HU187904B - Method and control apparatus for realiable testing operation of the instrument to sense presence of a liquid on the basis of electrical conductivity ot that - Google Patents

Description

(54) ELJÁRÁS ÉS VEZÉRLŐBERENDEZÉS FOLYADÉK JELENLÉTÉT ANNAK VILLAMOS

VEZETŐKÉPESSÉGE ALAPJÁN ÉRZÉKELŐ MÉRÉSI ELRENDEZÉS

ÜZEMBIZTOS MŰKÖDÉSÉNEK ELLENŐRZÉSÉRE (57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére fűtött tartályon belül, valamint vezérlő berendezés a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amely vezérlő berendezés bemenetei mérő-, és segédszondához vannak csatlakoztatva, és amely aktív és passzív villamos elemeket tartalmaz.

A találmány lényege abban van, hogy' a folyadék jelenlétét két érzékelővel egy mérő- és segédszondával folyamatosan érzékeljük, mindkét érzékelő állapotát folyamatosan figyeljük, és bármely érzékelő és/vagy a csatlakozó vezetékek meghibásodása esetén a tartály i fűtését lekapcsoljuk. A találmány szerinti készüléknél a mérőszonda ellenállás-impulzus-átalakító első bemenetére van csatlakoztatva, amelynek második bemenetére

- segédszonda van kapcsolva, és az ellenállás-impulzusátalakító első kimenete fázishelyzet-érzékelő bemenetére, második kimenete figyelő áramkör bemenetére van • csatlakoztatva, amely figyelő áramkör második bemenete a segédszondával van összekapcsolva, továbbá a fázishelyzet-érzékelő áramkör és a figyelő áramkör kimenete kiértékelő egység bemenetére van csatlakoztatva, amely kiértékelő áramkör kimenete teljesítményerősítőn keresztül legalább egy kapcsolóval van összekapcsolva.

Ή ábra

187 904

A találmány tárgya eljárás és vezérlő berendezés folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére.

Jónéhány olyan technológiai folyamat létezik, amelyekre az a jellemző, hogy a folyamat valamely paraméterének egy előre meghatározott, megengedett értéken túli változása üzemzavart, balesetet, adott esetben a berendezés vagy a berendezéshez kapcsolt egyéb technológiai berendezések meghibásodását, tönkremenetelét okozza.

Élet- és vagyonbiztonsági szempontból egyértelműen ki kell zárni ezeknek a paramétereknek az ilyen irányú hatását, és gondoskodni kell megfelelő ellenőrző és vezérlő berendezésekről, amelyeknek segítségével az adott paraméter megváltozása következtében fellépő káros hatások elkerülhetők. Az ilyen jellegű védelmi berendezéseknél fokozott figyelmet kell fordítani a berendezések megbízhatóságára és megfelelő élettartamára. Ezért a hagyományos mérő és szabályozó berendezésektől eltérően ezeknek az ellenőrző és vezérlő berendezéseknek olyan felépítésííeknek és működésűeknek kell lenniük, hogy csak a kiválasztott jellemzőt érzékeljék, és hogy saját részegységeinek és alkatrészeinek esetleges meghibásodása, az üzemeltetés külső feltéteieinek zavara — pl. hálózat kimaradás esetén — ugyanúgy üzemzavar jelzést és ennek megfelelő rendelkező jelet adjanak, mint az adott paraméternek az előre megadott értéktől való eltérésekor. Ilyen berendezések a fokozott biztonságú vagy önellenőrző berendezések.

A fentiekben már ismertetett fokozottan veszélyes üzemnek minősülő berendezések például a különféle vízmelegítő, gőzfejlesztő berendezések, kazánok, amelyeknél a futófelület hőmérsékletét a felületet körülvevő víz tartja egy előre meghatározott szint alatt. Ha a fűtő felület a vízszint csökkenése következtében részben vagy egészben vízmentes térbe kerül, akkor a fűtőelem túlhevül, meghibásodik és adott esetben még gőzrobbanás is bekövetkezhet, ha víz kerül a tűztérbe. Annak érdekében, hogy ilyen esetek ne fordulhassanak elő, ezekben a berendezésekben a vízszint jelzését és ellenőrzését folyamatosan biztosítani kell.

