ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ УРОВНЯ Советский патент 1969 года по МПК G01F23/26 

Изобретение относится к области измерения уровня электропроводных сред, например морской воды.

Известны электронные реле уровня, содержащие высокочастотный генератор, индуктивный датчик уровня и работающий в ключевом режиме каскад.

Предложенное реле отличается от известных тем, что его датчик выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого служит шунтом высокочастотного контура генератора, а .вторичная обмотка представляет собой незамкнутый виток, содержащий основание с центральным стержнем и стакан с прорезями на боковой стенке. Это позволяет повысить точность работы реле.

Иа фиг. 1 представлена принципиальная схема реле; на фиг. 2 - конструкция датчика уровня.

Электронное реле уровня состоит из датчика уровня (/-sQjLg), высокочастотного генератора, собранного по трехточечной схеме с автотрансформаторной связью на триоде Т, каскада на триоде Т, работающего в режиме ключа, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле Р.

Параллельно высокочастотному контуру генератора включен датчик уровня в виде трансформатора. Его первичная обмотка служит шунтом высокочастотного контура генератора и имеет большое индуктивное сопротивление и небольшую добротность по сравнению с катушкой индуктивности контура генеобмотка представляет

ратора, а вторичная

собой объемный виток (корпус датчика), который при погружении в морскую воду нагружается проводяшей средой. Это вызывает резкое уменьшение добротности высокочастотного контура генератора и, следовательно, срыв генерации.

Корпус датчика, выполненный в виде объемного незамкнутого витка, состоит из основания / с центральным стержнем и стакана 2.

Стакан 2 по всему периметру имеет продольные окна (прорези) 3 для беспрепятственного заполнения датчика водой, например типа жалюзи. Основание и стакан датчика изготовлены из любого металла, стойкого к воздейстВИЯМ морской воды. Толщину стенок корпуса выбирают из условий прочности. На центральном стержне основания / размешают катушку L., индуктивности на ферритовом кольце 4 и заливают эпоксидной смолой 5. Выводы катушки распаиваются на основании /. Центральный контакт установлен на диэлектр ческой прокладке 6 и закреплен установочной гайкой 7. Соединение кабеля со входом датчика должКонтактное кольцо 8, установленное на стержне основания }, и основание стакана 2 выполняют роль параллельных электродов. Объем проводящей среды, заключенный между этими электродами в зависимости от содержания в ней солей, обладает конечным электросопротивлением, которое, в данном случае, является нагрузкой объемного витка. Расстояние между контактирующими поверхностями электродов должно быть больше диаметра возможного образования капель проводящей среды. Изменяя ллощадь контактирующей поверхности кольца 8, можно изменять предел чувствительности прибора относительно степени содержания солей в воде. Чем меньше концентрация раствора, тем больше должна быть площадь контактирующей поверхности кольца 8.

При подаче на схему постоянного напряжения в момент, когда уровень воды ниже уровня установки датчика, в контуре L|LgC, возникают автоколебания. Амплитуда этих колебаний максимальна, так как электроды объемного витка не нагружены, т. е. проводимость нагрузки генератора равна нулю и добротность контура генератора определяется конструктивными параметрами катущек индуктивности LiLz. В этом случае через триод Т и сопротивления .4 протекает максимальный ток. С сопротивления 4 напряжение смещения поступает на базу триода V При таком смещении реле срабатывает и его контакты коммутируют соответствующие цепи системы автомаги-ки и сигнализации.

Если же уровень морской воды достигает уровня установки датчика, электроды обт емного витка нагружаются электросопротивлением объема воды. В нагруженном объемном витке возникает ток, вследствие чего в ферритовом кольце катущки индуктивности L уменьшается магнитный поток, понижается индуктивное сопротивление, резко ухудшается общая добротность контура и происходит срыв генерации. Ток, проходящий через триод 1 при этом минимален, минимально и напряжение смещения на базе триода Т и ток в коллекторной цепи. Следовательно, и в обмотке исполнительного реле ток становится значительно меньше тока отпускания реле, т. е. реле практически обесточивается и контакты реле производят коммутацию цепей, сигнализируюнщх о повышении уровня морской воды.

Электронное реле уровня практически безынерционно, так как остаточные проводящие пленки после понижения уровня проводящей среды ниже уровня установки датчика не могут вызвать контактирования корцуса с контактным кольцом, т. е. не могут создать зам кнутый объемный виток.

Предмет изобретения

Электронное реле уровня, содерлсащее высокочастотный генератор, индуктивный датчик уровня и работающий в ключевом режиме каскад, отличающееся тем, что, с целью поеыщения точности, датчик выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого служит шунтом высокочастотного контура генератора, а вторичная обмотка представ.тяет собой незамкнутый виток, содержащий основание с центральным стержнем и стакан с прорезями на боковой стенке.