Двухпозиционный тепловой регулятор уровня жидкости Советский патент 1988 года по МПК G05D9/12 

4ib

О) Од О 9

Изобретение относится к технике автоматического регулирования к може быть использовано в устройствах для поддержания уровня жидкостейg например криогенных, в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной физике низких температур, крио- электронике, низкотемпературной калориметрии, дилатометрии и т.д.

Цель изобретения - упрощенке устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройстваJ на фиг. 2 - диаг- paf-iMbi сигналов, поясняющие работу устройства.

Двухпозиционный тепловой регулятор уровня жидкости содержит соединенные встречно-последорательно первый термоэлектрический преобразо- ватель 1, являйщийся датчиком ниж- него уровня, и второй термоэлектри ческий преобразователь 2, являюнщйся датчиком верхнего зфовня, подключенные к входу усилителя 3, выход кото- рого через компаратор 4 подсоединен к блоку 5 управления, подключенного своим выходом к входу исполнительного блока 6 и содержаа его элемент ИЛИ 7, первый вход и выход которого соответственно являются входом и выходом блока 5 управления, и триггер 8, один вход которого соединен с шиной Пуск, другой вход и выход триггера 8 подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 7. Термоэлектрические преобразователи 1 к 2 размещены в резервуаре 9 с жидкостью.

В качестве термоэлектрических преобразователей 1 и 2, вьтолняющих функцию датчиков уровня, например, жвдкого азота, можно применить любые две термопары, выполненные из разных материалов и поэтому имеющие разные градуировочные характеристики. Например, в качестве датчика 1 нижнего уровня можно использовать хромель- копелевую термопару, а в качестве датчика 2 верхнего уровня - хромель- алюминиевую термопару, имеющую более низкую крутизну градуировочной характеристики, чем хромель-копелевая термопара. Причем для повышения НЕ- дежности конструкции датчиков и уст- ройства в целом путем устранения соединения однополярнмх: электродов термоэлектрических преобразователей при их дифференциальном включении

g

j

0 5 О

0 5 Q

5

датчики можно выполнить из трех по- следовательно соединеннь х отрезков проводов, например, копель-хромель- алюмель, выбра в длину хромелевого провода, равной расстоянию между нижним и верхним уровнями регулирования.

Регулятор работает следующим образом.

При отсутствии хладагента в резервуаре 9 температура спаев термоэлектрических преобразователей 1 и 2 и I-IX свободных концов , подключенных к входу усилителя 3, одинакова и сигнал на выходе усилителя 3 практически равен нулюо При необходимости подачи хладагента в резервуар 9 в момент времени t, (фиг.2) на шину Пуск блока 5 управления подают запускающий импульс, сформированный, например, при включении источника питания регулятора (формирователь не показан), в результате чего на выходах триггера 8 и блока 5 устанавливается уровень логической 1, включающий ис- полнительньй блок 6, замыкающий цепи электромагнитного клапана и электронагревателя (фиг. 2; Eg, Е , t). При этом выход из сосуда Дьюара в атмосферу перекрывается, давление в нем повышается и хладагент начинает подаваться в резервуар 9. По мере повышения уровня жидкости значение сигнала на выходе термоэлектрических преобразователей 1 и 2 растет, так как увеличивается сигнал термопары 1 и достигает максимального значения при ее затоплении в момент времени t (практически составляет порядка мВ для датчиков из хромель-копелевой и хромель-алюминиевой термопар). При этом значение напряжения Е на выходе усилителя 3 достигает значения Е, т.е. значения верхнего порога переключения компаратора 4, соответствующего нижнему уровню жидкости. На выходе компаратора 4 устанавливается уровень логической 1 . сбрасывающий триггер 8 в нулевое состояние, но сохраняющий при этом высокий уровень выходного напряжения блока 5, в результате чего подача криогенной жидкости в резервуар продолжается (фиг. 2, t). Дальнейшее повышение уровня хладагента приводит к снижению температуры у верхнего датчика и росту выходного сигнала термопары 2 при постоянном уровне сигнала термопары 1, что приводит к

уменьшению значения напряжения на входе усилителя 3 (фиг. 2, - t). Благодаря различным градуиро- вочным характеристикам термоэлектрических преобразователей 1 и 2 и применению в данном случае в качестве датчика 2 верхнего уровня хромель- алюмелевой термопары, имеющей более

1шзкую крутизну градуировочной харак- ю логической 1 и начинают повторять- теристики, чем хромель-копелевая термопара 1, при затоплении в момент времени датчика 2,верхнего уровня, значение сигнала Е, на входе усилися описанные процессы (фиг. 2, t).

Формула изобретения

1. (вyxпoзициoнный тепловой регулятор уровня жидкости, содержащий два термоэлектрических преобразователя и последовательно соединенные усилитель, компаратор, блок управления и исполнительный блок, отличающийся тем, что, с целью упрощения теплового регулятора, в нем термоэлектрические преобразователи выполнены с различными градуиро- вочными характеристиками, соединены

теля 3 падает до некоторого отлич- кого от нуля уровня, определяемого разностью значений термо-ЭДС термоэлектрических преобразователей 1 и 2 ирк погружении их в хладагент (практически составляет порядка 4,1 мВ) и выходной сигнал усилителя 3 достигает значения Е, т.е. значения нижнего порога переключения компаратора 4, соответствующего верхнему уровню

времени t, когда уровень хладагента опускается ниже рабочего спая термоэлектрического преобразователя 1, и усштенньй усилителем 3 дифференциальный сигнал с датчиков достигает значения верхнего порога Е переключения компаратора 4, в результате чего на его выходе устанавливается уровень

логической 1 и начинают повторять-

логической 1 и начинают повторять-

ся описанные процессы (фиг. 2, t).

Формула изобретения

1. (вyxпoзициoнный тепловой регулятор уровня жидкости, содержащий два термоэлектрических преобразователя и последовательно соединенные усилитель, компаратор, блок управления и исполнительный блок, отличающийся тем, что, с целью упрощения теплового регулятора, в нем термоэлектрические преобразователи выполнены с различными градуиро- вочными характеристиками, соединены

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в устройствах для поддержания уровня жидкости, например криогенных, в диапазоне между заданными значениями в экспериментальной физике низких температур, криоэлектронике, низкотемпературной калориметрии, дилатометрии и т.д. Цель изобретения - упрощение устройства. Для этого двухпозиционный теп ловой регулятор уровня жидкости содержит термоэлектрические преобразователи 1,2, имеющие разгаре градуиро- вочные характеристики, включенные встречно-последовательно и подключен- g ные к усилителю 3, а также содержит компаратор 4, блок 5 управления и исполнительный блок 6. Блок 5 содержит элемент ИЛИ 7 и триггер 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

жидкости, в результате этого на вько- 25 встречно-последовательно однюш выде компаратора 4 устанавливается низкий уровень напряжения - логическ Й О.

При этом блок 5 управления отключает электронагреватель, открьшает электромагнитный клапан .исполнительного блока 6 и подача криогенной жидкости в резервуар 9 прекращается (фиг. 2, t,i).

, а другими выводами подкточе- гал к усилителю.

При снижении уровня жидкости вслед--- ключей к шине Пуск, а второй вход

ствие ее испарения компаратор 4 не меняет своего состояния до момента

элемента ИЛИ и второй вход триггера объединены и являются входом блока.

, а другими выводами подкточе- гал к усилителю.

ключей к шине Пуск, а второй вход

элемента ИЛИ и второй вход триггера объединены и являются входом блока.

Составитель В.Прямицьш Редактор А.Ворович Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец

Заказ 6747/53

Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

ue.2

Подписное