Регулятор о н.1о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит элемент КПИ и триггер, причем выход элемента ИЛИ является выходом блока, выход триггера подключен к первому входу элемента ИЛИ, первый вход триггера подключен к анне "Пуск", а второй вход элемента ИЛИ и второй вход триггера объединены и являются входом блока.ВНИИПИ Государственного ко 113035, МоГКНТ СССР митета по изобретениям и открытиямсква, Ж, Рауюская наб., д. 4/5 Проектная жгород,еское предприяти оизводственно-по