Az ismert berendezéseknél a vízszint folyamatos ellenőrzését a berendezés kezelő személyzete végzi, gyakran ezek a berendezések még vízliiányjelző automatikus berendezést is tartalmaznak. Tekintve azonban, hogy az ellenőrzés folyamatossága még a jól szervezett üzemekben sem mindig biztosítható, és a kiegészítő automatikus berendezés is meghibásodhat, az ilyen jellegű üzemekben gyakoriak a nagy kárral járó üzemzavarok.

Az ismert berendezések működése azon alapszik, hogy két szondát helyeznek el a tartályban, egy mérő- és egy segédszondát. Mindkét szonda egymástól és a tartálytól villamosán szigeteken van elhelyezve. A víz megszűnését vagy egy adott szint alá való csökkenését úgy mérik, hogy a vízbe a fém tartálytól elszigetelten behelyezett villamosán vezető mérőszonda és a tartályfai között a villamos feszültség hatására áram folyik. Ha a vízszint egy előre megadott érték alá csökken, vagyis a víz nem érintkezik már a szondával, megszűnik a villamos áram. Csak mérőszonda alkalmazása nem tesz eleget a biztonsági követelményeknek, mivel a szonda szigetelésének meghibásodása vagy a szonda felületére lerakódó vízgőz esetén is olyan jelzést ad, mintha víz lenne a tartályban. A segédszonda szerepe éppen az, hogy üzemi körülmények között nem merül a folyadékba, tehát a segédszonda és a tartályfal között nem folyik villamos áram. Ha azonban akár a szondák megsérülése miatt akár a vízgőz lecsapódása miatti átvezetés jön létre, a segédszonda és a tartályfal között is villamos áram jön létre. Lényegében az ismert berendezések a két szonda jelét dolgozzák fel villamos hídkapcsolás segítségével. Ez a híd úgy van kiképezve, hogy csak akkor ad hasznos jelet, ha a mérőszonda a vízbe ér, és a segédszonda nem ad jelet. A liíd kimenő jele egy komparátoron keresztül egy elektromechanikus jelfogóra van vezetve és azt működteti. Biztonságtechnikai szempontból általában nem egy, hanem két ilyen kapcsolást működtetnek egymással párhuzamosan, így az egyik meghibásodása esetén, a másik még mindig működőképes marad.

Ennek az ismert megoldásnak a hátránya az, hogy a segédszonda meghibásodása, például a vezetékének a megszakadása esetén, nem jelez hibát, tehát adott esetben a rendszert vízzel túl lehet tölteni, és gőz helyett vizet vezetünk a technológiai folyamathoz. Másik hátránya ezeknek a berendezéseknek, hogy ha a segédszonda és a mérőszonda között úgy csapódik le a gőz, hogy villamosán vezető kapcsolat van közöttük, akkor a szondák a tartály falával is rövidzárba kerülnek, és vízhiány esetén is azt érzékeli a berendezés, mintha a tartályban kellő mennyiségű víz lenne, azaz a kazán a legrosszabb esetben még fel is robbanhat.

A találmányunkkal az volt a célunk, hogy olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre mérőszondából és segédszondából álló érzékelő elemhez, amely egyértelműen jelzi a segédszonda meghibásodását is, és bármelyik szonda meghibásodása esetén az általunk kialakított kapcsolási elrendezéssel megvalósított berendezés a fűtőrendszert lekapcsolja.

A találmány tárgya eljárás folyadék jelenlétét annak viilamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére egy fűtött tartályon belü), amely eljárásnak az a lényege, hogy a folyadék jelenlétét két érzékelővel érzékeljük, mindkét érzékelő állapotát folyamatosan figyeljük, és bármely érzékelő meghibásodása esetén a fűtést lekapcsoljuk.

A találmány tárgya továbbá az eljárás megvalósítására kiképezett, a folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő önellenőrző vezérlő egység, amelynek bemenetelre van a mérőszonda és a segédszonda csatlakoztatva.

