Сигнализатор уровня Советский патент 1975 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам контроля уровня жидких и сыпучих взрывоопасных сред и может применяться в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности. Известны устройства для измерения уровня сыпучих и жидких сред, основанные на принципе измерения активного сопротивления между электродом датчика и контролируемой взрывоопасной средой, содержапдие источник питания, усилитель постоянного тока, реле времени, электродный датчик с охранным кольцом. Недостатками известного устройства являются низкие помехоустойчивость и надежность, которые обусловлены тем, что усилитель постоянного тока не имеет электрической развязки от цепей датчика, и наводки переменного тока, имеющие место в выходной цепи датчика, поступают на вход усилителя, что приводит к полным срабатываниям. Кроме того, отсутствие развязки между цепями датчика и входом усилителя приводит к выходу усилителя из строя при случайных замыканиях силовой сети с кабелем, соединяющим электрод. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и разделение искроопасных цепей усилителя и искробезопасных цепей датчика. Указанная цель достигается тем, что сигнализатор снабжен магнитным усилителем, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, выходная обмотка соединена со входом детектора, а обмотка управления соединена одним концом с электродом датчика, а другим - с охранным кольцом и искробезопасным выходом источника питания. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемого сигнализатора. Сигнализатор уровня содержит источник переменного напряжения 1, от которого питается выпрямитель 2, питающий в свою очередь усилитель постоянного тока 3, реле времени 4 и выпрямитель 5, имеющий искробезопасный выход. Вход усилителя 3 через детектор 6 соединен с выходной обмоткой магнитного усилителя 7, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, а обмотка управления - одним концом соединена с электродом датчика 8, а другим концом - с искробезопасным выходом выпрямителя 5 и охранным кольцом датчика. Магнитный усилитель выполнен на Ш-образном сердечнике, имеющем прямоугольную петлю гистерезиса, причем на боковых кернах сердечника размещены обмотка возбуждения и выходная, имеюшая равное количество витков, каждая из которых состоит из двух равных частей, включенных встречно-последовательно. На среднем стержне сердечника размещена обмотка управления.

Такое включение обмоток обеспечивает вычитание магнитных потоков, создаваемых каждой секцией обмотки возбуждения и замыкающихся ио среднему стержню, и следовательно, Э.Д.С., наводимая в обмотке управления в каждый момент времени, равна нулю, а Э.Д.С., которые индуктируются в секциях выходной обмотки, складываются.

Детектор 6 предназначен для детектирования сигнала, снимаемого с выходной обмотки магнитного усилителя и его инвертирования и подключен своим выходом на вход усилителя постоянного тока 3.

На выходе усилителя 3 включено электромагнитное реле, управляющее реле времени 4. Усилитель постоянного тока имеет релейную выходную характеристику и независимый выход, необходимый в некоторых случаях, например, для предупредительной сигнализации или индикации.

Реле времени 4 имеет электронную схему с регулируемой выдержкой времени, позволяющей производить необходимую уставку выдержки времени. На выходе реле времени также включено электромагнитное реле, контакты которого выведены в цепь сигнализации, индикации или управления. Кроме того, реле времени имеет независимый вход, что позволяет в необходимых случаях использовать уровнемер и как реле времени.

Электродный датчик уровня 8 снабжен охранным кольцом, которое предназначено для уменьшения активных утечек тока мелсду электродом и «землей в условиях сильной запыленности и большой влажности.

Сигнализатор работает следуюц им образом. При включении сигнализатора в сеть и незаполненной емкости цепь обмотки управления, последовательно с которой включен электродный датчик уровня, разомкнута, по обмотке возбуждения протекает переменный ток, в выходной облютке индуктируется э.д.с., которая детектируется детектором и инвертируется, т. е. на входе усилителя имеется запирающий потенциал, усилитель выключен, реле времени выключено; в обмотке управления переменная э.д.с. отсутствует.

При достижении материалом заданного контролируемого уровня цепь обмотки управления замыкается через контролируемый материал, «землю и электрод датчика уровня, и по обмотке протекает постоянный ток, что приводит к насыщению сердечника магнитного усилителя, э.д.с. выходной обмотки равна нулю, на выходе детектора-инвертора появляется открывающий усилитель сигнал, срабатывает выходное реле усилителя, а затем реле времени после истечения установленной выдержки.

После снижения уровня материала цепь обмотки управления размыкается, и схема приходит в исходное состояние.

Замыкание концов обмотки управления не приводит к срабатыванию сигнализатора, так как наведенная в ней э.д.с. равна нулю.

Постоянно действующие или импульсные «наводки переменного тока в цепи обмотки управления не влияют на работу схемы, так как обмотка управления имеет значительно большее число БИТКОВ по сравнению с выходной обмоткой, и э.д.с. помехи будет ослаблена в соответствии с коэффициентом трансформации. Кроме того встречно-носледовательное включение секций выходной обмотки приводит к тому, что наведенные в них э.д.с. помехи взаимно компенсируются и не попадают на вход усилителя.

При попадании силового напряжения на вход обмотки управления в результате замыкания кабеля, соединяющего электрод датчика с сетью, сердечник насыщается, а элементы усилителя оказываются защищенными от силового напряжения вследствие имеющейся электрической развязки.

Таким образом, сигнализатор обеспечивает полную помехоустойчивость устройства от «наводок переменной э.д.с. в цепи управления, защиту элементов усилителя от случайных замыканий силовой сети с кабелем, соединяющим электрод датчика, электрическую развязку искробезопасной цепи датчика от искроопасной входной цепи усилителя постоянного тока.

Предмет изобретения

Сигнализатор уровня жидких и сыпучих сред, содержащий электродный датчик с охранным кольцом, источник питания с искробезопасным выходом, усилительный блок, включающий в себя последовательно соединенные детектор и усилитель постоянного тока, и блок регулируемой временной задержки, отличающийся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости и разделения искроопасных цепей усилителя и искробезопасных цепей датчика, он снабжен магнитным усилителе.м, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, выходная обмотка соединена со входом детектора, а обмотка управления соединена одним концом с электродом датчика, а другим - с охранным кольцом и искробезопасным выходом источника питания.

8 цепь сигнализации, индикации или упрадленая

Независимый бкод - Независимый дыход