RU219624U1 - SETTLEMENT SENSOR - Google Patents
SETTLEMENT SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU219624U1 RU219624U1 RU2023114008U RU2023114008U RU219624U1 RU 219624 U1 RU219624 U1 RU 219624U1 RU 2023114008 U RU2023114008 U RU 2023114008U RU 2023114008 U RU2023114008 U RU 2023114008U RU 219624 U1 RU219624 U1 RU 219624U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sediment
- sensor
- arch
- bursts
- received signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к устройствам индикация уровня сыпучих сред, а также осадка в жидких средах. Датчик осадка включает полый корпус из фторопласта, выполненный в виде единой арочной конструкции с аркой и двумя расположенными напротив друг друга стойками, присоединенными по концам арки. При этом в одной стойке расположен инфракрасный излучатель, а в другой стойке приемник излучения. Внутри корпуса установлена электрическая плата, содержащая блок питания, формирователь последовательности пачек электрических импульсов, соединенный с инфракрасным излучателем, и блок обработки принятых сигналов, соединенный с приемником излучения. Полость корпуса заполнена композитным герметизирующим материалом, при этом датчик выполнен с возможностью установки в измерительной среде арочной конструкцией вверху, а секциями вертикально вниз. Технический результат - повышение надежности и долговечности работы в условиях воздействия неблагоприятной среды, в которой проводятся измерения. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to devices for indicating the level of bulk media, as well as sediment in liquid media. The sediment sensor includes a hollow body made of fluoroplastic, made in the form of a single arched structure with an arch and two posts located opposite each other, attached at the ends of the arch. In this case, an infrared emitter is located in one rack, and a radiation receiver is located in the other rack. An electric board is installed inside the case, containing a power supply unit, a shaper of a sequence of bursts of electrical impulses connected to an infrared emitter, and a received signal processing unit connected to a radiation receiver. The housing cavity is filled with a composite sealing material, while the sensor is designed to be installed in the measuring environment with an arched structure at the top, and sections vertically down. The technical result is an increase in the reliability and durability of operation under the influence of an unfavorable environment in which measurements are taken. 5 z.p. f-ly, 4 ill.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Полезная модель относится к устройствам индикация уровня сыпучих сред, а также осадка в жидких средах.The utility model relates to devices for indicating the level of bulk media, as well as sediment in liquid media.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART
Оптические датчики, определяющие уровень осадка, предназначены для выявления присутствия в воде избытка посторонних частиц - глины, ила, песка и других осадков. Как правило, они работают в условиях физического воздействия на датчик загрязнений, особенно, если осадок имеет твердые включения, например, шлам, камни, мусор. Тем самым оптические датчики определения осадка по техническим требованиям заметно отличаются отдатчиков определения мутности воды, которые часто применяются в бытовых приборах и могут устанавливаться в жидкости в любом положении.Optical sensors that determine the level of sediment are designed to detect the presence of excess foreign particles in the water - clay, silt, sand and other sediments. As a rule, they work under conditions of physical impact on the pollution sensor, especially if the sediment has solid inclusions, such as sludge, stones, debris. Thus, according to the technical requirements, optical sediment sensors differ markedly from water turbidity sensors, which are often used in household appliances and can be installed in liquid in any position.
Известно изобретение по патенту CN 115266653, публикация 01.11.2022, МПК G01N 21/49, в котором раскрыта конструкция датчика мутности воды. Водонепроницаемый датчик мутности содержит прозрачную оболочку, печатную плату, установленную в оболочке. Печатная плата снабжена инфракрасной передающей трубкой, инфракрасной приемной трубкой.An invention is known according to patent CN 115266653,
Известно изобретение по патенту ЕР 2133687, публикация 16.12.2009, МПК G01N 21/53, в котором раскрыта конструкция устройства контроля утечек на очистных сооружениях. В устройство контроля встроен также измеритель мутности жидкости, который установлен на конце датчика в корпусе, изготовленном из поликарбоната, или выполненном в виде стеклянного корпуса. В устройстве для измерения мутности предусмотрен дополнительный источник ультрафиолетового излучения для предотвращения образования биопленки на корпусе, особенно в течение длительного периода времени.An invention is known according to patent EP 2133687,
Наиболее близким аналогом является конструкция датчика мутности по патенту DE 102006041274, публикация 06.03.2008, МПК G01N 21/49. Датчик имеет светодиод инфракрасного излучения и приемник в виде фототранзистора. Прозрачный корпус вмещает передатчик и приемник. Внутренняя часть корпуса в области передатчика и приемника заполнена прозрачной герметизирующей средой в виде кристально чистым силиконом, который имеет больший показатель преломления, чем воздух. В корпусе размещена электронная схема для генерации сигналов передатчика и обработки сигналов приемника.The closest analogue is the design of the turbidity sensor according to the patent DE 102006041274, publication 03/06/2008, IPC G01N 21/49. The sensor has an infrared LED and a receiver in the form of a phototransistor. The transparent case accommodates the transmitter and receiver. The inside of the housing in the area of the transmitter and receiver is filled with a transparent sealing medium in the form of crystal clear silicone, which has a higher refractive index than air. The housing contains an electronic circuit for generating transmitter signals and processing receiver signals.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИESSENCE OF THE UTILITY MODEL
Техническим результатом, достигаемым в данном устройстве, является повышение надежности и долговечности работы устройства в условиях воздействия неблагоприятной среды, в которой проводятся измерения.The technical result achieved in this device is to increase the reliability and durability of the device under the influence of an unfavorable environment in which measurements are taken.