A találmány szerinti vezérlő egység tartalmaz ellenállás-impulzus átalakítót, amelynek első bemenetére a mérőszonda van csatlakoztatva és amelynek második bemenetére segédszonda van kapcsolva, és az ellenállásirnpulzus-átalakító első kimenete fázishelyzet-érzékelő bemenetére, második kimenete figyelő áramkör bemenetére van csatlakoztatva, amely figyelő áramkörök második bemenete a segédszondával van összekapcsolva, továbbá a fázishelyzet-érzékelő áramkör és a figyelő áramkör kimeneté kiértékelő egység bemenetére van csatlakoztatva, amely kiértékelő áramkör kimenete teljesítményerősítőn keresztül legalább egy kapcsolóval van összekapcsolva.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábra a találmány szerinti vezérlő egység blokkvázlatát mutatja, a

-2387 904

2. ábrán a vezérlő berendezéshez csatlakoztatott szonda rajza látható metszetben, a

3. ábrán a találmány szerinti berendezéshez csatlakoztatott szonda különböző mérőhelyzetei láthatók.

Az 1. ábrán látható a vezérlő berendezés egyik előnyös kiviteli alakjának blokkvázlata. A két 1 mérőszonda és 2 segédszonda egy olyan 3 ellenállás-impulzus átalakító bemeneteire van csatlakoztatva, amely fázisban eltolt impulzusokat állít elő. A kimenő impulzus fázisának eltérése a referencia impulzus fázisától attól függ, hogy az 1 mérőszonda, illetőleg a 2 segédszonda érintkezik-e a vezető folyadékkal. Ennek megfelelően a kimenő impulzus fázisa vagy megegyezik a referencia impulzus fázisával vagy a fáziseltérés közöttük 180° lesz.

A 3 ellenállás-impulzus átalakító áramkör egyik kimenete, amelyen a referencia és a kimenő impulzus jelenik meg, egy-egy 4a és 4b fázishelyzet-érzékelő bemenetére van vezetve. Ezek a 4a és 4b fázishelyzetérzékeíők a fúzishelyzet függvényében vagy adnak engedélyező inj- pulzust egy-egy 6a és 6b kiértékelő áramkör felé, vagy nem. A 6a és 6b kiértékelő áramkörök második bemenetel 5a és 5 b figyelőáramkörökön keresztül vannak a 3 ellenállás-impulzus átalakító második kimenetére csatlakoztatva, amely 5a és 5b figyelőáramkörök egy-egy to- 25 vábbi bemenete össze van kapcsolva 2 segédszcndával.

Az 5a és 5b figyelő áramköröknek igen jelentős szerepe van a találmány szerinti berendezésben, ennek segítségéve! figyeljük a 2 segédszonda, valamint a hozzá csatlakoztatott vezetékek épségét, zárlatát vagy szakadását,

A 6a és 6b kiértékelő áramkörök csak akkor adnak tiltó jelet a 7a és 7b teljesítményerősítő áramkörök felé, amelyeknek 8a és 8b kapcsolói a fűtőrendszert kapcsolják be vagy ki, ha az 1 mérőszonda nem ér a folyadékba (vízbe) vagy a 2 segédszonda zárlatos vagy a szondákhoz menő vezetékek valamelyike szakadt. A 7a cs 7b teljesítményerősítő a tiltó jel hatására például leállítja a kazán fűtését. A két 7a és 7b teljesítményerősítők kimenetei egy-egy ba és 8b kapcsolóra vannak csatlakoztatva, amelyeknek munkaérintkezői egymással sorba kapcsolva képezik a berendezés kimenetét. A 4 fázishelyzet-érzékelő, az 5 figyelő áramkör, a 6 kiértékelő áramkör és a 7 teljesítményerősítő áramkör a berendezés önellenőrző kivitele miatt van megkétszerezve.

A 2. ábrán a találmány szerinti berendezés működte- 45 téséhez alkalmazott szonda rajza látható metszetben, amely szonda például a kazán 13 falába van elhelyezve.

A 13 falban egy furat van kiképezve, amelyben először egy villamosán szigetelő 13 tömítés van elhelyezve, amelyhez csatlakozik a villamosán vezető 2 segédszonda, 59 amely az 1 mérőszondátői villamosán szigetelő 12 tömítéssel van elválasztva. Az i mérőszonda szintén villamosán vezető.

