ДАТЧИК ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ жидкихПРОДУКТОВ в ПОТОКЕ Советский патент 1971 года по МПК G01N27/02 

предлагаемое устройство относится к высокочастотным бесконтактным датчикам для непрерывного контроля проточных продуктов с автоматической записью.

Датчики такого типа известны. Однако измерительная ячейка в известных приборах связана с высокочастотным устройством и с индикаторным нрибором высокочастотным кабелем ограниченной длины, что исключает их применение для дистанционного контроля проточных жидких продуктов на значительных расстояниях от пункта контроля до пульта измерения, регистрации и управления.

Такие приборы при колебаниях температуры контролируемого продукта могут давать неверные показания из-за отсутствия температурной компенсации возникающих при этом колебаний электропроводности.

В предлагаемом устройстве применен индикаторный прибор постоянного тока, в измерительную мостовую схему введены элементы температурной компенсации с регулируемым температурным коэффициентом, в датчик введена схема, сигнализирующая о его неисправности, а все узлы датчика размещены в одном герметичном кожухе. Все это позволило повысить надежность результатов измерений и проводить их дистанционно.

чика; на фиг. 3 дана принципиальная измерительная схема с регулируемой температурной компенсацией и схема сигнализации о неисправности датчика.

По стеклянной трубке / идет контролируемый продукт, металлические обкладки 2 соединены с «массой датчика, к металлической обкладке 3 подводится напряжение от генератора ВЧ. Стеклянная трубка / и обкладки 2 и 3 составляют проточную ячейку, помещенную в герметичный металлический кожух 4 с фланцами 5 для врезки датчика в трубопровод с контролируемым продуктом. На панели 6 расположены генератор ВЧ, измерительная термокомпенсированная схема и схема сигнализации о неисправности датчика; на панели 7 расположен стабилизированный источник питания. Герметичный электроразъем 8 служит для подвода питания, вывода сигнала с датчика на самописец и вывода напряжения от стабилизированного источника питания на контрольную лампочку. Пробка 9 закрывает отверстие для регулировки термокомпенсации (10 - герметизирующие прокладки).

На фиг. 2 дана блок-схема датчика. С транзисторного генератора 11 с частотой 20- 30 мгц ВЧ напряжение поступает на измерительную схему 12 с проточной ячейки 13 и на схему сигнализации 14 о неисправности датчика. Сигнал с измерительной схемы 12 идет

на самописец в виде иостояииого напряжения, величина которого изменяется в зависимости от изменения параметров контролируемого продукта. При неисправиости датчика схема сигнализации 14 искажает сигнал с измерительной схемы 12 таким образом, что перо самописца уходит на край шкалы.

Стабилизированный блок питания 15 питает генератор ВЧ 11, схему сигнализации 14 о неисправности датчика и контрольную лампочку, сигнализирующую о включении датчика и исправности блока питания.

На фиг. 3 регистраторы Ri, Rz, проточная ячейка П иолупеременный конденсатор Сз составляет мостовую схему. Введение в мостовую измерительную схему полуперемениого конденсатора Сз, являющегося эквивалентом ироточиой ячейки Я, позволяет подавать на диоды Д1 и Да при балансировке моста одинаковые напряжения высокой частоты, благодаря чему резко уменьшается влияние иеидентичности параметров этих диодов на сигнал с датчика при колебаниях питающего мост напряжения.

Резисторы Rz - Rs и RT - Rio, являющиеся нагрузками диодов Д1 и Д2 соответственно, а также терморезисторы 5 и R7 служат элементами схемы, осуществляющими компенсацию измерений электропроводности контролируемого продукта при изменении его температуры. Переменные резисторы Rs, R, Ks, Rg служат для регулировки степени этой компенсации для различных продуктов с отличающимися друг от друга температурными коэффициентами электропроводности.

Диоды Дз и Д/,, конденсатор С/,, резистор п, транзистор TI и реле Р составляют схему сигнализации о неисправности датчика. Работает она следующим образом. Напряжение высокой частоты, поступающее от генератора, выпрямляется диодом Дз. Если наиряжеиие на конденсаторе С выще порогового напряжения стабилитрона Д, то через базу транзистора Ti идет ток, транзистор открыт, срабатывает реле Р и один из проводов, идущих к самописцу, подсоединяется к измерительной схеме.

