Двухпозиционное реле уровня

Номер патента: 1111032

Авторы: Березин, Бершаков, Радзиховский

ZIP архив

Текст

СОК)Э СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПХБЛИН Зш С 01 Г 23/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 614333, кл, С 01 Г 23/24, 1978.2. Авторское свидетельство СССРВ 970122, кл. С 01 Г 23/24, 1980(54)(57) ДВУХПОЗИЦИОННОЕ РЕЛЕ УРОВНЯ, содержащее источник питания,размещаемые в контролируемой емкости общий электрод и электроды верхнего и нижнего уровней, промежутки.между которыми и общим электродомобразуют с двумя резисторами дваделителя напряжения, содержащее,кроме того, три элемента И-НЕ, первые два из которых выходами подключены к соответствующим входампервого триггера, а входами - первыйчерез третий элемент И-НЕ к среднейточке делителя напряжения для электрода нижнего уровня, а второй -непосредственно к средней точке делителя напряжения для электродаверхнего уровня, а также генераторимпульсов и одновибратор, соединенные последовательно, транзисторныйключ, подключенный входом к общейточке делителей напряжения, а выхо 801111032 А дом - к общему электроду, при этомвыход первого триггера подключен ккоммутатору, соединенному последовательно с,исполнительным элементом,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повьппения надежности, в неговведены два триггера,три элемента И,элемент ИЛИ, выход которого соединенс входом транзисторного ключа, авходы - с выходами первого и второ-,го элементов И, и два транзистора,коллекторы которых подключены ксредним точкам делителей напряжения,эмиттеры - к общему электроду, а ба-.зы - к выходу второго элемента И,соединенному со счетным входом.первого триггера, а информационные3- н К-входы - соответственно к инверсному и прямому выходам третьегоэлемента И, входы которого соединены с выходами второго и третьегоэлементов И-НЕ, выход одновибраторасоединен с первыми входами первогои второго элементов И и со счетнымвходом второго триггера, прямой иинверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входамипервого и второго элементов И, аинформационные 3- и К-входы - с источником питания, и выход первогоэлемента И соединен со счетным входом первого триггера.40 Изобретение относится к приборостроению и предназначено для контроля и регулирования уровня жидкихматериалов, обладающих даже незначительной электропроводностью. 5Известно устройство для контроляуровня электропроводных сред, содержащее два элекТродных датчика,подключенный через резистивные делители на входы двух пороговыхустройств, триггер и коммутатор13.Однако данное устройство характери.зуется повышенным значением потребляемой мощности и недостаточной надежностью работы.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядвухпозиционное реле уровня, содержащее датчик с тремя электродами,генератор импульсов, коммутатор,подключенный к исполнительному элементу, одновибратор, Р 5 -триггер,два транзисторных ключа, два резистора, образующие с электроконтактнымистержнями датчика делители напряжения, и три элемента И-НЕ, два изкоторых выходами подключены к соответствующим входам РБ -триггера, авходами - непосредственно к среднейточке делителя напряжения для электрода нижнего уровня и через третийэлемент И-НЕ к средней точке делителя напряжения для электрода верх.него уровня, причем вторые входыдвух элементов И-НЕ подключены к 35входам транзисторных ключей, выходыкоторых соединены с общими точкамиделителей напряжения, и к выходу одновибратора, подключенного к выходугенератора импульсов21.Однако известное устройство характеризуется недостаточной надежностью работы, так как при возможном обрыве одного из проводов, соединяющих электроды датчика с двумя45резисторами, образующими с электродами датчика делителя напряжения,или с выходом транзисторного ключа,не происходит. отключения исполнительного элемента при достиженииконтролируемой жидкостью электродаверхнего уровня, что может привестик переливу токопроводящей жидкости.Цель изобретения - повышение надежности двухпозиционного реле55уровня.Указанная цель достигается тем,что в двухпозиционное реле уровня,содержащее источник питания, размещаемые в контролируемой емкостиобщий электрод и электроды верхнего и нижнего уровней, промежуткимежду которыми и общим электродомобразуют с двумя резисторами два делителя напряжения, содержащее, кроме того, три элемента И-НЕ, первыедва из которых выходами подключенык соответствующим входам первоготриггера, а входами - первый черезтретий элемент И-НЕ к средней точкеделителя напряжения для электроданижнего уровня, а второй - непосредственно к средней точке делителянапряжения для электрода верхнегоуровня, а также генератор импульсови одновибратор, соединенные последовательно, транзисторный ключ, подключенный к общей точке делителейнапряжения, а выходом - к общемуэлектроду, при этом выход первоготриггера подключен к коммутатору,соединенному последовательно с исполнительным элементом, введены дватриггера, три элемента И, элементИЛИ, выход которого соединен с входом транзисторного ключа, а входы -с выходами первого и второго элементов И, и два транзистора, коллекторы которых подключены к среднимточкам делителей напряжения, эмиттеры - к общему электроду, а базы -к выходу второго элемента И, соединенному со счетным входом третьего триггера, выход которого подключен к входу "Установка в нуль" первого триггера, а информационные 3 -и К-входы - соответственно к инверсному и прямому выходам третьегоэлемента И, входы которого соединеныс выходами второго и третьего элементов И-НЕ, выход одновибраторасоединен с первыми входами первогои второго элементов И и .