Система контроля уровня жидкости

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (>>) 625636 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 30. 12.75 (21) 23032. 39/18-10 (23) Приоритет 10.03.75(32) Р 25 10 356.4 (51) g O1 F23/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 25.09. 78.Бюллетень №35 (45) Дата опубликования описания 06.09.7 (53) УДК681. 128, . 64 (088.8 ) Иностранец

Хельмут Глазер (ФРГ) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Сименс АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам контроля уровня жидкостей, и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известное устройство контроля уровня, содержащее термореаисторные датчики, включенные в плечи моста, подогревател ь с регулятором тока подогрева, контрольное устройство и индикатор, Такие приборы нуждаются в тарировке на месте эксплуатации, что не всегда возможно (1).

Наиболее близким по технической сущности является сигнализатор уровня, в котором терморезисторные датчики включены в плечи моста, подключенного к источнику переменного тока с двухпозиционным релейным регулятором, а выходная диагона1b подключена к последовательно соединенным усилителю, пороговому устройству и реле (2).

Недостатками известного устройства являются влияние проводов, соединяющих датчики с мостом, недостаточная точность измерения и невысокая надежность, обусловленная отсутствием контрольного устройства.

Цель изобретения — повышение надежности.

Это достигается тем, что источник питания моста выполнен в виде источника пос тоянного тока, а для контроля питания моста введен датчик предельного напряжения питания, соединенный с блоком оповещения контрольного устройства.

Кроме того, в цепь регулятора тока подо1о грева плеча моста введены запоминающее устройство и датчик предельного значения тока подогрева, причем запоминающее устройство подключено ко входу регулятора тока подогрева, а датчик предельного значе15 " ния тока подогрева — к его выходу.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — изображен график, иллюстрирующий работу устройства.

Система контроля содержит мост 1, ко о торый выполнен из четырех сопротивлений

2 — 5. Величины сопротивлений 2 — 5 выбраны так, что при одинаковой температуре напряжение в выходной диагонали 6 моста равно нулю. ной спирали. Такой контроль над работоспособностью существенно пов.».шает эксплуатационную надежность всего устройства.

В индикаторе 15 сиг.",ал датчика порогового устройства 12 через линию задержки

31 непосредственно подводится к клемме.32, и через инверторный каскад 33 — к клемме

34. Через штепсельный мостик 35 клемма

34 или клемма 32 соединяется с входной клеммой 36 логического элемента 37, который образован цифровым логическим элементом. Изменяя положение перемычки 35, можно установить нахождение датчика в парах или в жидкости. Логический элемент 37 выполнен так, что к сигнальному каскаду 14 подводится Н-сигнал, если такой сигнал присутствует на клемме 36 и, следовательно,,критерий измерения выполнен, а если кон. трольное устройство 38 (контрольная кнопка) не сработала, на втором входе 39 логического элемента 37 возникает L-сигнал. Подведенным от сигнального каскада Н-сигналом задействуется реле 14 и, посредством рабочих контактов 40 замыкается сеть питания второго внутреннего сигнального датчика, например лампы-41.

Логический элемент 37 выполнен из двух элементов И 42 и 43 и одного элемента ИЛИ

44. Вход И элемента 42 соединен с клеммой

36, а второй вход — с контрольной кнопкой 38. И элемент 43 имеет выполняющий логическую операцию НЕ вход 45, который через линию .задер>кки 46 соединен с контрольной кнопкой 38: Второй вход И элемента 43 соединен с клеммой 36. Выходы элементов 42 и 43 подключены к элементу ИЛИ

44, вход которого соединен с реле 14.

Контрольная .киота 38 через третью линию задержки 47 соединена с реле 48. Нормально замкнутый контакт 49.реле 48 соеди няет запоминающее устройство 19 непрерывных величин с усилителем 18. Посредством контакта 50 в переключающем устройстве

10 происходит изменение тЬка питания.моста в источнике 9. При этом в переключающем устройстве 10 предусмотрена штепсельная перемычка 51 для установки при контроле устройства во время задействования контрольной кнопки 38 требуемого сигнала «датчик в атмосфере пара» или «датчик в жидкости».

