Opublikowano dnia 12 sierpnia 1958 r.MM BIBs-iOTLK; POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40744 Jan Baranowski Kedzierzyn, Polska Lech Radomski Kedzierzyn, Polska KI. 74 b, 1 Urzqdzenie z wylacznikiem pojemnosciowym do sygnalizowania poziomu cieczy i cial sypkich w zbiornikach Patent trwa od dnia 1 kwietnia 1957 r.Wylacznik pojemnosciowy jest przeznaczony do sygnalizowania poziomów cieczy lub cial sypkich we wszelkiego rodzaju zbiornikach. W szczegól¬ nosci moze on znalezc zastosowanie w zbiorni¬ kach, gdzie zainstalowanie urzadzen kontakto¬ wych luty plynowskazów jest utrudnione.Zastosowanie wylacznika pojemnosciowego wy¬ klucza wszelkie niebezpieczenstwa zwiazane z przeplywem pradu przez ciecz (elektroliza, mo¬ zliwosc wybuchu).Przyrzad moze pracowac w wysokiej lub nis¬ kiej temperaturze, przy wysokim cisnieniu, wzgle¬ dnie przy podicisnieniu, moze byc stosowany za¬ równo do cieczy przewodzacych prad elektryczny, jaik i do dielektryków. Odpowiedni dobór mate¬ rialów, z których wykonane sa niektóre czesci przyrzadu, umozliwia jego prace przy roztworach korodujacych, zracych lub rozpuszczajacych.Wylacznik jest bardzo wygodny w zastosowa¬ niu, gdyz dla zamontowania go w zbiorniku wystarczy wkrecic czujnik w króciec. Obsluga i konserwacja przyrzadu w eksploatacji nie wy¬ maga specjalnie kwalifikowanych pracowników.Przyrzad sklada sie z elektrody metalowej w obudowie z materialu izolacyjnego oraz urzadze¬ nia wzmacniajacego wraz z przekaznikiem.Elektrode wbudowuje sie w sciane zbiornika.O ile sciana zbiornika jest metalowa, to stanowi ona druga okladzine kondensatora (czujnika), któ¬ rego pierwsza okladzina jest elektroda.O ile zbiornik jest wykonany z materialu nie prze¬ wodzacego prad elektryczny, to role drugiej okla¬ dziny kondensatora spelnia cylindryczna metalo¬ wa obudowa elektrody. Obudowa posiada otwory, aby ciecz mogla swobodnie przeplywac do prze¬ strzeni zawartej pomiedzy izolowana elektroda a obudowa.Miedzy elektroda a metalowa sciana zbiornika (metalowa obudowa elektrody) istnieje pewna po¬ jemnosc, która ulega zmianie przy podnoszeniu lub opadaniu poziomu cieczy lub ciala sypkiego poni¬ zej elektrody.Uzyskiwane w czujniku zmiany pojemnosci zos¬ taly wykorzystane w wylaczniku pojemnoscio¬ wym.Na rys. fig. 1 uwidoczniony jest schemat ideowy torzajizetiia. Lampów X pracuje w ukladzie genera¬ cyjnym Colpitsa. Pojemnoscia sprzegajaca obwo¬ dy siatki i anody jest suma pojemnosci wlasnej lampy oraz pojemnosc dodatkowego kondensatora Cas. Obwody rezonansowe siatkowy i anodowy w przyblizeniu sa nastrojone na te sama czesto¬ tliwosc. Obwód rezonansowy w obwodzie siatko¬ wym sklada sie z kondensatora Cs z regulowana pojemnoscia i z cewki Ls o indukcyjnosci 2,5.10-6 henra.Do pojemnosci Cs dolaczona jest równolegle po¬ jemnosc pomiedzy przewodem, laczacym elektro¬ de metalowa czujnika z reszta ukladu a ekranem oslaniajacym przewód oraz pojemnosc pomiedzy elektroda a sciana zbiornika, wzglednie ciecza (gdy to przewodzi prad elektryczny).Obie pojemnosci (pomiedzy przewodem i obudo¬ wa oraz elektroda a sciana zbiornika) przy nie na¬ pelnionym zbiorniku wynosza okolo 25 pF (jest to wartosc orientacyjna, gdyz pojemnosci te zaleza od rodzaju uzytej elektrody).Rezonansowy obwód anodowy sklada sie z kon- ^ densatora Ca i cewki La z regulowana indukcyj- noscia (cewka z ferrokartem).Za pomoca regulowanej indukcyjnosci La oraz regulowanej pojemnosci Cs, mozna zmieniac za¬ kres pracy ukladu w szerokich granicach. Pozwa¬ la to na zastosowanie wylacznika do sygnalizowa¬ nia poziomu cieczy i cial stalych o róznych sta¬ lych dielektrycznych oraz rostworów przewodza¬ cych prad elektryczny* ¦ O ile poziom dielektryka plynnego lub stalego (wzglednie cieczy przewodzacej) nie dosiega elek¬ trody, oba obwody rezonansowe dostrojone sa do rezonansu i uklad generuje.W obwodzie