со счетнымвходом второго триггера, прямой иинверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входамипервого и второго элементов И, а информационные 7- и К-входы - с источником питания, и выход первого элемента И соединен со счетным входомпервого триггера,На чертеже представлена схемадвухпозиционного реле уровня.. Реле содержит общий электрод 1,электроды верхнего 2 и нижнего 3уровней, резисторы 4 и 5, лементыИ-НЕ 6, 7 и 8, выходы двух из которых (7 и 8) подключены соответственно к Э - и К-вхбдам .первого триггера 9, одновибратор 10, входом подключенный к выходу генератора импульсов 11, транзисторный ключ 12, вход которого подключен к общей точке резисторов 4 и 5, коммутатор 13, выход которого подключен к исполнительному элементу 14, а вход - к выходу первого триггера 9. Счетный вход второго триггера 15 соединен с выходом одновибратора 10 и с первыми входами первого 16 и второго 17 элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера 15, информационные 3- и К-входы которого через резистор 18 соединены с источником питания. Выходы элементов И 16 и 17 подключены к входам элемента ИЛИ 19.Реле содержит также транзисторы 20 и 21, эмиттеры которых соединены с общим электродом 1 и с выходом транзисторного ключа 12, а базы - со счетным входом третьего триггера 22, и третий элемент И 23, инверсный вход которого подключен к Э-входу, а прямой - к К-входу третьего триггера 22.Двухпозиционное реле уровня работает следующим образом. Импульсы с выхода генератора импульсов 11 поступают на вход одновибратора 10, формирующего короткие импульсы. Каждый импульс с выхода одновибратора 10 опрокидывает триггер 15 в состояние, противоположное предыдущему. Так как исходное состояние .этого триггера нулевое, то на выходе первого элемента И 16 присутствуют лишь етные импульсы одновибратора 10, а на выходе второго элемента И 17 - только нечетные. С выхода элемента ИЛИ 19 к входу транзисторного ключа 12 и к общей точке делителей напряжения, состоящих из резисторов 4 и 5, промежутков между общйм электродом 1 и электродами верхнего 2 и нижнего 3 уровней, поступают короткие импульсы одновибратора 10,.что приводит к отпиранию транзисторного ключа 12, При поступлении каждого нечетного импульса одновибратора 10 открываются транзисторы 20 и 21, переходы коллектор - эмиттер которых щунтируют промежут 45 50 55 Рассмотрим работу двухпозиционного реле уровня при поступлении каждого четного импульса с выходаодновибратора 10. Для данных моментов времени транзисторы 20 и 21 закрыты и информация на выходе треть-. его триггера 22 не меняется, так как на его счетном входе отсутствуют импульсы записи. Когда уровень контролируемой среды ниже уровня электрода 3 со средних точек делителей напряжения, образованных соответственно разисторами 4 и 5 и переходами коллектор - эмиттер транзисторов 20 и 21, через элементы И-НЕ 6,7 и 8 ки между общим электродом и электродами верхнего и нижнего уровней,что приводит к появлению логического нуля на входах элементов И-НЕ 6и 8 независимо от уровня контролируемой жидкости. Сигналы логическойединицы с выходов элементов И-НЕ 6и 8 вызывают появление сигнала логической единицы и логического ну Оля соответственно на прямом и инверсном выходах элемента И 23, чтоприводит к установке третьего триггера 22 в нулевое состояние по заднему фронту нечетного импульса свыхода одновибратора 10. Нри этоминформация на выходе первого триггера 9 не изменяется, так как наего счетном входе отсутствует импульс записи и на входе установкинуля присутствует нулевой сигнал свыхода третьего триггера 22. При обрыве одного из проводов, соединяющихэлектродные стержни верхнего 2 и 25нижнего 3 уровней с резисторами 4и 5 и транзисторным ключом 12, изменяются сигналы на выходах элементов И-НЕ 6 и 8, а следовательно, ина 3- и К-входах третьего триггера22, что приводит к установке последнего в единичное состояние и сбросу первого триггера 9 в нулевое состояние. Нулевое состояние первоготриггера 9 соответствует отключенному состоянию исполнительного элемен та 14.