CS206388B1 - Zapojeni pro odporové snímáni výšky hladiny tekutých kovů - Google Patents

Description

Vynález ee týká zapojeni pro odporové snímáni výšky hladiny tekutých kovů, např. sodíku, rtuti atd.

Pro snímání výiky hladiny tekutých kovů je dosud používáno několika způsobů, zařízeni i zapojeni. Osou používány například způsob a zapojeni založené na principu odrazu zvukových vln od hladiny kovu a vyhodnocení časového zpoždění mezi vyslaným a přijatým impulzem. Další princip využívá vysokofrekvenčního vedeni, které je na konci tekutým kovem zkratováno. Podle dálky tohoto vedeni je pak bud z rezonančního kmitočtu, či z poměru stojatých vln na vedeni vyhodnocována vzdálenost, resp. výška hladiny tohoto kovu.

□e známa i metoda měřeni odporovým drátkem, napnutým do prostoru mezi krajními polohami měřené hladiny, přičemž se měří ohmický odpor drátku, jež je úměrný skutečné výšce hladiny. První dva způsoby jsou poměrně složité a jejich vyhodnocovací obvody muai.být umístěny zpravidla v blízkosti měřicího místa, takže je možno jich využit jen do určitých teplot anebo je nutno zavádět dodatečné chlazení.

Způsob měřeni odporu pomocí odporového drátku - čidla tak, jak je dosud znám, zavádí ohybu v měřeni tím, že se změnou provozní teploty měřeného kovu se také většinou mění i odpor čidla. Použití odporového drátku s nízkým teplotním součinitelem nebývá vždy možné kvůli nedostatečné odolnosti vůči tekutému kovu. Navíc, při vyhodnocováni, at již můstkovou

206 388 metodou nebo prostým měřením změny elektrického proudu procházejícího drátkem, nemá výstup nl údaj £1 stupnice ukazatele výšky hladiny lineární průběh.

Nevýhody doposud používaných měřicích postupů a zapojeni, zejména posledně popisovaného způsobu, založeného na využiti odporového čidla, odstraňuje zapojeni pro odporová sni máni výšky hladiny tekutých kovů podle vynálezu, vyznačené tím, že odporový snímač hladiny je zapojen mezi výstupem a invertujicim vstupem operačního zesilovače, k němuž je taká připojen jedním vývodem odporový snímač teploty a svým druhým koncem spojen e výstupem zdroje proudu a a dolním vývodem potenciometru na minimální hladinu. Horní konec potenciometru pro minimální hladinu je připojen stejně jako neinvertujlcl vstup koncového dlferenč niho zesilovače ke zrdoji předpěti a běžec uvedeného potenciometru k invertujlclmu vstupu operačního zesilovače, přičemž výstup koncového diferenčního zesilovače je spojen přes potenciometr pro maximální hladinu a ukazovatel hladiny k zemi a invertuj lei vstup diferenčního zesilovače přes svůj zpětnovazební odpor k běžci potenciometru.

Zapojeni podle vynálezu řeší problém snímáni výšky hladiny tekutých kovů podstatně jednodušším způsobem při dosahování maximální přesnosti měřených hodnot. Delší výhoda spočivá v tom, že při vyhodnocováni změny elektrického proudu procházejícího drátkem, má výstupní údaj či stupnice ukazatele výšky hladiny lineární průběh.

Zapojeni pro odporové snímáni výšky hladiny tekutých kovů podle vynálezu je schematicky znázorněno ne přiloženém výkrese.

. Na schématu je znázorněn odporový snímač 1 hladiny, který je zapojen mezi výstup a in vertujici vstup operačního zesilovače 4. Invertujicí vstup operačního zesilovače 4 je spojen přes odporový snímač 2 teploty s výstupem zdroje 3 proudu, k němuž je také přes potenciometr 5 pro minimální hladinu připojen výstup zdroje 6 předpěti a inelnvertujlci vstup koncového diferenčního zesilovače 7. Běžec potenciometru 5 pro minimální hladinu je připojen k neinvertujícímu vatupu operačního Zesilovače 4, jehož výstup je spojen a invertujlcim vstupem koncoyého diferenčního zesilovače 7, zatímco výstup koncového diferenčního zesilovače 7 je připojen přes potenciometr 8 pro maximální hladinu a současně přes ukazatel 8 výšky hladiny k zemi. Běžec potenciometru 8 pro maximální hladinu ja pak spojen ae zpětnovazebním výstupem koncového diferenčního zesilovače 7.

