Формирователь сигналов уровня жидкости и сыпучих веществ Советский патент 1986 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к устройствам контроля уровня жидких и сыпучих веществ.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет компенсации токов утечки линии свя- ,зи при снижении сопротивления ее изоляции и обеспечения возможности контроля исправности диодов датчика

На чертеже схематически изображе предлагаемый формирователь.

Формирователь содержит источник 1 питания, представляющий собой вторичную обмотку трансформатора промышленной Частоты, один вывод которого подключен к шине 2 заз-емления через параллельно соединенные разностный узел 3 и вход RC-фильтра 4, выход которого соединен через блок 5 усиления с нагрузочным реле 6. Задающий узел представляет собой последовательное соединение резистора 7 и диода 8,.соединенных с проводами 9 и 10 линии связи, один из которых заземлен, а второй соединен с втор- рым выводом источника питания. Работоспособность фильтра не нарушается и при параллельном включении разносного узла 3 и фильтра 4 между вторым выводом источника 1 питания и проводом 10 линии связи. Для проводов линии связи используются жилы кабеля 11.

Резистор 7 и диод 8 размещены в датчике 12. Электрод 13 датчика подключен через диод 14 к точке сое- динения задающего узла и незаземленного провода линии связи. Позицие 15 обозначен заземленный металлический желоб, где может накапливаться транспортируемый материал. Позицией 16 обозначено переходное сопротивление электрод-контролируемого материала. Линия связи зашунтирована резистором 17. Корпус, в котором размещены источник питания и другие узлы и элементы формирователя, обозначен позицией 18i

Формирователь рабоает следующим образом.

В исходном состоянии, когда нет контакта электрода 13 с контактируе- мым материалом, на ко нденсаторе 3 разностного узла возникает пульсирующее напряжение, которое после сглаживания и прохождения через фильтр 4 поступает на вход блока 5 усиления, что приводит к включению

реле 8. Полярность импульсов напряжения, возникающих на конденсаторе 3 за счет прохождения полуволн тока через последовательно соединенные провода 9, 10 линии связи, резистор 7 и диод 8, вызываемых напряжением источника 1 питания, определяется полярностью диода 8. Для указанной полярности включения диода 8 левая обкладка конденсатора 3 имеет отрицательный заряд, а правая - положительный. Велисина постоянного напряжения на выходе фильтра определяется величиной напряжения источника 1 , питания и при принебрежении влияния резистора 17 делителем, образованным последовательно соединенными входным сопротивлением блока усиления, сопротивлением резисторов фильтра и величиной сопротивления резистора 7. Величина напряжения сигнала на выходе формирователя или на входе блока усиления определяется величиной напряжения на конденсаторе 3 и величиной сопротивлений фильтра 4. Для надежного включения реле ,6 коэффициент усиления блока 5 усиления выбирается в 2-3 раза больше требуемого для включения реле при номи- нальном входном сигнале указанного блока. При касании электродом 13 контролируемого материала происходит перезаряд конденсатора током полуволны, проходящим через электрод и контролируемый материал. Если величина переходного сопро-: тивления 16 достигает величину сопротивления задающего узла, то напряжение на разностном узле (конденсаторе) 3 становится равным нулю, так ; - как заряжающая и разряжающая конденсатор полуволны тока по величине равны и обратны по направлению.

Если же переходное сопротивление менее значения сопротивления задающе- го узла 7, то пульсирующее напряжение на конденсаторе 3, а следовательно, и постоянное напряжение на входе блока 5 усиления изменяет полярность на обратную, что приводит к отключению реле 6.

При аварийном замыкании проводов 9 и 10 линии связи отсутствует заряд конденсатора 3 током одной полуволны, в связи с чем реле 6 не включается. Импульсы напряжения,

возникающие ..на конденсаторе 3 за счет перезаряда его полуволнами противоположных полярностей, отсутствуют

3

на выходе фильтра, так как их длительность менее 0,01 с, а постоянн времени фильтра выбирается порядка 0,5 с. Кроме того, для включения реле требуется, чтобы через обмотк протекал постоянный ток длительнос более О,1 с.

По этой причине не включается реле 6 и при подключении резистора 17, если последовательно с резистором 7 не включен диод 8. При подклчении к проводам 9 и 10 линии связ последовательно соединенных резистора 7 и диода 8 происходит заряд конденсатора 3 током полуволн одно полярности за счет воздействия на цепь полуволн напряжения источника питания в направлении пропускания ка диодом 8. При этом на выходе бл ка 5 усиления возникает постоянное напряжение, которое усиливается и включает реле 6. Таким образом осуществляется защита от токов утечки проводов линии связи и помех.

Применение резистора 17, шунтирющего провода 9 и 10 линии связи, позволяет осуществить контроль исправности датчика. Б случае отсутствия резистора 17 при снижении сопртивления изоляции проводов 9 и 10 линии связи постоянное напряжение сигнала на входе блока 5 усиления, вызываемое прохождением полуволн тка через резистор 7 и диод 8, умен .щается. Коэффициент усиления блока выбирается достаточно большим для усиления уменьшенного сигнала до величины, необходимой для нормальн работы реле 6, так как в противном случае нарушается работоспособност

формирователя при снижении сопротив- 40 волны напряжения на электроде.

Редактор М.Келемега Заказ 3464/26

Составитель В.Сидоров Техред Л.Олейник

Корректор

Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

0

s

0

5

0

лепия изоляции проводов линии связи. При хорошей изоляции проводов линии связи возможно снижение обратного сопротивления диода 8 за счет попадания влаги в датчик или по другим причинам. В этом случае снижение чувствительности формирователя, которая проявляется в том, что реле отключается при переходных сопротивлениях резистора 16, лежащих в пределах, например,. О - 300 кОм, а в пределах 300 - 2800 кОм не отключается, что не допустимо по условиям эксплуатации .

Для исключения возможного отказа провода 9 и 10 линии связи шунтируются резистором 17, величиной сопротивления соответствующей нижнему зна- чения допустимого значения сопротивления изоляции линии связи. Одновременно выбирается необходимый коэффициент усиления блока 5 усиления. При этом снижение обратного сопротивления диода 8 приводит к отключению реле 6, чем и исключается незащищенный отказ датчика 12.

Узел компенсации утечки тока из электрода 13 через оболочку кабеля и корпус датчика 12 на землю при наличии на них влажной пыли реализуется за счет подачи на охранное кольцо 19 через провод 20 линии связи напряжения от выпрямителя 21. Для эффективной компенсации утечки тока полярность напряжения на охранном кольце должна соответствовать полярности полуволны напряжения на электроде 13, а величина постоянного напряжения должна быть на 10-15 В больше амплитудного значения полуСоставитель В.Сидоров Техред Л.Олейник

Корректор В.Бутяга