Терморезисторный сигнализатор уровня жидкости Советский патент 1980 года по МПК G01F23/22 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, для сигнализации уровня жидкого топлива в баках лётате.пьных аппаратов,

Известны терморезисторные сигналзаторы уровня жидкости, основанные на различии коэффициентов теплоотдачи терморезистора в жидкости и газе, содержащие измерительный мост с рабочим и эталонным терморезисторами, работающими с перегрев относительно температуры окружающей среды за счет йротекаилдего по терморезисторам тока 1.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является сигнализатор уровня, содержащий MCJCT, образованный терморезисторами, усилитель и индикатор 2.

Недостатком этих сигнализаторов является малое быстродействие, вызванное бо 1ьшим временем задержки, обусловленной постоянной времени терморезистора.

Цель изобретения - повышение быстродействия терморезисторного сигнализатора уровня жидкости.

Это достигается тем, что в тер морезисторный сигнализатор уровня

жидкости, дополнительно введены две последсеательно соединенные схемы совпадения, включенные между усилителем и индикаторс 1, два пороговых устройства, подк.гаоченныр к входам упомянутых схем совпадения, и запоминающее устройство, COL диненное с выходсм усилителя и входами пороговых устройств, а также

0 тем, что запоминающее устройство выполнено в виде последовательно соединенных интегратора, к.пюча и

усилителя, а также генератора опроса,. подключ енного к ключу, при этом

выход интегратора соединен с входе усилителя.

На чертеже изображена структурная схема предложенного терморезистор ного сигнализатора уровня жидкости.

ТеЕ орезисторный сигнализатор уровня жидкости содержит мост,состоящий из резисторов 1 и 2, рабочего терморезистора 3, расположенного в защитной теплопроводящей оболочке и не имеющего непосредственrtoro контакта со средой и эталонного терморезистора 4, усилитель 5, запоминающее устройство 6, состоящее из ключа 7, интегратора 8, генератора 9 опроса и лополнитёльного усилителя 10, плюсовое 11 и минусовое 12 пороговые устройства, плюсовую 13 и минусовую 14 схемы совпадения и индикатор 15. Диагональ моста через усйЛйтёль 5 соединена с плюсовой схемой 13 совпадения. Индикатор 15 соединен через плюсовую 13 и минуйовую 14 схемы совпадения с услИтелём 5, к выходу которого подсоединено запоминающее устройство б, дополнительный усилитель 9 которого подсоединен через плюсовое пороговое устройство 10 к плюсовой схеме 12совпадения, а через минусовое пороговое устройство 11 - к минусовой схеме 13 совладения,

Тёрморезйсторный сигнализатор уровня жидкости работает следующим

образом. :

При подаче питания на мост через рабочий 3 и эталонный 4 терморезисторы протекает тсж, вызывающий их нагрев до температуры, превышающей температуру окружакчцей- среды. Резисторы 1 и 2 имеют, одинаковую величину сопротивления и поэтсмлу, еслирабочий терморезистор 3 находится в воздухе, на выхсяе моста сигнал равен нулю и -на выходе усилителя 5 присутствует сигнал положительной амплитуды, который соответствует логической единице на входе плюсовой cxejyibi 13 совпадения. Динамичеркоё -запоминающее устройство имеет два периода работы.В первом периоде ключ 7 управляемый генератором 9 опроса замкнут. Так как запсхлинающее устройство представляет собой усилитель со 1СО%-ной положительной связью, то на интеграторе 8 уйтанавл .вается напряжение равное напряжению на входе дополнительного усилителя 1 а на выходе усилителя 10 - напряжение равное нулю. Во втором периоде ключ 7 разомкнут. На вхсдах усилителя 10 происходит сравнение сигнала с выхода усилителя 5 с. напряжением на интеграторе 8. Если напряжение на выходе усилителя 5 постоянное, то на выхсде дополнительного усили теля 10 напряжение равно нулю. Если напряжение на выходе усилителя 5 уменьшается, т.е. изменяется от положительного до отрицательного , то на выходе усилителя 10 появляются Импульсы положительной полярности. При увеличении напряже.ния на выходе усилителя 5 на выходе усилителя 10 появляются импульса бт эйцаТёльной полярности. Таким образе, когда датчик находится в воздухе, на выходе усилителя- 5 присутствует напряжение положительной полярности и постоянное, а на выходе усилителя 10 сигнал равен нулю. При этом на выходе плюсового 11 и линусового 12 пороговых устройств имеется сигнал положительной полярности. На выходе

