Сигнализатор уровня электропроводных материалов Советский патент 1991 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к автоматике и приборостроению, а именно к сигнализаторам уровня кусковых, сыпучих и жидких электропроводных материалов.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения работы в широком диапазоне сопротивлений контролируемых сред.,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Сигнализатор уровня электропроводных материалов состоит из первого 1 и второго 2 транзисторов, первой и второй цепей смещения, резистивного делителя, последовательно включенных второго резистора 3 и измерительного электрода 4, параллельно включенных катушки 5 электромагнитного реле и .шунтирующего диодз 6. Сигнализатор также состоит из источника 7 питания, отрицательный полюс которого через катушку 5 электромагнитного реле подключен к коллектору первого транзистора 1. ПолоOs

4 СЛ 00

ю

жительный полюс источника 7 питания заземлен и через первый диод 8 смещения подключен к эмиттеру первого транзистора 1. Между отрицательным полюсом источника 7 питания и общей точкой эмиттера первого транзистора 1 и первого диода 8 смещения включен первый резистор 10.

Первый транзистор 1 взят p-n-p-типэ, а второй 2 - n-p-n-типа. Первая цепь смещения выполнена из последовательно включенных вычитающего диода 11 и резистора 12, параллельно которому включен первый конденсатор 13, Первая цепь смещения вычитающим диодом 11 подключена к коллектору первого транзистора 1, а резистором 12 - к попожительному полюсу источника 7 питания. Рсзистивный делитель состоит из последовательно соединенных резисторов 9 и 19, общая точка которых подключена к базе первого транзистора. Вторая цепь смещения выполнена и виде резистора 14, одним выводом подключенного к отрицательному полюсу источника 7 питания, а другим через последовательно включенные 15 и 16 резисторы - к базе второго транзистора 2 и через резистор 3 - к измерительному электроду 4. Между общей точкой 3, 14 и 15 резисторов и положительным полюсом источника 7 питания включен второй конденсатор 17. Третий конденсатор 18 включен между общей точкой 15 и 16 резисторов и коллектором первого транзистора 1, коллектор второго транзистора 2 через резистор 19 подключен к базе второго транзистора 2.

Устройство работает следующим образом.

Если измерительный электрод 4 не касается контролируемого электропроводного вещества, то на базе транзистора 2 величина отрицательного напряжения равна величине напряжения на отрицательном полюса источника 7 питания. На эмиттере этого транзистора 2 величина напряжения меньше на величину падения напряжения на вычитающем диоде 11. В этом случае транзистоп 1 будет заперт и соответственно будет заперт и транзистор 2.

Если уроиень контролируемой среды таков, что она касается измерительного электрода 4, то через этот электрод 4 начинает протекать электрический ток и величина отрицательного напряжения на базе транзистора 2 снижается. Это приведет к отпиранию транзистора 2 и протеканию его коллекторного тока, который отпирает транзистор 1. При этом перезаряжается третий конденсатор 18, что приводит к резкому отпиранию транзисторов 1 и 2. Напряжение на коллекторе транзистора 1 падает до минимальной величины (которая обусловлена падениями напряжения на переходах транзистора 1 и диода смещения). Некоторое время транзисторы 1 и 2 остаются открыты

за счет разряда первого конденсатора 13 через резистор 19. Уменьшение тока разряда первого конденсатора 13 ведет к уменьшению коллекторного тока транзистора 1 и заряду третьего конденсатора 18. Зарядный

0 ток конденсатора 18 резко закрывает транзистор 2, что приводит к резкому закрытию транзистора 1. После этого первый конденсатор 13 вновь заряжается и оба транзистора 1 и 2 переходят в открытое состояние.

5 Этот процесс повторяется до тех пор, пока измерительный электрод 4 замкнут через контролируемый токопроводящий материал.

При указанном переключении транзи0 сторов 1 и 2 через катушку 5 электромагнит- ного реле протекают импульсы электрического тока, продолжительность которых 10-20 раз больше продолжительности пауз между этими импульсами. Это

5 вызвано тем, что сопротивление цепи заряда первого конденсатора 13 в 10 - 20 раз меньше сопротивления цепи его разряда.

Таким образом, при замыкании измерительного электрода 4 через контролируемое

0 токопроводящее вещество электромагнитное реле (катушка 5 которого включена в цепь коллектора второго транзистора 2) переходит во включенное состояние. Продолжительность пауз между импульсами

5 коллекторного тока транзистора 2 недостаточна для отключения электромагнитного реле во время этих пауз.

Формула изобретения Сигнализатор уровня электропровод0 ных материалов, состоящий из источника постоянного тока, один из выходов которого заземлен, реле с шунтирующим диодом, который включен параллельно обмотке реле, транзисторного автогенератора с электро5 контактным датчиком в цепи положительной обратной связи автогенератора, который содержит первый транзистор р-п-р- типа диод, резистор и конденсатор, при этом реле включено в коллекторную цепь

0 первого транзистора, к эмиттеру которого подключены первый резистор и первый диод, включенный в прямом смещении, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения ра5 боты в широком диапазоне сопротивлений контролируемых сред, эмиттер первого транзистора автогенератора подключен через первый диод автогенератора к зазем- ленному выходу, а через первый резистор автогенератора - к незаземленному выходу

источника, а в транзисторный автогенератор введены второй и третий конденсаторы, второй резистор, соединенный последовательно с электродом электроконтактного датчика, второй транзистор n-p-n-типа, первая цепь смещения, состоящая из последовательно соединенных резистора и диода, вторая цепь смещения, состоящая из трех последовательно соединенных резисторов, и резистивный делитель, включенный между коллектором второго транзистора и заземленным выходом источника, при этом средняя точка резистивного делителя подключена к базе первого транзистора, резистор первой цепи смещения и первый конденсатор включены между заземленным выходом источника питания и эмиттером второго транзистора, диод первой цепи сме0

5

щения включен в прямом смещении между эмиттером второго транзистора и коллектором первого транзистора, первый резистор второй цепи смещения подключен к базе второго транзистора, третий резистор второй цепи смещения подключен к незаземленному выходу источника, второй конденсатор включен между заземленным выходом источника и общей точкой второго и третьего резисторов второй цепи смещения, к которой через второй резистор авто- генератора подключен электрод электроконтактного датчика, третий конденсатор включен между общей точкой первого и второго резисторов второй цепи смещения и коллектором первого транзистора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и сигнализации об уровне электро- проводных материалов. Изобретение позволяет расширить область использования устройства для измерения уровня высокоомных материалов. Сигнализатор уровня электропроводных материалов состоит из историка постоянного тока, реле с шунтирующим диодом, включенным параллельно обмотке реле, и транзисторного автогенератора с электроконтактным датчиком в цепи положительной обратной связи автогенератора. Если электропроводный материал замыкает электроды датчика то возникает генерация и через ррпе протекаю однопо- лярные импульсы тока, что приводит к замыканию контактов оеле. Если материал отсутствует на заданном уровне, то цепь датчика разомкнута, что приводит к срыву генерации автогенератора и к размыканию контактов реле Новым в устройстве является реализация положительной обратной связи, ито позволяет повысить чувствительность устройства и обеспечить измерение уровня высокоомных веществ. 1 ил. Ы С

± 4

/М ±13

/4u i Ш ц10

сеть