Регулятор уровня электропроводных сред

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликц 940138(5 )М. Кл. О 05 0 9/12 1 Ъеударстаенный квинтет СССР по делам изобретений н открытий(54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ СРЕД Изобретение относится к автоматике и предназначено для контроля ирегулирования уровня воды в водонагревателе, например, посудомоечноймашины,Известен регулятор уровня электропроводных сред, содержащий трехэлектродный датчик уровней, задатчики мостовую схему сравнения. Однаточка диагонали места является средней точкой резисторных плеч моста,а другая сбединена со средним электродом датчика 11. Недостатком указанного устройства является то, что чувствительность его падает по мере образования накипи на электродах, и устройство не может отличить сопротивление слоя накипи .на электродах при покрытии их водой от сопротивления паров кипящей воды при отсутствии воды между электродами, так как эти сопротивления одного порядка. 2Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсярегулятор уровня электропроводныхсред, содержащий датчики уровней сэлектродами, один из которых соединен с источником питания, а два других через резисторы, образующие делитель напряжения, подключены к входам усилителя, связанного с исполнительным элементом. Регулятор содер.жит также пороговое устройство натиратронах, релаксационный генератор и КС-контуры 2.Недостатком известного устройстваявляется то, что его чувствительность(и коэффициент передачи) падает помере образования накипи на электродах, величина сопротивления которойпостепенно нарастает со временем от го 0 до 100 кОм и выше. Кроме того,при понижении уровня воды в условиях,парообразования сопротивление паровкипящей воды между электродами можетменяться от 1 О кОм (при интенсивном3 9401 парообразовании) до 100 кОм и выше (при менее интенсивном парообразовании). При этом известное устройство не может отличить сопротивление слоя накипи при покрытии электродов во дой от сопротивления паров кипящей воды при наличии или отсутствии накипи на электродах. Указанный недостаток приводит к ненадежной работе регулятора, что может привести к о аварии.Цель изобретения - повышение надежности работы регулятора в условиях парообразования и отложения накипи на электродах, 15Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик уровня с тремя электродами, первый из которых подключен через резистор к источнику питания, второй - к входу усилителя , выход которого связан с одним из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом задатчика, а выход компаратора подключен к входу исполнительного элемента, третий электрод через резистор связан с выходом усилителя.На чертеже показана схема регулятора. Регулятор уровня электропровод- ЗО ных сред, например воды, содержит источник 1 питания, датчик 2 уровня, операционный усилитель 3, задатчик 4, компаратор 5 и исполнительный элемент 6. Датчик 2 уровня пред ставляет собой электроды 7-9, размещенные на соответствующих уровнях в емкости 10, заполненной водой, В нижней части емкости 10 размещен электронагреватель 11. Электрод 7 4 о через резистор 12 подключен к источнику 1 питания. Электрод 8 через резистор 13 подключен к выходу 14 операционного усилителя 3. Электрод 9 подключен непосредственно к потен циальному инвертирующему входу 15 усилителя 3, Входное сопротивление усилителя 3 значительно превышает величину сопротивления воды между электродами 8 и 9. В качестве операционного усилителя может быть использован, микроэлементный усилитель с полевым транзистором. Устройство работает следующим образом.55При полностью заполненной водой емкости 10 все три электрода датчика 2 покрыты водой, Напряжение от 38ф источника 1 питания через резистор 12 и сопротивление воды между электродами поступает на потенциальный и инвертирующий вход 15 операционного усилителя 3. Напряжение отрицательной обратной связи с выхода 14 операционного усилителя 3 через резистор 13, сопротивление воды между электродами 8 и 9, слой накипи поступает на потенциальный инвертирующий вход 15 усилителя 3Таким образом, сравнение входного сигнала от источникапитания и противоположного ему по знаку сигнала обратной связи происходит на электроде 8.Если учесть, что сопротивление резисторов 12 и 13 (величина которых больше или равна 100 кОм) много больше сопротивления воды межэлектродного пространства (порядка несколько сотен Ом), то передаточный коэффициент К операционного усилителя 3 с потенциальным входом (сопротивление входа несколько мОм) определяется как отношение сопротивлений резистора 12 К и резистоаа 13 Й 1 т, т.еа К:ф 4.:1 при Ь=1 тПо мере отложения накипи на электродах сопротивление между ними увеличивается, так как кроме сопротивления воды в него входит сопротивление слоя накипи. Но передаточный коэффициент операционного усилителя 3 не изменяется, Действительно,"рц 1 кака,Я 161 781 где ВС 189- сопротивление слоя накипи на электродах 8 и 9;ЙНск 1 Е- сопротивление слоя . накипи на электродах 7 и 8.Напряжение с выхода 14 операционного усилителя 3 при его коэффициенте передачи равном 1 поступает на вход компаратора 5, на второй вход которого подается равное ему и противоположное по знаку напряжение с задатчика 4. Таким образом, напряже" ние на выходе компаратора 5 и на входе исполнительного элемента 6 при покрытии электродов водой равно нулю как при наличии слоя накипи на электродах, так и при отсутствии накипи.5 9При понижении уровня воды в емкости 1 до среднего электрода 8 сопротивление между электродами 7 и 8 резко возрастает, коэффициент передачи и напряжение на выходе операционного усилителя 3 уменьшаются и на вход исполнительного элемента 6 подается сигнал, равный разности сигналов с задатчика 1 и с выхода операционного усилителя 3. Исполнительный элемент 6 срабатывает на подачу воды в емкость 10. Действительно, коэффициент передачи усилителя 3 для этого случая уменьша- ется ч 0138 бпередаточный коэффициент при образовании слоя накипи на электродахи отличает сопротивления слоя накипи, появляющейся на электродах,в процессе эксплуатации, Этим обеспечивается высокая надежность работырегулятора в условиях парообразования и отложения накипи на электродах. При использовании предлагаемого регулятора уровня в посудомоечной машине в условиях длительной эксплуатации уменьшаются затраты на ремонт машины, вызванные не, надежной работой регулятора,+ "нак ЮЛфф1" иак ч,б ф ч,6 где К- сопротивление паров между 20т,бэлектродами 7 и 8.Исполнительный элемент 6 срабатывает на подачу воды в емкость 10.В случае наличия паров по тойили иной причине между тремя элек зтродами 7-9 передаточный коэффици-.ент усилителя 3 также меньше единицы. Действительно, включение последовательно потенциальному входу операционного усилителя 3, имеющего со- впротивление несколько десятков мОм,сопротивления паров между электродами 8 и 9 (порядка 100 кОм) не влияет на коэффициент передачи. Испол"нительный элемент 6, как и в предыдущем случае, срабатывает на подачу воды в емкость 10,Таким образом, предлагаемая схема регулятора электропроводных средпозволяет сохранять постоянныи его Формула изобретенияРегулятор уровня электропроводных сред, содержащий датчик уровня с тремя электродами, первый из которых подключен через резистор к источнику питания, второй - к входу усилителя, выход которого связан с одним из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом задатчика, а выход компаратора подключен к входу исполнительного элемента, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в нем третий электрод через резистор связан с выходом усилителя. Источники информации принятые во внимание при экспертизе,1. Патент США Нф 4056978,кл. С 05 О 9/12, опублик. 1977. 2. Авторское свидетельство СССР й 5 17007, кл. С 05 О 9/12, 197940138 остави ехред Ж Гриценко дактор С.Крупени е ака ал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектн ВНИИПИпо1130 Я ель Т.Озероваастелевич Коррект Тираж 91 Поднисосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д.