Если напряжение ВЧ от генератора недостаточно по амплитуде или вообще отсутствует, транзистор TI закрыт, реле Р обесточено и провод, идущий к самописцу, отсоединяется от измерительной схемы и присоединяется к источнику питания, напряжение которого зиачительно выще, чем напряжение на проводе, постоянно соединяющем самописец с измерительной схемой датчика. Перо самонисца при этом уходит на край щкалы, сигнализируя о неисправности датчика.

Выход из строя элементов схемы, сигнализирующей о неисправности датчика, также приводит к уходу пера самописца на край шкалы. Взаимодействие элементов схемы осуществляется следующим образом. При включении датчика напряжение от блока стабилизованного питания 15 (см. фиг. 2) подается на транзисторный генератор ВЧ 11, схему сигнализации о неисправности датчика и контрольную лампочку, сигнализирующую о включении датчика и блока питания. Напряжение ВЧ от генератора 11 поступает на резисторы Ri и Re мостовой измерительной схемы (см. фиг. 3) и диод Дз. Напряжение ВЧ на диоде Д1 определяется ВЧ-электропроводностью конденсатора Сз. Полупеременный конденсатор Сз служит

для балансировки мостовой схемы до получения равных постоянных напряжений на конденсаторах Ci и Cz при номинальных параметрах контролируемого продукта. Повыщение электропроводности продукта вследствие повыщения температуры вызовет уменьщение напряжения на диоде Дь а следовательно, и на конденсаторе Ci; при этом напряжение на конденсаторе Cz не изменяется.

Напряжения с конденсаторов Ci и Сз поступают на температурно-зависимые делители напряжения, состоящие из терморезисторов R и 7. переменных резисторов Rs, Ri, Rs и Rs н постоянных резисторов Rz и Rio. Терморезистор 5 включен в верхнее плечо делителя напряжения на конденсаторе Ci, а терморезистор R включен в нижнее плечо делителя напряжения на конденсаторе Сз. Оба термосопротивления должны иметь хорощий тепловой контакт с контролируемым продуктом. При повыщении температуры сопротивление терморезисторов уменьщается, вследствие чего напряжение, идущее к самописцу с делителя Rz - Rb, будет увеличиваться, а с делителя R - Rw уменьшаться, компенсируя этим уменьщеиие

напряжения на конденсаторе Ci.

Таким образом, разность напряжений, иодаваемых с делителей Rz - R Ri - Rio, остается равной нулю при повышении электропроводности вследствие повышения температуры

контролируемого продукта.

При понижении температуры контролируемого продукта сопротивление терморезисторов 5 и R увеличивается, сохраняя равенство нулю напряжений, подаваемых на самописец с

делителей Rz - Rs и R - RK,.

Изменение параметров контролируемого продукта при неизменной его температуре приводит к изменению его высокочастотной электропроводности, а следовательно, и к изменению постоянного напряжения на конденсаторе Ci при постоянстве напряжения на конденсаторе Cz, что будет зафиксировано самописцем. С помощью переменных резисторов з, Rt и RS, Ra, связанных общей осью, осуществляется регулировка влияния термосопротивлений на температурную зависимость делителей PZ- РЬ и - 10. При повороте оси в одно из крайних положений сопротивление резисторов Rs и Rg максимально, а резисторы .4 и Ra закорочены, в результате чего термокомпенсация отсутствует. При повороте оси в другое крайнее положение сопротивление резисторов максимально, тогда как резисторы з и RQ закорочены, при этом термокомпенсация

После установления необходимого коэффициента термокомпенсации напряжение, идущее с датчика на самописец при номинальных параметрах контролируемого продукта, устанавливается равным нулю при помощи полупеременного конденсатора Сз.

Предмет изобретения

1. Датчик для дистанционного контроля жидких продуктов в потоке, выполненный по мостовой измерительной схеме, состоящий из двух резисторов, проточной ячейки, иолупеременного конденсатора и измерительного прибора, отличающийся тем, что, с целью повыщёния надежности результатов измерений и получения возможности проведения дистанционных измерений, на выходе моста включен индикаторный прибор постоянного тока, а в оба конца измерительной диагонали моста включены диоды, нагрузочные резисторы которых соединены с одной точкой запитки моста.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения температурных влияний, в качестве нагрузочных резисторов выпрямляющих диодов в измерительной диагонали моста включены температурно-зависимые делители напряжения.