<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontaktlosen Umsetzung des Signals eines Messfühlers mit Digitalausgang, mit einem Oszillator, dem ein Transformator und ein Ausgangsgleichrichter nachgeschaltet sind.
Für den Automationsbetrieb von Gasturbinen, Kesseln und andern Einrichtungen ist zur Durchführung der einzelnen Operationen die Umsetzung von Rückmeldungen von grosser Wichtigkeit. Diese Meldungen sind meist von digitalem Charakter und unterschiedlichem Spannungspegel und hängen vom verwendeten Fühler ab.
Für die Verarbeitung solcher Rückmeldungen im logischen Teil eines Automationssystems ist es notwendig, die Signale auf denselben genormten Pegel zu übertragen. Dies ist eine Dringlichkeitsfrage, da man zwecks Erhöhung der Betriebssicherheit bei den Rückmeldungen eine zehn- bis zwanigmal höhere Spannung verwendet, als die Spannung beträgt, mit der der Logikteil eines Automationssystems der meist in Halbleitertechnik ausgeführt ist, arbeitet. An die Umsetzer werden daher hohe Ansprüche, insbesondere was die Verlässlichkeit, die Unempfindlichkeit gegenüber Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen und Änderungen der Raumtemperatur, sowie den Energiebedarf, die galvanische Trennung des Eingangssignals vom Ausgangssignal, usw. betrifft.
Es sind bereits Einrichtungen der eingangs beschriebenen Art bekannt, deren Schwingkreis aus einer Vielzahl von Kondensatoren und Widerstandselementen aufgebaut ist.
Diese kontaktlosen Umsetzer sind zwar im Gegensatz zu den bekannten, mit Relais arbeitenden Kontaktumsetzern unempfindlich gegenüber Staub, Feuchtigkeit und Vibrationen und haben auch einen geringeren Energiebedarf und kleinere Abmessungen. Nachteilig an diesen Umsetzern ist jedoch, dass sie zum einen lediglich zur Gleichstromübertragung herangezogen werden können und zum andern stets nur für einen ganz bestimmten Spannungspegel, der sich nur in relativ kleinen Toleranzen ändern kann, so dass für jeden zu übertragenden Spannungspegel ein anders dimensionierter Umsetzer erforderlich ist. Hiezu kommt noch der relativ komplizierte, aus einer Vielzahl von Elementen bestehende Aufbau dieser Umsetzer.
Aufgabe der Erfindung ist daher, diese Nachteile zu vermeiden und einen Umsetzer anzugeben, der universell anwendbar ist, d. h. für die Umsetzung von sowohl Gleich- als auch Wechselstromsignalen in einem weiten Spannungspegelbereich, und gleichzeitig sämtlichen der oben angeführten Anforderungen entspricht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst dass der Oszillator durch ein als HF-Oszillator schwingendes T-Glied gebildet ist, das im Querzweig einen Kondensator, im Eingang einen ohmschen Widerstand und im Ausgang einen DIAC aufweist, wobei der Ausgang des DIAC an den Eingang und der Querzweig des T-Gliedes an den Ausgang der Primärwicklung des Transformators angeschlossen ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung im Schaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit-l-ein Fühler mit Digitalausgang bezeichnet, der in einem gewissen Zeitabstand ein oder mehrere Signale eines bestimmten Spannungspegels abgibt. Diese Signale werden durch einen Oszillator --2-- verarbeitet und zu HF-Impulsen umgebildet, die sodann durch einen Transformator --3-- auf den entsprechenden Spannungspegel transformiert und durch eine Ausgangsgleichrichterstufe --4-- gleichgerichtet werden. Das Ausgangssignal mit Normpegel an den Klemmen --15, 16--ist an ein (nicht dargestelltes) Logiksystem geführt.
Gemäss der Erfindung besteht der Oszillator --2-- aus einem T-Glied, das im Eingang einen Widerstand --5--, im Querzweig einen Kondensator --6- und im Ausgang einen DIAC --7-- aufweist, wobei der Ausgang des DIAC --7-- an den Eingang und der Querzweig des T-Gliedes an den Ausgang der Primärwicklung --8-- des Transformators --3-- angeschlossen ist, und das T-Glied infolge entsprechender Dimensionierung seiner Elemente als HF-Oszillator schwingt. Das Signal aus dem Fühler-l-ladet über den Widerstand --5-- den Kondensator --6-- auf.
Sobald die Spannung am Kondensator --6-- den Schaltwert des DIAC --7-- erreicht, schaltet letzterer, und der Kondensator --6-- entladet sich über die Primärwicklung --8-- des Transformators auf einen Spannungswert, der dem Abkuppeln des DIAC-7-- entspricht. Nach der Abschaltung durch den DIAC --7-- beginnt der Kondensator --6-- sich wieder aufzuladen. Dieser Zyklus wiederholt sich, solange ein Signal aus dem Fühler-l-kommt.
<Desc/Clms Page number 2>
Bei der Entladung des Kondensators --6-- über die Primärwicklung --8-- entsteht in der Sekundärwicklung --9-- des Transformators --3-- ein Impuls, der über Gleichrichterdioden --10 und 11-an einen Filterkondensator --12-- mit parallelgeschaltetem Belastungswiderstand --13-- gelangt. Das auf diese Weise gewonnene Gleichstromsignal mit Normpegel ist an die Ausgangsklemmen --15 und 16-geführt.
EMI2.1
380 V, verwendbar ist, wobei die Polarität des Signals aus dem Fühler keinen Einfluss auf die Funktion des Umsetzers und auf die Polarität des Ausgangsnormsignals hat, und anderseits an Stelle von Gleichstromsignalen auch Wechselstromsignale aus dem Fühler-l-verarbeiten kann.
Der Energiebedarf ist abhängig vom Wert des Eingangswiderstandes und beträgt nur einen Bruchteil jenes eines Relaisumsetzers. Der Anforderung auf galvanische Trennung von Eingang und Ausgang wird durch Isolierung des Transformators entsprochen. Die Einrichtung ist wenig empfindlich gegenüber Änderungen der Umgebungstemperatur, so dass keine Klimatisierung erforderlich ist. Infolge der kontaktlosen Ausführung ist die Einrichtung auch gegenüber Vibrationen sowie gegenüber Staub und Feuchtigkeit unempfindlich.
Weitere Vorteile der Einrichtung liegen in ihrer langen Lebensdauer und den kleinen Abmessungen, was auf den niedrigen Energiebedarf bzw. die Anwendung von Halbleiterbauteilen zurückzuführen ist.