Датчик осадка включает полый корпус из фторопласта, выполненный в виде единой арочной конструкции с аркой и двумя расположенными напротив друг друга стойками, присоединенными по концам арки. При этом в одной стойке расположен инфракрасный излучатель, а в другой стойке - приемник излучения. Внутри корпуса установлена электрическая плата, содержащая блок питания, формирователь последовательности пачек электрических импульсов, соединенный с инфракрасным излучателем, и блок обработки принятых сигналов, соединенный с приемником излучения. Полость корпуса заполнена композитным герметизирующим материалом, при этом датчик выполнен с возможностью установки в измерительной среде арочной конструкцией вверху, и секциями вертикально вниз.The sediment sensor includes a hollow body made of fluoroplastic, made in the form of a single arched structure with an arch and two posts located opposite each other, attached at the ends of the arch. In this case, an infrared emitter is located in one rack, and a radiation receiver is located in the other rack. An electric board is installed inside the case, containing a power supply unit, a shaper of a sequence of bursts of electrical impulses connected to an infrared emitter, and a received signal processing unit connected to a radiation receiver. The housing cavity is filled with a composite sealing material, while the sensor is made with the possibility of installation in the measuring environment with an arched structure at the top, and sections vertically down.
Кроме того, блок питания датчика подключен через кабель к источнику электрического питания вне датчика.In addition, the sensor's power supply is connected via a cable to an electrical power source outside the sensor.
Помимо этого, упомянутый кабель герметично закреплен в отверстии, выполненном по оси арки.In addition, said cable is hermetically fixed in a hole made along the axis of the arch.
Кроме того, формирователь последовательности пачек электрических импульсов выполнен с возможностью генерации пачек импульсов прямоугольной формы с определенным числом импульсов в пачке.In addition, the electrical pulse train sequencer is configured to generate rectangular pulse trains with a certain number of pulses in a burst.
Блок обработки принятых сигналов выполнен с возможностью обработки полученных сигналов в виде пачек импульсов прямоугольной формы с определенным числом импульсов в пачке.The received signal processing unit is configured to process received signals in the form of bursts of rectangular pulses with a certain number of pulses in a burst.
Кроме того, электрическая плата дополнительно содержит блок оптоэлектронной развязки, вход которого подключен к блоку обработки принятых сигналов, а выход блока оптоэлектронной развязки является выходом датчика осадка.In addition, the electrical board additionally contains an optoelectronic isolation unit, the input of which is connected to the received signal processing unit, and the output of the optoelectronic isolation unit is the output of the sediment sensor.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 представлен общий вид датчика осадка.In FIG. 1 shows a general view of the sediment sensor.
На фиг 2 представлена блок схема электрической части датчика осадкаFigure 2 shows a block diagram of the electrical part of the sediment sensor
На фиг. 3 показаны диаграммы, поясняющие работу датчика осадка;In FIG. 3 shows diagrams explaining the operation of the sediment sensor;
на диаграмме а) приведена диаграмма импульсов, вырабатываемая формирователем импульсов,diagram a) shows the pulse diagram generated by the pulse shaper,
на диаграмме b) приведена диаграмма импульсов на выходе блока обработки принятых сигналов при отсутствии осадка.diagram b) shows the pulse diagram at the output of the received signal processing unit in the absence of sediment.
