Регулятор уровня электропроводных сред Советский патент 1983 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для контроля и регулирования уровня жидких или сыпучих сред, обладаюищх даже незначительной электропроводностью.

Известен регулятор уровня, содержащий датчики верхнего и нижнего уровней, образующие с резисторами дели- тели напряжения, к средним точкам которых подключены резисторы КС-контуров, установленных в цепях управления пороговых элементов, выполненных,, например, на тиратронах, триггер на 2-х тиристорах, симистор, через который к сети переменного тока подключен исполнительный аппарат, и источник питания постоянного тока .l Известное устройство сложно и не обеспечивает достаточной надежности работы, та.к как не исключено одновременное включение двух тиристоров триггера.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является регулятор уровня электропроводных сред, содержащий электродные датчики нижнего и верхнего уровней, через первый и BTopoflf резисторы подключенные к источнику питания постоянного тока, точка соединения одного датчика фовня с резистором подключена к первому выводу первого конденсатора и к эмиттеру одного однопереходного транзистора, нижняя база которого соединена с управляюищм электродом тиристора, анод которого соединен с первым выводом исполнительного реле и первым выводом второго конденсатора, третий конденса10тор, первый вывод которого подключен к точке соединения второго резистора и второго датчика уровня, и второй однопереходный транзистор 2.

Однако и данное устройство выпол15нено по сложной схеме, в ней применено два трансформатора и другие элементы, недостаточно надежно в работе и характеризуется невысоки чувствительностью.

20

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности регулятора.

Поставленная цепь достигается тем, что в регулятор уровня электропроводных сред, содержащий датчики нижнего

