- Число сигнализируемых положений уровня – 4;
- Напряжение питания переменного тока – 220 ± 22 В;
- Потребляемая мощность – 15 ВА;
- Погрешность сигнализации уровня - ± 5 мм;
- Сопротивление проводов соединения релейного блока с датчиком –
10 Ом;
- Минимальная удельная электропроводность контролируемой среды:
а) первый диапазон (сопротивление срабатывания – 5000 Ом) – 0,015 Ом/м;
б) второй диапазон (сопротивление срабатывания – 700 Ом) – 0,06 Ом/м;
- Максимальная нагрузка на контакты реле (при 380 В, 50 Гц) – 500 ВА.
Принципиальная схема ЭРСУ-3 приведена на рисунке 1
Рисунок 1 Принципиальная схема сигнализатора уровня РСУ-3
Принцип работы регулятора-сигнализатора основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродом датчика и стенкой сосуда в электрический релейный сигнал. Погружение электрода датчика в контролируемую электропроводную среду вызывает уменьшение сопротивления, а осушение – его увеличение.
ЭРСУ-3 состоит из датчиков сопротивления и релейного блока. В состав релейного блока входят три идентичных релейно-транзисторных каскада и источник питания.
Релейно-транзисторный каскад включает в себя транзисторы VT1, VT2, реле K1 и входную цепь, состоящую из базового делителя R2, R3, ёмкости С1, резистора R1 и сопротивления датчика.
Напряжение питания 220 В подаётся на первичную обмотку силового трансформатора TV. С вторичной обмотки (выводы 4, 5) через мостовую схему выпрямителя VD4 напряжение поступает на релейно-транзисторные каскады. Конденсатор С3 выполняет роль фильтра источника питания. Положительный полюс источника питания через обмотку силового трансформатора подключается к корпусу датчика и к заземлению. Напряжение обмотки 6-7 TV используется для питания первичных преобразователей.
Работа релейного каскада. В исходном состоянии транзистор VT1 открыт напряжением делителя R2, R3. Падения напряжения на переходе коллектор – эмиттер VT1 недостаточно для открытия транзистора VT2. Ток через обмотку реле К1 не течёт. При заполнении контролируемой ёмкости проводящей средой сопротивление между датчиком и корпусом ёмкости уменьшается. В этом случае увеличивается напряжение на входе релейного каскада. Это напряжение поступает на базу транзистора VT1 и запирает его. Напряжение на коллекторе транзистора VT1 возрастает до напряжения источника питания. Транзистор VT2 открывается и через него начинает течь ток по цепи: +Un, R5, VD2, эк VT2, обмотка К1, R6, -Un. Реле К1 включается и замыкает своими контактами коммутационные цепи.
Отличительной особенностью данной схемы является наличие не только отрицательной обратной связи, но и положительной – межкаскадной. В момент переключения транзисторов действует положительная обратная связь, что обеспечивает ускорение перехода транзисторов из одного состояния в другое. Отрицательная обратная связь задаётся общим резистором R5, включенным в цепь эмиттеров VT1, VT2. Благодаря ООС напряжения открытия и закрытия транзистора VT1 различные, что исключает генерацию устройства при граничных условиях. Диод VD2 повышает надёжность запирания транзистора VT2.
Электронные датчики уровня типа СУС предназначены для контроля уровня сыпучих и жидких материалов с электропроводными и неэлектропроводными свойствами, контроля уровня раздела жидкостей с резко отличающимися относительными диэлектрическими проницаемостями. Состоят из одного или нескольких первичных преобразователей и одного вторичного преобразователя.
Технические характеристики СУС-11:
- Погрешность срабатывания ± 20 мм;
- Габариты первичного преобразователя 160 × 175 × 75;
- Габариты вторичного преобразователя 200 × 250 × 115;
- Потребляемая мощность не более 5 ВА.
В зависимости от назначения и типов используемых датчиков сигнализаторы СУС имеют ряд модификаций. Принципиальная схема
СУС-11 приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 Принципиальная схема СУС-11
Принцип действия сигнализатора основан на высокочастотном резонансном методе. При воздействии измеряемой среды на емкостной датчик, входящий в состав измерительного колебательного контура, изменяются параметры контура.
Сигнализатор СУС-11 состоит из генератора фиксированной частоты, собранного на элементах VT1, R1, R2, R3, R4, C2, C3, C4, L1, колебательного контура С6, С7, L2, усилителя сигналов VT2, R6, R7, ключевого каскада VT3, KV, R8, R9, C10, VD2, VD3 и источника питания.
Напряжение 220 В подаётся на первичную обмотку силового трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора имеет вывод от средней точки. Диоды VD4, VD5 включены по схеме двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор С11 предназначен для сглаживания пульсаций питающего напряжения. Выпрямленное напряжение используется для питания усилителя и ключевого каскада. Генератор фиксированной частоты питается от параметрического стабилизатора состоящего из стабилитрона VD1, баластного сопротивления R5 и фильтрующего конденсатора С8.
Первичный преобразователь подключается к измерительному колебательному контуру и представляет собой конденсатор с изменяющейся ёмкостью. Емкость первичного преобразователя изменяется при заполнении зазора между пластинами конденсатора контролируемой средой. Изменение ёмкости датчика приводит к расстройке измерительного колебательного контура и понижению его входного сопротивления для тока генератора фиксированной частоты.
