Сигнализатор уровня электропроводных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к приборам контроля электропроводных сыпучих и жидких материалов, например руды, породы, угля, силоса, воды и т.д., и npea- назначено в основном для работы на пре приятиях горнодобывающей, химической, нефтяной промышленности и в сельском хозяйстве. . Известны устройства для измерения уровня сыпучих и жидких взрывоопасн 1Х( сред, основанные на принципе измерения активного сопротивления между эпектродами датчика и контролируемой средой, содержащее датчик с измерительным и заземляющим электродами и охранным кольцом, измерительный блок, связанный с упомянутым датчиком линией связи, исполнительный орган и источник питания В измерительный блок входит магнитный усилитель, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, выходная обмотка - с входом детектора, подключенного к усилителю постоянного тока, к входу которого присоединен исполнительный орган. Обмотка управления указанногчэ магнитного усилителя соединена одним концом с измерительным . электродом датчика, а другим - с охранным кольцом с искробезопасным выходом источника питания fl. Недостатками устройства являются сложность, гзетехнологичность изготовления и низкая чувствительность, обусловленные наличием магнитного усилителя. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является сигнали затор уровня электропроводных материалов, содержащий два измерительных и охранный электроды, источник переменного напряжения и усилитель с электромагнитным реле на выходе, обмотка кото рого шунтирована диодом. Один полюс ис точника соединен с охранным электродом а другой через резистор - с одним изме.рительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя Недостатком известного устройства является его низкая помехоустойчивость при большой длине линии связи между электродами и измерительным блоком, Возникновение помехи между измерительным и охранным электродами может привести к ложным срабатываниям. Цель изобретения - повышение помехо устойчивости. Указанная цель достигается тем, что в сигнализатор, содержащий два .измерительных и охранный электроды, источник пвременного напряжения и усилитель 1 5 5г с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шунтирована диодом, причем один полюс источника соединен с охранным электродом, другой через резистор - с одним измерителы«з1м электродом, подключенным через детектор к вх:оду усилителя, введены дополнительный детектор, включенный встречно-параллельно первому, а также два диода, соединенные между собой встречно-последовательно, один из которых включен между охранным и вторым измерительным электродом другой - параллельно входу усилителя. На фиг. 1 представлена схема сигнализатора; на фиг. 2 - форма токов на входе усилителя. Сигнализатор содержит измерительные электроды 1 и 2 (электродом 2 служит корпус объекта контроля) и охранный электрод 3, выполненный в виде кольца, измерительный блок, соединенный с электродами линией 4-5 связи, исполнительный орган 6 и источник 7 питания. Измерительный блок выполнен на транзистор ном усилителе 8, вход которого, зашунтированный диодом 9, через два встречу включен1л 1х мелоду собой детектора, со-;держащих резистор 1О, диод 11 и -резиов: тор 12, диод 13, присоединен к линии 4-5 связи. Выход транзисторного усилителя 8 через конденсатор 14 подключен к исполнительно1у органу 6, зашунтированному диодом 15, включенным согласно с выпрямителем, состоящим из диода 16 и конденсатора 17, подключенного к обмотке переменного напряжения источника 7 питания, которая через балластный резистор 18 присоединена к линии 4-5 связи и через диод 19 подключена к земле. При этом к о.бщей точке соединения резистора 12 и диода 13 с эмиттером транзисторного усилителя 8 подключен конденсатор 20. В коллекторную цепь усилителя 8 включен нагрузочный резистор 21. На входе усилителя формируется разность токов: тока, пропорционального . мгновенным значениям одной полуволны переменного напряжения 3 , который, протекает через диод 9, резистор 10 и диод 11, и тока, пропорционального амплитудному значению другой полуволны переменноххэ напряжения источника 7 питания, коуорый является эталонным током и протекает диод 13, резистор 12 и эмйттер-базовый переход транзисторного усилителя 8. Указанная разность токов с помощью усилителя 8 формирует

сигнал в виде прямоугольных импупьсбв, наличие которых контролируется в испоп нительном органе 6.