25 и верхнего уровней, подключенные через первый и второй резисторы к источнику питания постоянного тока, точка соединения датчика нижнего уровня с первым рази г1ором подключе30на через третий резистор к первому выводу первого конденсатора и к теру первого однопереходного транзи тора, одна из баз которого соединен с источником питания, вторая - с уп ,равляющим электродом тиристора, анод которого соединен с первым выводом исполнительного реле и с первым выв дом второго конденсатора, третий ко денсатор, первый вывод которого под ключён через четвертый резистор к точке соединения второго резистора и датчика верхнего уровня, и второй однопереходный транзистор, а также генератор импульсов, выход которого соединен с вторыми выводами первого и третьего конденсаторов, введены пятый резистор, четвертый конденсатор и два разделительных диода, через первый из которых первый вывод третьего конденсатора соединен с эмиттером второго однопереходного транзистора, базы которого подклю чены к источнику питания, а через второй из диодов эмиттер этого транзистора подключен к первому выводу четвертого конденсатора, второй вы вод которого через пятый резистор подключен к плюсу источника питания а второй вывод второго конденсатора соединен с вторым выводом обмотки реле и со вторым выводом четвертого конденсатора. На -чертеже приведена схема предло женного регулятора. Схема включает в себя датчики 1 и2 верхнего и нижнего уровней, обра зующие с первым 3 и вторым 4 резисто рами делители напряжения, первый и третий конденсаторы 5 и б, устауовле ные в цепях эмиттеров первого и второго однопереходных транзисторов 7 и 8, тиристор 9, исполнительное реле 10, второй и четвертый конденс$ торы 11 и 12, разделительные лы 13 и 14,пятый резистор 15 и огран чительные резисторы 16-19 релаксацио ный генератор 20, выполненный на однопереходном транзисторе 21,ЙС-контуре 22 и 23 и резисторах 24 и 25, и источник питания постоянного тока 26, образованный балластным конденсатором 27, стабилитроном 28, диодом 29 и конденсатором ЛТ фильтра. ; Регулятор работает следующим образом. Когда урЪвень контролируемой ереды опустится ниже датчика 2, конденсатор 5 через резисторы 4, 19 и 25 заряжается до порога отпирания транзистора 7. При этом конденсатор 5, разряжаясь через отпирающийся транзистор 7 на резистор 17, вызывает отпирание тиристора 9 и включение исполнительного реле 10. Реле 10 управляет гсполнительными органами, подающими в емкость жидкость или сыпучий материал, уровень которого контролируется. За счет протекания через резистор 15, обмотку реле 10 и тиристор 9 постоянного тока тиристор 9 удерживается в открытом положении. До тех пор-, пока уровень контролируемой среды ниже датчика 1, падение напряжения на переходе управляющий электрод - корпус емкости,образующих датчик верхнего уровня, превышает порог отпирания второго транзистора 8. При этом конденсатор б через разделит,ельный диод 14 периодически разряя ается на транзистор 8. Через этот транзистор и диод 14 каждый раз при отпирании транзистора 8 подзаряжается конденсатор 12 до напряжения на обмотке реле 10. Постоянная времени заряда, конденсатора 6 через резисторы 3, 18 и 25 до напряжения отпирания транзистора 8 в Несколько десятков раз меньше постоянной времени разряда конденсатора 12 на резистор 16. Поэтому подзаряд конденсатора 12 , когда разомкнут датчик 1, происходит на незначительную величину напряжения и при этом тиристор 9 не запирается. Когда уровень материала достигает верхнего электрода, сопротивление датчика верхнего уровня резко уменьшается, и заряд конденсатора б прекращается. В этом случае конденсатор 12 разряжается через резистор 16 на величину напряжения отпирания транзистора 8, и транзистор 8 отпирается. За счет протекания через транзистор 8 и резистор 15 импульса тока, вызывающего заряд конденсатора 12, и потенциала, имеющегося на конденсаторе 11, тиристор 9 запирается, отключая реле 10. До тех пор, пока уровень среды выше нижнего электрода, транзистор 7 и тиристор 9 будут заперты, а реле 10 отключено. В дальнейшем работа регулятора уровня повторяется. Разделительные диоды 13 и 14 исключают влияние RC-контуров 18, б и 16, 12 друг на друга. Конденсатор 31 повышает помехозащищенность схемы. С помощью переменных резисторов 3 и 4 может изменяться ;чувствительность регулятора в зависимости от электропроводности регулируемой среды. Для повышения чувствительности регулятора уровня, т.е. регулирования уровня сред даже с незначитель-. ной электропроводностью, когда сопротивление датчиков при их замыкании средой более 1 мОм, введен релаксационный генератор на транзисторе 21. Частота импульсов напряжения, выделяемых на резисторе.25, превращает не менее чем на порядок время заряда конденсатора 5 и б. За счет подачи этих импульсов на входы транзисторов 7 и 8 уменьшается ток утечки этих транзисторов в зоне срабатывания и, следовательно, в десятки раз увеличивается входное сбпротив-лениеи чувствительность регулятора в целом. Введение разделительных диодов 13 14 и подключение через, первый из них эмиттера транзистора 8 к конденсатору б, а через диод 14, конденсатор 1 и резистор 15 - к плюсу источника питания, позволйет, упростив схему и повысив надежность, ее работы, исключить выключение исполнительного ре ле, когда уровень среды не достигает датчика верхнего уровня. Предложенный регулятор уровня характеризуется простотой схемы, сравнительно большой выходной мощностью и высокими надежностью работы и-чувствительностью. Формула изобретения Регулятор уровня электропроводных сред содержащий датчики нижнего и верхнего уровней, подключенные через первйй и второй резисторы к источнику питания постоянного тока,точка соединения датчика нижнего уровня с первым резистором подключена через третий резистор к первому выводу первого конденсатора и к эмиттеру первого однопереходного транзис тора, одна из баз которого соединена с .источником питания, вторая с управляющим электродом тиристора. анод которого соединен с первым выводом исполнительного реле и с первым выводом второго коденсатора, третий конденсатор, первый вывод которого подключен через четвертый резистор к точке соединения второго резистору, и датчика верхнего уровня, и второй однопереходный транзистор, а также генератор импульсов, выход которого соединен с вторыми выводами первого и третьего конденсаторов , отличающийся тем, что. с целью упрощения и повышения надежности регулятора, 3 него введены пятый резистор, четвертый конденсатор и два разделительных диода, через первый из которых первый вывод третьего конденсатора сое динен с эмиттером второго однопереходного транзистора, базы которого подключены к источнику питания, а через второй из диодов эмиттер этого транзистора подключен к первому выводу; четвертого конденсатора, второй вывод которого через пятый резистор подключен к плюсу источника .питания, а второй вывод второго кондeнcaтopia соединен с вторьо4 выводом обмотки реле и с вторым выводом четвертого конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 517007. кл.а 05 О 9/12. 1974. 2. Авторское свидетельство СССР 614333. кл. G 01 F 23/24, 1977 (прототип).

)ot«fo(i(«

-.-I -j