4

плюсовоя схемы 13 совпадения сигнал равен нулю, так как на обоих ее входах напряже н ия положительны к соответству1от логичёским единицам. На выходе минусовой схемы 14 совпадения присутствует напряжение положительной полярности и индикатор сигнализирует о нахождении датчика в воздухе. При погружении даТчика в жидкост температура рабочего терморезистора понижается за счет увеличения теплопроводности среды, следовательно, существенно возрастает его сопротивление, что вызывает разбаланс моста и уменьшение напряжения на выходе усилителя 5 от положительного, значения до отрицательного. На выходе усилителя.10 появляются импульсы положительной полярности, от которых сработает плюсовое пороговое устройство 11 и на его вьдходе устанавливается напряжение равное нулю на время переходного процесса. На выходе плюсовой схемы 13 совпадения напряжений изменяет знак и становится равным логической единице. На выходе минусовой схемы 14 совпадения устанавливается сигнал равный нулю, а индикатор 15 сигнализирует о нахождении датчика в жидкости. Отрицательное напряжение на выходе усилителя 5 соответствует нулю для схемы 13 совпадения. Поэтому после окончания переходного процесса в датчике, когда на выходе плюсового порогового -ус тройств а 11 устанавливается логическая единица, на выходе . плюсовой схемы 13 совпадения напряжение остается равньм логической единице. На минусовой схеме l4 совпадения присутствует логический нуль, а индикатор 15 указывает о там, что датчик находится в жидкости. При Изменении уровня жидкости и попадении рабочего терморезистора 3 в воздух температура рабочего терiviopesHCTOpa 3 медленно возрастает за счет уменьшения теплопроводности среды. Сопротивление рабочего тер орезистора 3 уменьшается до величины сопротивления эталонного термЬрезйстора 4. На выходе усилителя 5 выходное напряжение медленно нарастает от отрицательного до положительного. На выходе усилителя 10 :Присутствуют импульсы отрицательной полярности, от которых срабатывает минусовое пороговое устройство 12 и на его выходе устанавливается напряжение равное нулю, что соответствует на выходе минусовой схемы 14 совпадения логической единице и приводит к изменений) показания индикатора ,

При установлении на выходе усилителя 5 положительного напряжения, на выходе плюсовой схемы 13 совпадения устанавливается напряжение равное нулю, что вызывает сохранение логической единицы на выходе ми нусовой схемы 14 совпадения и с,охранение показания индикатора 15 - возДУХ. .

Формула изобретения

1. Терморевисторный сигнализатор уровня жидкости, содержащий мост,, образованный те 1орезисторами и резисторг1ми, усилитель и индикатор, отличающийся тем, что/ с целью увеличения быстродействия, в иего дополнительно введены две последоватально соединенные схемы ровпадения, включенные между усилителем и индикатором, два пороговых устройства, подключенные к входам

упомянутых схем совпадения, и запоминающее устройство, соединенное с выходом усилителя и входами пороговых устройств.

2. Терморезисторный сигнализатор уровня жидкости по п. 1, отличающийся тем, что запоминающее устройство 1выполненов виде последовательно соединенных интегратора, ключа и усилителя, а также генератора опроса, подключенного к

0 ключу, при этом выход интегратора соединен с входом усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

5 263922, кл. G 01 F 23/22, 1968.

2.Патент Великобритании №1406873, кл. G 01 N, 1976.