На фиг. 4 приведен рисунок, иллюстрирующий пример схемы установки датчика осадка.In FIG. 4 shows a figure illustrating an example of a sediment sensor installation scheme.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИUTILITY MODEL IMPLEMENTATION OPTIONS
Датчик осадка (фиг. 1 и фиг. 2) включает полый корпус 1 из фторопласта, выполненный в виде единой арочной конструкции с аркой 2 и двумя расположенными напротив друг друга стойками 3, присоединенными по концам арки 2. В одной стойке 3 расположен инфракрасный излучатель 4, например, светодиод, а в другой стойке 3 приемник 5 излучения в виде фотоэлемента. Внутри корпуса 1 установлена электрическая плата 6, содержащая блок 7 питания, формирователь 8 последовательности пачек электрических импульсов, соединенный с инфракрасным излучателем 4, и блок 9 обработки сигналов, принятых от приемника 5 сигналов излучения.The sediment sensor (Fig. 1 and Fig. 2) includes a hollow body 1 made of PTFE, made in the form of a single arch structure with an
В частном случае выполнения датчика осадков блок 7 питания может содержать регулятор напряжения, который преобразует входное питающее напряжение в напряжение, применяемое в сигнализаторе, что повышает универсальность его применения.In a particular case of a precipitation sensor, the power supply unit 7 may contain a voltage regulator that converts the input supply voltage into the voltage used in the signaling device, which increases the versatility of its application.
Формирователь 8 пачек электрических импульсов вырабатывает импульсы одной полярности U (фиг. 3 - а) определенной частоты.The shaper 8 packs of electrical pulses generates pulses of the same polarity U (Fig. 3 - a) of a certain frequency.
Блок 9 обработки принятых сигналов подключен к выходу приемника 5 излучения и содержит логический анализатор электрических импульсов, принятых приемником 5, триггер Шмитта и транзисторный ключ (на рисунках не показаны).Block 9 for processing received signals is connected to the output of
Особенностью выполнения датчика осадка является то, что электрическая плата 6 дополнительно содержит блок 10 оптоэлектронной развязки, вход которого подключен к блоку 9 обработки принятых сигналов, а выход блока 10 оптоэлектронной развязки является выходом датчика.A feature of the sediment sensor is that the
Полость корпуса 1 заполнена композитным герметизирующим материалом 12, например, композитной твердеющей смолой. При этом датчик выполнен с возможностью установки в измерительной среде арочной конструкцией вверху, а стойками 3 вертикально вниз. Вверху арочной конструкции выполнен герметичный ввод кабеля 11 для подвески датчика и размещения электрических проводников для электрического питания датчика и вывода сигналов измерения.The cavity of the housing 1 is filled with a
Технология изготовления и сборки фторопластового корпуса 1 с заполнением 12 композитной твердеющей смолой, позволяет получить неразборное, герметичное, и стойкое к внешним механическим воздействиям и загрязнениям изделие, что увеличивает его надежность и долговечность использования.The technology of manufacturing and assembling a fluoroplastic body 1 with filling 12 with a composite hardening resin makes it possible to obtain a non-separable, sealed, and resistant to external mechanical stress and pollution product, which increases its reliability and durability of use.
Форма корпуса 1 датчика осадка (фиг. 4) выполнена таким образом, что между чувствительными элементами датчика, инфракрасным излучателем и приемником излучения, установленным в стойках 3, образуется широкая контролируемая зона, на работоспособность которой практически не влияет частичное загрязнение, так как анализируется общая оптическая плотность в инфракрасном диапазоне всего пространства между стойками 3. Датчик осадка устанавливается вертикально, поэтому данная форма корпуса 1 так же позволяет осаждающимся частицам равномерно заполнять пространство между стойками 3, без образования пустоты под самим корпусом 1 датчика осадка.The shape of the body 1 of the sediment sensor (Fig. 4) is made in such a way that between the sensitive elements of the sensor, the infrared emitter and the radiation receiver installed in the
Датчик осадка работает по принципу измерения оптической проницаемости среды в инфракрасном диапазоне, расположенной между инфракрасным излучателем 4 и приемником 5 сигналов излучения.The sediment sensor operates on the principle of measuring the optical permeability of the medium in the infrared range, located between the infrared emitter 4 and the
При подключении датчика осадка к электрическому питанию формирователь 8 пачек электрических импульсов начинает формировать пачки прямоугольных импульсов определенной частоты, фиг. 3 - а), которые подаются на инфракрасный излучатель, формирующий пачки световых импульсов в инфракрасном диапазоне. Применение импульсного излучения, в отличие от постоянного, обеспечивает меньшее энергопотребление, более низкий нагрев поверхности корпуса 1 у инфракрасного излучателя 4, что уменьшает образование биологической пленки и минеральных отложений на корпусе 1.When the sediment sensor is connected to the power supply, the shaper 8 of bursts of electrical impulses begins to generate bursts of rectangular pulses of a certain frequency, Fig. 3 - a), which are fed to an infrared emitter that generates bursts of light pulses in the infrared range. The use of pulsed radiation, in contrast to constant, provides less power consumption, lower heating of the surface of the body 1 at the infrared emitter 4, which reduces the formation of a biological film and mineral deposits on the body 1.