Если амплитудное значение тока-Эр , пропорционального измеряемому сигналу, превышает амплитудное значение тока Эд (фиг. 2), то транзистор периодичеоки открывается и закрывается разностны сигналом ( t р - длительность открытого состояния транзистора t-j длительность закрытого состояния.).

Транзистор 3, работая как коммутатор, подключает через диод 15 конденсатор 14 то к заряженному через диод 16 конденсатору 17, то к исполнительно му органу 6 через нагрузочный резистор 21. При этом конденсатор 14 при откры- том состоянии транзистора-8 заряжается I через диод 15 до напряжения на конденicafope 17, а при закрытом состоянии

разряжается через исполнительный орган (репе) 6 и резистор 21. При этомчерез обмотку реле протекает разрядный ток конденсатора 14. Величина этого тока достаточна для срабатывания реле 6 и удержания его якоря в притянзггом состоянии. По мере заполнения емкости цепь тока замыкается через диод 19, землю, электрод 2, сопротивлецие контролируемого материала, измерительный электрод 1, балластный резистор 18 и источники 7 питания. В проводящий дио- дом 19 полупериод напряжения на измерительной цепи, которое определяется соотношением между сопротивлением балластного резистора 18 и сопротивлением параллельной цепи, состоящей из сопротивления контролируемого материала и резистора 1О, уменьшается. Вследствие этого уменьшается ток, протекающий

через диод 9, резистор 10 и диод 11. При этом ток, протекающий в полупериод напряжения источника 7, тогда диод 19 закрыт, остается неизменным, в результате чего амплитудное значение измеряемого тока Л становится меньше эталонного тока 3.. и транзистор 8 переходит в открытое состояние. Ток в исполнительном органе б падает до нуля якорь реле 6 отпадает, сигнализируя о достижении контролируемого уровня порогового аначетш. После сниясэния уровня контролируемого,материала цепь через диод 19 размыкается и устройство приходит в исходное состояние. Резвость между Ьр и 3 определяется соотно шейием сопротивлений резисторов 10 и 12 и не зависит от величины напряжения на линии 4-5 связи. Вследствие этого утечки тока из-за наличия токопроводящей пыли между охранным кольцом 3 и измерительным электродом 1 не мо1гут привести к ложным срабатываниям устройства, так Kaic в этом случае снижение напряжения на линии 4-5 связи, 1звавного появлением сопротивления между электродом 1 и охранным кольцом, происходит в оба полупериода напряжения источника 7. По этой же причине возникновение на линии 4-5 связи сигнала помехи, вызванного наводками от силовых кабелей, также не оказывает влияния на точность работы устройства, так как напряжение, обусловленное ЭДС, наводимыми в линии связи, прикладывается к двум измерительным цепям, точность работы которых не зависит от величины приложенного напряжения, а определяется толыш соотношением сопротивлений резисторов 10 и 12. Утечки тока между охранным кольцом 3 и заземляющим электродом 2 также не могут вызвать ложные срабатывания устройства, так как в контролируемый полупериод напряжения, когда диод 19 открыт, шунтируются последним.

Кроме того, предлагаемая схема позволяет проводить самоконтроль исправности элементов, т.е. осуществлять за- щцтный отказ. Действительно при выходе из строя любого элемента устройства (пробой или обрыв транзисторного усилителя 8, диодов 9,11,13,15 и 16, конденсаторов 14,17 и 2О источника 7) ток через исполнительный орган 6 падает до нуля. В го время как для нормального функционирования -сигнализатора при отсутствии среды обязательно наличие через исполнительный орган 6 импульсов разряда конденсатора 6, которые могут быть только при исправных эле.ментах схемы.

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержаишй два измерительных и охранный электроды, источник переменного {шпряжения и усилитель с электромагнитным реле на выходе, обмотка которого шунтирована диодо, причем один полюс иоточника соединен с охранным электродом, a второй через резистор - с одним измерительным электродом, подключенным через детектор к входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,в него введены дополнительный детектор, включенный встречно-параллельно первому, и два диода, соединенные между собой встречно-последовательно, один из которых включен между охранным и другим измерительным электродами, aдругой - па(Л раллельно входу усилителя.