Zapojeni pracuje následujícím způsobem : odporový snímač 2 hladiny, jimž může být odporový drátek z materiálu nerozpustného v tekutém kovu, je napnut mezi minimální a maximální hladinu kolísáni tekutého kovu. Změnou výšky hladiny se přlmoúměrně mění odpor drátku. Současně js na nádobě s tekutým kovem připevněn odporový snímač 2 teploty odporového drátu, provedený z téhož materiálu jako snímač í hladiny. Odporová hodnota snímače 2 teploty je zvolena tak, aby odpovídala polovině odporové hodnoty odporového snímače 2 hladiny Oba snimačft 1, 2 pak prochází stejný proud ze zdroje 3 proudu a vytváří na nich napětí, která Jsou přimoúmšrná jejich odporovým hodnotám} to znamená, že mezi výstupem a invertujiolm vstupem operačního zesilovače 4 bude napětí přlmoúměrně odporová hodnotě odporovóho snímače 1 hladiny, a tedy i výšce hladiny kovu v nádobě. Potenciometr 5 pro minimální hladinu se pak nastaví i při minimální hladině kovu v nádobě a maximálním odporu snímače 1 hladiny na napětí na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače 4 tak, aby výstupní napětí operačního zesilovače 4 bylo stejné jako napětí ze zdroje 6 předpěti, a tím i napělová diference rtezi oběma vstupy koncového diferenčního zesilovače 7 byla nulová. Tim bude nulové i napětí na jeho výstupu a výstupní voltmetr - ukazatel hladiny 9 bude ukazovat nulovou výchylku. Při zvýšení hladiny tekutého kovu se zmenší odpor snímače 1. hladiny a v důsledku toho bude na invertujícim vstupu koncového diferenčního zesilovače 7 menši napětí než na vstupu něinvertujícím. Při dosažení maximální hladiny pak bude tato diference maximální.

Při této hodnotě se pak nastavením běžce potenciometru 8 pro maximální hladinu nastaví velikost zpětná vazby a tím i zesíleni koncového diferenčního zesilovače 7 tak, aby voltmetr - ukazatel výšky hladiny 9 na výstupu ukazoval maximální hladinu. Vliv teploty na okamžitou odporovou hodnotu odporového snímače _! hladiny je kompenzován stejnou poměrnou změnou odporové hodnoty na odporový snímač 2 teploty. Protože jsou obě čidla zapojena tak, jako odpory invertujíciho operačního zesilovače, platí i stejný vztah pro přenos. To znamená, že odpory se objeví jeden v čitateli a jeden ve jmenovateli vztahu, takže se jejich teplotní součinitelé vyruší,

V praxi většinou nebude možno vyhodnocovací část umístit do bezprostřední blízkosti odporových snímačů 1, 2. Připojovací vedeni těchto snímačů ja tady nutno volit s co najmenším odporem, stejným v obou větvích. Pokud se má tento, vůči čidlům relativně malý odpor, u obou vsdeni projevit co nejméně rušivě, je výhodné, aby hodnota odporového snímače 2 teploty byla zvolena tak, aby pokud možno odpovídala odporová hodnotě odporového snímače 1. hladiny v oblasti, kde ee bude hladina nejčastěji pohybovat.

Zapojeni podle vynálezu lze aplikovat i pro jiné odporové snímače, např. snímače polohy, tenzometrická apod,

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro odporové snímáni výšky hladiny tekutých kovů s odporovým snímačem hladiny, vyznačené tim, že odporový snímač (l) hladiny je zapojen mezi výstupem a invertujícim vstupem operačního zesilovače (4), k němuž je také připojen Jedním vývodem odporový snímač (2) teploty, evým druhým koncem spojený s výstupem zdroje (3) proudu a s dolním vývodem potenciometru (5) pro minimální hladinu, jehož horní konec je připojen, stejně jako neinvertujici vstup koncového diferenčního zesilovače (7), ke zdroji předpěti (6) a běžec potenciometru (5) pro minimální hladinu k invertujicimu vstupu operačního zesilovače (4), přičemž výstup koncového diferenčního zesilovače (7) je spojen přes potenoiometr (8) pro maximální hladinu a ukazovatal hladiny (9) k zemi a invertujíci vstup koncového diferenčního zesilovače (7) přes svůj zpětnovazební odpor k běžci potenciometru (8) pro maximální hladinu.