Для сигнального каскада 14 предусмотрен так называемый «контур надежности», который создается последовательным включением нормально замкнутых контактов 52 реле 48 и 53 реле 27 с выходным контактом 54, что предотвращает выдачу ложной информации во внешнюю цепь через клеммы

55. Если задействована контрольная кнопка

38 или сработало оповещающее устройство

27, то через нормально замкнутые контакты

52 или 53 «контур надежности» разрывается, да>ке если сигнальный каскад 14 показывает выполнение критерия измерения, и рабочий контакт 54 срабатывает.

625636

Терморезисторы моста 1 расположены внутри сосуда (на чертеже не показаны), уровень в котором контролируется.

Одно из этих двух сопротивлений имеет электроподогреватель 7. 5

Через вход 8 измерительный мост 1 питается от источника 9 постоянного тока с переключающим устройством 10.

Выход 6 моста соединен с последовательно соединенными дифференциальным усилителем 11 и пороговым устройством 12, имеющим регулируемый порог срабатывания, который задается резистором 13, а выход порогового устройства 12 соединен с устройством 14 оповещения, выполненным, например, в виде реле, который является одним из звеньев индикатора 15.

В цепи управления током нагрева сумматор 16 соединен со вторым выходом усили- теля 11 и задатчиком 17. К сумматору 16 подключен усилитель 18, который через за- поминающее устройство 19 соединен с управляющим входом преобразователя 20, служащего регулятором тока подогрева, который через проводник 21 питает импульсным током сопротивление 7, причем скважность импульсов меняется в зависимости от подводимого регулирующего сигнала, и тем са- . мым, регулируется ток нагрева для нагревательной спирали 7 измерительного датчика 2. Величина тока нагрева ограничивается датчиком 22 предельного значения тока, подогрева. Максимальная величина тока регулируется сопротивлением 23. При этом от датчика 22 через линию связи 24 регулирующий сигнал уменьшается при возрастании тока н а гр ева.

Детектором фиксируется подаваемое источником постоянного тока напряжение питания измерительного моста. Напряжение питания моста возрастет. до максимума, если измерительная спираль разорвется. К детектору подключен датчик 25 предельного значения напряжения питания, который в индикаторе 15 через вход цифрового логического элемента ИЛИ 26 соединен с реле 27, выполняющим функции устройства оповещения. Если в измерительных сопротивлениях

2 — 5 (роисходит обрыв спирали, на вход элемента ИЛИ попадает Н-сигнал, и реле пос средством рабочих контактов 28 включает сигнальную лампу 29.

Другим измерительным датчиком 30 фиксируется, протекает ли ток нагрева, или он отсутствует из-за разрыва нагревательной >0 спирали сопротивления 7. Датчиком 30 является преобразователь частоты в напряжение, который устанавливает нагрузку регулятора 20. Если частота падает, то уменьшается средняя величина выпрямленного тока, и измерительный датчик 30 дает сигнал

НЕТ на второй вход цифрового логического элемента 26. Этому сигналу также соответствует срабатывание реле 27, после чего следует сообщение о разрыве нагревагель625636

Формула изобретения

55

Принцип действия поясняется графиком, приведенным на фиг. 2, где дана зависимость выходного напряжения моста Vg, от давления р в контролируемом сосуде. При этом кривая 56 соответствует изменению напряжения, которое вызывается заданным пос тоянным током нагрева, установленным за датчиком 17. Задается также условие, при котором устройство срабатывает, когда датчик находится в жидкости, что определяется положением штепсельных перемычек 35 и

51. Если сопротивления 2 — 5 моста 1 для измерения сопротивления находятся при одииаковой температуре, то выходное напряжение Vg„ненастроенного моста 1 равно нулю, что соответствует абсциссе на фиг. 2. Если сопротивления 2 и 3 погружены в воду и сопротивление 2 подогревается нагревательным сопротивлением 7, то выделяемое тепло все время отводится жидкостью, и фиксируется лишь незначительная разность температур и сопротивлений между сопротивлениями 2 и 3. Выходное напряжение VgÄ моста принимает некоторое значение, примерно соответствуюшее кривой 57. Это значение напряжения лежит ниже заданной порогом срабатывания датчика порогового устройства 12 прямой 58 в зоне сообшений Л.

