CS205940B1 - Kapacitní' snímač pro signalizaci úrovně hladiny tekutin a sypkých hmot - Google Patents

Description

Vynález řeší kapacitní snímač pro signalizaci úrovně hladiny tekutin a sypkých hmot.

Pro měřeni úrovně tekutin se používají různá zařízení jak mechanická, tak i elektrická. Z elektrických zařízení se zvláště prosazují kapacitní snímače. Známé kapacitní snímače mají zdroj střídavého napětí - oscilátor stabilizovaný frekvenčně i amplitudově. Signál z oscilátoru se vede na vyvážený můstek. Čidlo snímače rozvažuje můstek, který dává signál do zesilovače, za kterým následuje signalizace. Dále je znám kapacitní snímač, u kterého za oscilátorem je přes kapacitu připojen, laděný obvod LC, no který je přes další kapacitu připojen zesilovač. Na obvodu LC se mění napětí, protože je rozlaďován kapacitním čidlem. Napětí z obvodu LC se zesiluje a vede na signalizaci úrovně hladiny.

Doposud známá kapacitní snímače vyžadují frekvenčně a amplitudově stabilní oscilátory, přesně laděné obvody LC a jsou proto i náročnější při výrobě a při provozu je nutné po delším čase je dolaďovat. Tyto kapacitní snímače v provedení nevýbušném mají těžká čidla, která jsow nevhodná pro malá zásobníky a násypky.

Provedeni kapacitního snímače podle vynálezu odstraňuje nedostatky známých řešení. Kapacitní snímač pro signalizaci úrovně tekutin a sypkých hmot složený z oscilátoru kapacitního čidla, nízkoúrovňového zesilovače a. klopného obvodu podle vynálezu se vyznačuje tím, že výstup z oscilátoru je připojen přes odpor na kapacitní čidlo a na usměrňovač.

205 940

205 940 který je připojený na. nizkoúrovnový zesilovač, jehož výstup je přes klopný obvod připojen na signalizační prostředek. Nizkoúrovnový zesilovač a klopný obvod je připojen přes Zenerovu diodu na záporný pól zdroje, přičemž oscilátor, nizkoúrovnový zesilovač a klopný obvod jsou připojeny na stejnosměrný zdroj stálého napětí. Paralelně k Zenerově diodě je připojený termistor v sérii a odporem a nastavitelný odpor.

Zapojení kapacitního snímače podle vynálezu má velkou citlivost, přičemž odstraňuje složitost a náročnost provedení, která je u známých kapacitních snímačů. Funkce snímače není závislá na přesném nastavení laděného obvodu a proto není nutné; jeho dolaďování při dlouhodobém provozu. Snímač má vyřešenou teplotní kompenzaci a stabilizaci napájecího napětí, Váha snímače je velmi malá.

Na přiloženém výkresu je příklad provedení kapacitního snímače pro signalizaci úrovně hladiny tekutin a sypkých hmot podle vynálezu, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojeni a na obr. 2 funkční schéma zapojení.

Kapacitní snímač sestává z oscilátoru 1, stálého kmitočtu na jehož výstup je přes odpor 2 připojeno kapacitní čidlo 3 a dále přes usměrňovač 4 je připojen nizkoúrovnový zesilovač 5 Výstup nízkoúrovňového zesilovače 5 je zapojený přes klopný obvod β, na signalizační prostředek 7. Nizkoúrovnový zesilovač 5 a klopný obvod 6 jsou připojeny přes Zenerovu diodu 8 na záporný pól zdroje. Oscilátor JL, zesilovač 5 a klopný obvod β jsou připojeny na kladný pól stejnosměrného zdroje stálého napětí 8.

V příkladu provedení kapacitního snímače podle vynálezu je oscilátor zapojen s tranzistorem Vil. Z báze tohoto tranzistoru je připojen kondenzátor Cl a k němu paralelně odpor R2 na záporný pól zdroje. K bázi tranzistoru Vil je též připojen odpor Rl. Mezi kolektor a emitor tranzistoru Vil je zapojena cívka LI v sérii s kondenzátorem C3. Paralelně k cívce LI a kondenzátoru C3 je připojen· kondenzátor C2. Z emitoru tranzistoru VT1 na záporný pól zdroje je připojen odpor R3. Cívka L2 je jedním koncem připojena na záporný pól zdroje a druhým koncem přes odpor R4 na kapacitní čidlo CX pro měření hladiny a přes diodu VD1 na; bázi tranzistoru VI2, k jehož emitoru je připojena báze tranzistoru VI3. Kolektor tranzistoru VI3 je připojen přes odpor R6 na bázi éranzistoru VI 4. K tomuto kolektoru je také připojen odpor R5. Emitory tranzistorů. VT3. VI4 a VT5 jenu propojeny a přes Zenerovu diodu VD2 připojeny na záporný pól zdroje. Paralelně k Zenerově diodě VD2 je připojen odpor R8 v sérii s termistorem R10 a nastavitelný odpor R9. Kolektor tranzistoru VT4 je propojen s bází tranzistoru VT5 a připojen na odpor H7. V kolektoru· tranzistoru VT5 je zapojeno relé Kál, jehož druhý vývod je zapojen na kladný pól zdroje. Na kladný pól zdroje je rovněž připojen kolektor tranzistoru VT6 a přes odpor Rll také báze tranzistoru VT8. která je přes Zenerovu diodu VD3 propojena na záporný pói zdroje. Emitor tranzistoru VT6 je propojen s odpory Rl, R5. R7, s kondenzátorem C4, s kolektorem tranzistoru VI2 a s cívkou LI.