Каждый нечетный импульс с выхода одновибратора 10 не приводит кувеличению тока, протекающего черезконтролируемую жидкость, так как со противление перехода коллектор -эмиттер транзисторов 20 и 21 многоменьше сопротивления контролируемойжидкости.5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Исполнительное устройство 14 остается отключенным н при понижении контролируемой среды ниже электрода верхнего уровня 2, таккак при этом на ,:информационные Э- и К-входы триггера 9 с выходов элементов И-НЕ 7 и 8 поступают сигналы логичес. кого нуля, что не приводит к изна информационные Э- и К-входы первого триггера 9 поступают соответственно сигналы логической единицы и логического нуля, что приводит к установке триггера 9 в единичное состояние по заднему фронту четного импульса одновибратора 10. Установка триггера 9 в единичное состояние приводит к включению исполнительного устройства 14 через коммутатор 13.При достижении контролируемой электропроводной жидкостью электрода нижнего уровня 3 на входе элемента И-НЕ 6 присутствует сигнал логического нуля, так как сопротивление резистора 5 намного выше сопротивления цепи, состоящей из параллельно соединенных перехода коллектор - эмиттер закрытого транзистора 21 и сопротивления электропроводной жидкости. Следовательно, на 3- вход триггера 9 поступает сигнал логического нуля при неизменном сигнале логичеСкого нуля на его К-входе, что не меняет его единичного состояния, а следовательно, и включенного состояния исполнительного устройства 14.При достижении контролируемой цщкостью электрода верхнего уровня 2 происходит изменение сигнала на входе элемента И-НЕ 8 с логической единицы на логический нуль при не,изменном нулевом сигнале на входе элемента И-НЕ 6, так как происходит шунтирование перехода коллектор - эмиттер закрытого транзистора 20 . электропроводной жидкостью. Следовательно, на информационные 3 - и К-входы первого триггера 9 через элементы И-НЕ 6,7 и 8 поступают соответственно сигналы логического нуля и логической единицы, что приводит к установке первого триггера 9 в нулевое состояние по заднему фронту четного импульса одновибратора 10, поступающего на счетный вход триггера 9, и отключению исполнительного устройства 14 через коммутатор 13. менению нулевого состояния триггера 9. При понижении уровня электропроводной жидкости ниже электрода,нижнего уровня 3 на информационные 3 - и К-входы триггера 9 с выходов элементов И-НЕ 7 и 8 поступают соответственно сигналы логической единицы и логического нуля, что приводит к установке триггера 9 в единичное состояние по заднему фронту четного импульса с выхода одновибратора 10 и включению исполнительного устройства 14 через коммутатор 13. В дальнейшем процесс работы двухпозиционного реле уровня повторяется. Частота генератора импульсов 11 определяется скоростью заполнения емкости средой и непревьппает 20 Гц. Возможность работы двухпозиционного реле уровня в чередующихся двух режимах (в режиме непосредственного контроля уровня электропроводной жидкости и в режиме сохранности линий связи электродов верхнего и нижнего уровней с другими элементами двухпозиционного реле уровня) позволяет повысить надежность работы двухпозиционного реле уровня.Существенным фактором является то, что работа двчхпозиционного реЖе уровня во втором режиме не приводит к увеличению количества электричества, протекающего через контролируемую электропроводную среду, что важно для уменьшения вредного влияния электролиза как на контролируемую среду, так и на электродные датчики.Дополнительно введенные в устройство элементы позволяют контролировать работоспособность элементов И-НЕ 6 и 8, влияющих непосредственно на контроль и поддержание в заданных пределах уровня электропроводной жидкости, При выходе из строя элементов И-НЕ 6 и 8 на их выходах возможна следующая комбинация выходных сигналов: 00, 01, 10, 11, (1 и 0 - соответственно логическая единица и логический нуль). При комбинациях ОО, 01, 10 на Э- и К-входах триггера 22 присутствуют соответственнб сигналы логической единицы и логического нуля, что приводит к сбросу триггера 9 и к отключению исполнительного элемента 14.При комбинации 11 выходных сигналов элементов И-НЕ 6 и 8 на 3 - и1111032 ставитель А, Курочкихред М.Кузьма дактор М, Дылын рректор А. Обру аказ 6298/ 3 Тираж 609 ПВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,оцписноСССР 4 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7К-входы триггера 9 поступают соответственно сигналы логического нуля и логической единицы, что приводит 8к установке данного триггера в нулевое состояние и также отключению исполнительного элемента 14.

Смотреть

Заявка

3502414, 15.10.1982

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6076

БЕРЕЗИН АРКАДИЙ ЛЮКОВИЧ, БЕРШАКОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, РАДЗИХОВСКИЙ ВЛАДИМИР МЕЧИСЛАВОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01F 23/24

Метки: двухпозиционное, реле, уровня

Опубликовано: 30.08.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1111032-dvukhpozicionnoe-rele-urovnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Двухпозиционное реле уровня</a>

Похожие патенты