Благодаря каскаду инвертора 33 в индикаторе 15 на входной клемме 36 логического элемента 37 возникает сигнал НЕТ. Так как кнопка контроля 38 не задействована, на вто- з0 ром входе 39 логического элемента 37 возникает ДА-сигнал, и при этом на сигнальном каскаде 14 находится сигнал НЕ и реле срабатывает. Если датчики 2 и 3 вышли из воды и находятся в атмосфере пара, то спи35 раль 7 нагревает сопротивление 2, из-за плохой теплопередачи в паре разность температур между сопротивлениями 2 и 3 увеличивается. Вследствие этого повышается выходное напряжение моста V . Если выход ное напряжение моста V превышает установленную прямой 58 заданную величину и находится в зоне сообщений В, то срабатывает пороговое устройство 12 и благодаря инвер тору 33 на клемме 36 логического элемента

37 возникает ДА-сигнал и реле 14 отпускает.

Чтобы уменьшить ток нагрева при низком давлении в сосуде, если он достигает недопустимой для нагревательного сопротивления 7 величины, зона измерения В ограничена прямой 59, положение которой устанавливается порогом срабатывания датчика 22.

Если необходимо задать срабатывание реле 14 (датчики находятся в парах жидкостей), то штепсельная перемычка 35 приводится в положение, указанное пунктиром на фиг. 1. Благодаря питанию моста из источника постоянного тока соединительные проводники не влияют на работу устройства. Поэтому отпадает необходимость в юстировке на месте монтажа, обусловленная наличием соединительных проводов и их сопротивлением, что существенно облегчает монтаж.

В устройстве предусмотрено контрольное устройство 38, которое включается контрольной кнопкой, при этом изменяется ток питания моста. Это изменение тока достигается переключающим устройством IO, которое имеет переключающий контакт 50 реле 48.

Во время контроля из-за скачкообразного изменения выходного напряжения моста

Vg„, особенно если сопротивление моста снижается, может произойти перегрев сопротивления 2, так как устройство регулирования стремится выровнять падение напряжения, которое происходит из-за сильного перегрева. Эта опасность возникает особенно в том случае, если сопротивления 2 и 3 находятся в атмосфере пара, а при контроле требуется получить сигнал «датчик в жидкости» и этот контрольный сигнал очень продолжителен.

Для избежения перегрева введено запоминающее устройство 19 непрерывных величин, которое нормально замкнутым контактом 49 соединено с сумма-ором 16. При сраба ывании контрольной кнопки 38 нормально замкнутый контакт 49 размыкается и отделяет запоминающее устройство непрерывных величин от датчика сигналов 16 на время считывания. В качестве управляющего сигнала к преобразователю 20 в течение времени считывания подводится сигнал, зафиксированный запоминающим устройством до включения контроля. Этот сигнал в течение времени считывания остается примерно постоянным и, тем самым, предотвращает перегрев сопротивления 2.

1. Система контроля уровня жидкости, содержащая терморезисторные датчики, включенные в плечи моста, причем один из них имеет электронагреватель, источник питания измерительного моста, снабженный двухпозиционным релейным переключателем, регулятор тока подогрева плеча моста, подключенный к выходу измерительного моста усилитель, пороговое устройство и контрольное устройство с блоком оповещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, источник питания моста выполнен в виде источника постоянного тока, а для контроля питания моста введен датчик предельного напряжения питания, соединенный с блоком оповещения контрольного устройства.

2. Система Ilo п. 1, отгичающаяся тем, что в цепь регулятора тока подогрева пле625636

Foe 2

Составитель H. Варнек

Рсиык ор H. Разумовы Текрел 0.,!уговая Корректор С. Патрчшсвы )

111111И11И Государственного комитеты Совета Министров СССР ио делам изобретений н открыл нй

11308>. Москва, Ж-З5, Рауиикая иао., л. 4/5

Филиал I IIIH «Патент», г. Ужгород, ул. 11роектныя, ча моста введены запоминающее устройство и датчик предельного значения тока подогрева, причем запомина1ощее устройство подключено ко в оду регулятора т<>ка подогрева и датчик предельного значения тока подогрева — к его вы.коду.

Источники информаиии. принятые во внимание при экспертизе:

1. Siemens — Хе11вЬ 1гь 1968, ¹ 42. с. 746748.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 461308, кл. G 0l Г 23/22 1973.