*

Oscilátor s tranzistorem Vil má pevnou vazbu a kmitá v zapojeni se společnou bázi se zpětnou vazbou z kapacitního snímače. Vysokofrekvenčním transformátorem Tl s cívkami LI, L2 se snižuje výstupní impedance oscilátoru. Střídavé napětí vede přes odpor R4 na kapacitní

205 940 čidlo- CX a pře» usměrňovač VD1 na nizkoúrovňový zesilovač a tranzistory VT2 a VT3« Zesílené usměrněni napětí z odporu R4 překlopí klopný obvod s tranzistory VT4 a> VTS a přitáhne relé KA1 v kolektoru tranzistoru VT5. Zvétší-li se kapacita čidla CX, případně ztráty v jejím dielektriku, poklesne napětí za odporem R4 pod úroveň napětí Zenerovy diody VD2, uza.vře s® usměrňovač VD1 i nizkoúrovňový zesilovač, překlopí se klopný obvod a kotva relé Kál odpadne

Citlivost kapacitního snímače se nastaví stavitelným odporem H4 a společně s odporem

R9 se nastaví rozdíl výše hladiny hlídané tekutiny nebo sypké hmoty pří sepnutí a rozepnutí relé Kál· Nizkoúrovňový zesilovač a klopný obvod má předpětí udržované Zenerovou diodou VD2 Tepelná kompenzace kapacitního snímače je provedena odporem R8 v sérii s termistorem R10. Teplotní stabilita je vyhovující v rozsahu teploty 5 7 60° C. Tranzistor VT6 se Zenerovou diodou VD3 a odporem Rll tvoří stabilizátor napájecího napětí. Stabilizace napájecího napětí vyhovuje v rozsahu Un i 15 %. Kapacitní snímač nepoužívá kromě oscilátoru dalších laděných obvodů, a proto případná změna frekvence oscilátoru během provozu není na závadu. Čidlo snímače CX je tyčového nebo deskového provedení. Deskové provedení se používá pro hezdotyko vé snímání.

Popsané zařízeni slouží k hlídání maxima hladiny, kupř. sypkých hmot v násypce dávkovače pro balicí stroj.Při případné poruše kapacitního snímače se výstup signalizace projeví stejně jako při zjištění maximální hladiny tovaru v násypce dávkovače. Množství tekutiny nebo sypké hmoty nepřekročí hlídanou maximální hladinu, ani při poruše kapacitního snímače.

Kapacitního snímače podle vynálezu lze použít i pro hlídání minima hladiny tovaru v ná sypce. Nizkoúrovňový zesilovač je přepojen tak, že při srovnání se zapojením na obr. 2 obra cí fázi zesilovacího signálu. V tomto zapojení se kapacitní snímač při poruše projevuje stejně jako při zjištění minimální hladiny tovaru. Hladina hlídaného tovaru se nesníží pod minimální úroveň ani při poruše kapacitního snímače.

Kapacitní snímač podle vynálezu lze elektricky upravit pro provoz do vodíkové třídy jiskrové zápalnosti a II. třídy bezpečnosti, a to tak, že na kolektor tranzistoru VT5 je připojen další odpor R12 a< relé KA1 není v tomto zapojení. Kolektor tranzistoru VT5 je vyveden na signalizační prostředek, umístěný mimo vlastní kapacitní snímač.

Kapacitní snímač podle vynálezu může pracovat v různých prostředích, mechanické provedení je v prachotěsném krytí i proti stříkající vodě. Vzhledem k malé váze, která je cca 35 dkg, lze jej montovat bez zvláštních přidržovacích konstrukcí přímo na malé násypky různých dávkovačů. Po namontování, seřízení a zakrytování je kapacitní snímač schopen provozu a není nutná žádná obsluha ani další seřizování.

Použití kapacitního snímače podle vynálezu:

a) Pro hlídání hladiny tekutin v mlékárnách, cukrovarech, pivovarech.

b) Pro hlídání hladiny zboží v násypkách dávkovačů různých strojů v balírnách, ve mlýnech, v cukrovarech, v muničních závodech. Kapacitní snímač zapíná a vypíná přísunový dopravník nebo šnek se zbožím.

205 940

c) Možnost zjištění obsahu v uzavřených kelímcích.

II kelímkových balicích strojů se mohou; automaticky oddělit prázdné kelímky od plných při najížděni balení i při ukončení balení.

d) Jako čidla při počítání kusového zboží u různých strojů.

e) Bezdotykový koncový spínač.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Kapacitní snímač pro signalizaci úrovně hladiny tekutin a sypkých hmot složený z osci látoru, kapacitního čidla, nízkoúrovňového zesilovače a klopného obvodu, vyznačující se tím, že výstup z oscilátoru (1) je přes odpor (2) připojen' na kapacitní čidlo (3) a na usměrňovač (4), který je připojen na nízkoúrovňový zesilovač (5), jehož výstup je přes klopný obvod (6) připojen na signalizační prostředek (7), nízkoúrovňový zesilovač (5) a klopný obvod (.6) je připojen přes Zenerovu diodu (8) na záporhý pól zdroje, přičemž oscilátor (1), nízkoúrovňový zesilovač (5) a klopný obvod (6) jsou připojeny na stejnosměrný zdroj stálého napětí (fi).
2. 2. Kapacitní snímač podle bodu 1, vyznačujíc! se tím, že paralelně je k Zenerově diodě (8) připojený termistor (R10) v sérii s odporem (R8) a nastavitelný odpor (RS).