Световые импульсы, пройдя через анализируемую среду, попадают на фотоприемник, который их преобразует снова в электрические импульсы. Пачки электрических импульсов поступают на вход блок 9 обработки сигналов принятых от приемника 5 сигналов излучения, который регистрирует наличие импульсов заданной частоты, и в зависимости от количества зарегистрированных импульсов формирует сигнал о превышении заданного порога оптической проницаемости среды, фиг 3 - b). Использование импульсного сигнала заданной частоты в паре с блоком 9 обработки принятых сигналов, так же настроенным на данную частоту, позволяет существенно повысить помехоустойчивость измерительного тракта.Light pulses, having passed through the analyzed medium, fall on a photodetector, which converts them again into electrical impulses. Packets of electrical pulses are fed to the input of the block 9 for processing signals received from the
В блоке 9 обработки принятых сигналов происходит усреднение полученного сигнала. Тем самым исключаются ложные срабатывания датчика осадка в пограничной зоне оптической проницаемости среды, а также, от проплывающего мусора и прочих возмущений.In block 9 for processing the received signals, the received signal is averaged. This eliminates false triggering of the sediment sensor in the boundary zone of the optical permeability of the medium, as well as from floating debris and other disturbances.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Датчик осадка может быть использован для определения уровня сыпучих материалов, а, также, осадка в водной среде: глины, ила, песка, шлама и других осадков.The sediment sensor can be used to determine the level of bulk materials, as well as sediment in the aquatic environment: clay, silt, sand, sludge and other sediments.
Claims (6)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU219624U1 true RU219624U1 (en) | 2023-07-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5828458A (en) * | 1995-01-26 | 1998-10-27 | Nartron Corporation | Turbidity sensor |
RU2477345C2 (en) * | 2008-11-04 | 2013-03-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Turbidity sensor |
WO2018001568A2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Gill Instruments Limited | A precipitation sensor |
WO2019186366A1 (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Universidade Do Minho | Turbidity optical sensor for underwater continuous in-situ marine or fluvial monitoring |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5828458A (en) * | 1995-01-26 | 1998-10-27 | Nartron Corporation | Turbidity sensor |
RU2477345C2 (en) * | 2008-11-04 | 2013-03-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Turbidity sensor |
WO2018001568A2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Gill Instruments Limited | A precipitation sensor |
WO2019186366A1 (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Universidade Do Minho | Turbidity optical sensor for underwater continuous in-situ marine or fluvial monitoring |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4841157A (en) | Optical backscatter turbidimeter sensor | |
US4936151A (en) | Paddle-wheel type flow meter | |
CN213253162U (en) | Sludge liquid level detection device and automatic sewage discharge system of sedimentation tank | |
MX2007000358A (en) | Proximity sensor for sensing fluid level in a container. | |
RU219624U1 (en) | SETTLEMENT SENSOR | |
CN104111237B (en) | Arrangement for the one or more of physics, chemistry and/or biological process variable of optical measurement medium | |
CN104374743A (en) | Turbidity sensor and turbidity measurement device | |
CN206074444U (en) | A kind of self-cleaning turbidity transducer | |
KR100673604B1 (en) | High precision sound wave water level measuring apparatus and method therefor | |
US11105723B2 (en) | Automatic sedimentation and separation curve generator | |
US10495509B2 (en) | Arrangement for optical measuring of one or more physical, chemical and/or biological, process variables of a medium | |
KR101907034B1 (en) | Liquid level sensor using optical sensor | |
US4940902A (en) | Apparatus and method for continuous measurement of suspended solids in a liquid medium with wiping means | |
CN103645162A (en) | System for monitoring suspended solids in water in real time | |
Milosavljević et al. | Implementation of low cost liquid level sensor (LLS) using embedded system with integrated capacitive sensing module | |
US5777483A (en) | Sensing device to sense contaminants in water | |
US5026993A (en) | Apparatus for monitoring settlement of a solid in a liquid, and a system incorporating same | |
CA2571295A1 (en) | Turbidity sensor | |
KR20010091727A (en) | Method and related device for perception of water level using float with magnet | |
JP2001108510A (en) | Optical magnetic level gauge | |
EP3592910B1 (en) | Gully sensor and apparatus | |
JP2001183354A (en) | Ultrasonic concentration meter | |
SU1037082A1 (en) | Device for controlling parameters of object oscillations | |
RU55986U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING LIQUID DENSITY | |
SU429284A1 (en) | DISCRETE OPTICAL LEVEL |