A 3. ábrán látható a szondák példakénti elhelyezkedése egy kazánon belül. Az első helyzetben minden rend- 55 ben van, az 1 mérőszonda érintkezik a folyadékkal és a 2 segédszonda ellenállása is megfelelően nagy az 1 mérőszondáéhoz képest, azaz közöttük nincs villamos vezetés.

A második helyzetben az 1 mérőszonda ugyan árint- θθ kezik a folyadékkal, de a 2 segédszonda vezetéke szakadt, tehát a berendezés kimenetét képező egymással sorosan kapcsolt munkaérintkezők a kazán fűtését leállítják.

A harmadik helyzetben valamilyen gőzlecsapódás következtében a berendezés azt érzékeli, hogy az 1 mérőszonda és 2 segédszonda között az ellenállás kisebb, mint a megengedett. A berendezés ekkor is lekapcsolja a kazán fűtését.

A következő helyzetben túltöltés miatt a 2 segédszonda is érintkezik a folyadékkal, A berendezés ekkor is lekapcsolja a kazán fűtését, hiszen a rendszerben valahol hiba van.

Végül az utolsó helyzet azt mutatja, amikor az 1 mérőszonda megszakadt és a víz annyira lecsökkent a kazá rban, hogy nem ér bele az 1 mérőszonda. A berendezés ekkor is lekapcsol.

A kapcsolók állapotára a hozzájuk rendelt fénykijelzők alapján is tájékoztatást kaphatunk.

A’, önellenőrző rendszereknél — ott ahol az áramkörök önmagukban nem önellenőrzők - a biztonsági előírások szerint az áramköröket duplikálni kell. Ezért a 4 f ízishelyzet érzékelő áramkör, az 5 figyelő áramkör, a 6 kiértékelő áramkör és a 7 teljesítményerősítő áramkör kétszer van beépítve.

A két 7a és 7b teljesítményerősítő áramkör jelfogóinak munkaérintkezői sorba vannak kapcsolva, ami azt jelenti, hogy bármely csatorna a kettő közül meghibásodik, az. egyik jeladó áramkör kikapcsol, aminek következménye pl. az, hogy a kazán fűtése leáll.

Szabadalmi igénypontok

Claims (3)

1. Eljárás folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére fűtött tartályon beiül, ahol a folyadék jelenlétét két érzékelővel, egy mérő- és segédszondával folyamatosan érzékeljük azzal jellemezve, hogy' mindkét érzékelő állapotát folyamatosan figyeljük, és bár mely érzékelő és/vagy a csatlakozó vezetékek meghibásodása esetén a tartály fűtését lekapcsoljuk.

2. Vezérlő berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás fogam:tosítására, amely vezérlő berendezés bemenetel mérő-, és segédszondához vannak csatlakoztatva, és amely aktív és passzív villamos elemeket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a mérőszonda (1) ellenállás-impulzusáíalakító (3) első bemenetére van csatlakoztatva, amelynek második bemenetére segédszonda (2) van kapcsolva, és az ellenállás-impulzus-átalakító (3) első kiineneíe fázishelyzet-érzékelő (4a) bemenetére, második kimeneté figyelő áramkör (5a) bemenetére van csatlakoztatva. amely figyelő áramkörök (5a) második bemenete a segédszondával (2) vannak összekapcsolva, továbbá a fázishelyzet-érzékelő áramkör (4a) és a figyelő áramkör (5a) kimenetéi kiértékelő egység (6a) bemenetére van csatlakoztatva, amely kiértékelő áramkör (6a) kimenete legalább teljesítményerősítőn (7a) keresztül legalább egy kapcsolóval (8a) van összekapcsolva.

3 db ábra

-3187 904

NSZO₄:G01 R 27/22

1. ábra

-4187 904

NSZO₄ : G 01 R 27/22

2, ábra

Kiadja az Országos Találmány! Hivatal A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető' Megjelent: a Műszaki Könyvkiadó gondozásában

COPYLUX Nyomdaipari és Sokszor ásító Kisszövetkezet

-5187 904

NSZO₄:G01 R 27/22

Rm~ 4^<'50k0hm Rg— -4- >35k0hm R^-R >35k0hm Rs-ι^{- R}S2 θ

-o..... —oP p

H

1 1 l —. -I— — — — J