rezonansowym siatki powstaje wówczas znaczne napiecie.Kondensator Cd i opór Rs stanowia uklad de¬ tekcyjny dla pradów malej czestotliwosci, gene¬ rowanych w obwodzie rezonansowym siatki. Na oporze uplywowym Rs powstaje ujemne napie¬ cie równe w przyblizeniu amplitudzie napiecia wielkiej czestotliwosci w obwodzie rezonanso¬ wym siatki. Wówczas prad anodowy plynacy przez przekaznik P jest znikomy (rzedu kilku mA) i nie wystarcza do przyciagniecia kotwicy.Gdy pojemnosc pomiedzy elektroda a zbiorni¬ kiem zwiekszy sie na skutek podniesienia po¬ ziomu w zbiorniku, obwody rezonansowe roz- strajaja sie i nastepuje zerwanie drgan. Znika ujemne napiecia siatki wywolane detekcja na¬ piecia wielkiej czestotliwosci.Prad plynacy przez przekaznik zwieksza sie do 20 mA, przekaznik przyciaga kotwice i zwiera wlasne styki uruchamiajac sygnalizacje lub blo¬ kade.Opór Rk stanowi ujemne sprzezenie zwrotne, które ogranicza prad lampy w chwili, gdy uklad nie generuje. Dlawnik Lo ma na celu niedopusz¬ czenie do zródla zasilania pradów wielkiej czes¬ totliwosci. Dla pradów malej czestotliwosci opor¬ nosc dlawika jest znikoma. Kondensator Cb bocznikuje przekaznik i zródlo pradu malej czestotliwosci dla pradów wielkiej czestotliwosci.Dla pradów o czestotliwosci sieciowej kondensa¬ tor Cb przedstawia opornosc bardzo duza. Prze¬ kaznik P jest bocznikowany duzym kondensatorem C. Kondensator przeciwdziala drganiom kotwicy, które powstaja na skutek przeplywu pradu zmien¬ nego przez uzwojenie przekaznika.Stala czasu obwodu przekaznika i kondensa¬ tora jest tak duza, ze przez przekaznik plynie prawie staly prad. Stala czasu tego obwodu wy¬ nosi okolo 0,5 sekundy i jest wieksza od okresu pradu sieci, który wynosi 0,02 sekundy. Siatka druga jest .zasilana pradem prostowanym przez prostownik Pr. Napiecie na siatce drugiej jest nieco obnizone w stosunku do napiecia sieci przez szeregowo wlaczony opór Rs2.Kondensator Cs2 bocznikuje prady wielkiej czestotliwosci, które moglyby przeplywac przez druga siatke.Transformator Tr obniza napiecie z 220 V na 5 V, którym zasila sie zarzenie lampy.Urzadzenie W oraz bezpiecznik B.Urzadzenie z wylacznikiem pojemnosciowym uwidocznione na fig. 2 posiada obudowe herme¬ tyczna, wykonana z aluminium 8 i 15. Korpus, w którym znajduja sie elementy generatora, jest odlewem aluminiowym, zamknietym blacha ze¬ lazna niklowana lub srebrzona 22 i bokiem listwy zaciskowej 12. Na blasze 22 zamocowany jest przekaznik 10, lampa El 84 i transformator 9 o przekladni 220/5V. Poza tym umieszczona jest oprawka bezpiecznika i cewka z rdzeniem prosz¬ kowym. Srednica korpusu wynosi 120 mm; na zewnetrznej krawedzi posiada on gwint metrycz¬ ny 0 120 X 1,5 mm, sluzacy do szczelnego po¬ laczenia korpusu z pokrywa 8. W dolnej czesci — 2 —posiada gwintowany otwór dla lacznika 7 i otwór z gwintem metrycznym, w którym znajduje sie bakelitowy dlawnik 14 z uszczelka gumowa 13.Pokrywa 8 jest równiez odlewem aluminiowym o grubosci scianki okolo 5 mm. Lacznik 7 laczy korpus 15 z wpustem gwintowanym 20. Lacznik podtrzymuje korpus oraz stanowi* ekran dla prze¬ wodu 17, wiodacego prady wielkiej czestotliwosci.W przednia czesc lacznika jest wbity walec wini- durowy 5, zabezpieczajacy ewentualne przecie¬ kanie mierzonego medium w wypadku zniszcze¬ nia elektrody uszczelki 19.Wykonanie elektrody jest zalezne od tempera¬ tury, cisnienia, przewodnosci i stalej dielektrycz¬ nej roztworu lub ciala stalego, w których elek¬ troda ma pracowac, totez obudowa elektrody i jej wymiary moga byc okreslone dopiero po stwierdzeniu warunków, w których bedzie czuj¬ nik pracowac. Na fig. 2 uwidoczniono elektrode wykonana ze szkla jenajskiego 1 z wkladka mo¬ siezna niklowana 21 zalepiona kitem do szkla 3, odpornym na dzialanie kwasów nieorganicznych; odprowadzenie z elektrody 2 jest wykonane prze¬ wodem miedzianym, srebrzonym o 0 2 mm. PL