Устройство работает следующим образом. При подаче питания генератор вырабатывает колебания с фиксированной частотой. Напряжение смещения подаётся на базу транзистора VT1 с делителя напряжения R1, R2. Резонансный колебательный контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С3, включен в коллекторную цепь VT1. Положительная обратная связь обеспечивается цепью С4, R4, R3. Напряжение обратной связи снимается с части витков катушки резонансного колебательного контура. Конденсаторы С1, С2 предназначены для гашения высокочастотных выбросов напряжения при работе транзистора VT1.
В исходном состоянии измерительный колебательный контур совместно с первичным преобразователем конденсатором С6 настраивается в резонанс с генератором фиксированной частоты. При этом входное сопротивление контура велико и ток генератора, протекающий по цепи коллектор VT1, разделительные конденсаторы С5, С9, резистор R6, создаёт на резисторе падение напряжения открывающее транзистор VT2. К базе транзистора VT3 приложен потенциал корпуса, и реле KV остаётся отключенным.
При повышении уровня измеряемой среды до заполнения зазора между пластинами первичного преобразователя С9 изменяется настройка измерительного контура. Его входное сопротивление уменьшается и шунтирует выход генератора фиксированной частоты. Ток, протекающий через резистор R6, уменьшается, и транзистор VT2 запирается. Запирание VT2 приводит к открытию транзистора VT3 и включению электромагнитного реле KV. Контактами реле включается сигнальная лампа и соответствующие исполнительные устройства. Режим работы транзистора VT3 стабилизируется параметрическим стабилизатором R9, VD3. Конденсатор С10 обеспечивает задержку включения ключевого каскада, что защищает сигнализатор от ложных срабатываний. Диод VD2 защищает транзистор VT3 от ЭДС самоиндукции, возникающей при переключениях электромагнитного реле.
Полупроводниковые реле уровня ПРУ-5М, ПРУ-5МИ предназначены для контроля уровня жидкостей (аммиака, фреона, дизельного топлива и масел небольшой вязкости) в аппаратах и сосудах стационарных и судовых установок. Приборы имеют следующие исполнения: ПРУ-5М – водозащищённое, виброустойчивое; ПРУ-5МИ - водозащищённое, виброустойчивое, взрывозащищённое.
Техническая характеристика ПРУ-5М:
- Максимально допустимая погрешность срабатывания относительно номинального уровня ± 10 мм;
- Длина линии связи датчика с блоком не более 500 м;
- Напряжение питания переменного тока 220 или 380 вольт 50 Гц;
- Напряжение на зажимах датчика 15 В;
- Потребляемая мощность 5 ВА;
- Допустимая разрывная мощность контактов выходного реле при коммутации цепи переменного тока 380 В не более 500 ВА;
- Дифференциал регулирования уровня 35 ± 15 мм.
Электрическая схема реле уровня ПРУ-5 приведена на рисунке 3.
Принцип действия прибора основан на получении сигнала разбаланса моста переменного тока при изменении индуктивного сопротивления катушек датчика, включенных в плечи моста. Индуктивное сопротивление катушек изменяется сферическим сердечником-поплавком, свободно перемещающимся вместе с уровнем жидкости в поплавковой камере датчика. Поплавковая камера по способу сообщающихся сосудов соединяется с резервуаром, в котором контролируется уровень.
Мост переменного тока образуют активные сопротивления R1, R2, R3 и индуктивные сопротивления катушек датчика L1, L2.
Рисунок 3 Принципиальная электрическая схема ПРУ-5
В одну диагональ моста включен источник питания (обмотка 4-5 силового трансформатора), в другую – выпрямитель VD1-VD4. Конструкция датчика и его подключение к контролируемому резервуару показаны на рисунке 4.
1 – контролируемый резервуар; 2 – датчик; 3 – катушки датчика; 4 – сердечник-поплавок; 5 – контролируемый уровень.
Рисунок 4 Конструкция датчика и его подключение
к контролируемому резервуару
Измерительный мост балансируется резистором R2 в тот момент, когда сердечник датчика находится в крайнем нижнем положении. В этом случае напряжение на выходе выпрямителя VD1 – VD4 равно нулю. Транзистор VT1 открыт напряжением делителя R6, R7. Переход база-эмиттер транзистора VT2 подключен к переходу коллектор-эмиттер транзистора VT1. Падение напряжения на открытом транзисторе VT1 мало, и транзистор VT2 закрыт. Ток через обмотку реле KV1 не течёт. Двигатель нагнетающего насоса включен нормально замкнутыми контактами реле.
При повышении уровня контролируемой жидкости сердечник датчика перемещается в верхнее положение. При этом измерительный мост разбалансирован и на его выходе напряжение достигает максимального значения. Это напряжение выпрямляется и подаётся на базу транзистора VT1. Транзистор закрывается. Напряжение на его коллекторе возрастает, и транзистор VT2 открывается. Через обмотку реле KV1 течёт ток. Реле отключает электродвигатель насоса. Падение напряжения на резисторе R9 повышает потенциал базы VT1 относительно эмиттера и держит его в запертом состоянии.
При понижении уровня контролируемой жидкости сердечник датчика перемещается в крайнее нижнее положение. При этом напряжение на выходе измерительного моста снижается до нуля. Потенциал базы транзистора VT1 снижается и транзистор открывается. Транзистор VT2 запирается. Электромагнитное реле включает питание двигателя насоса.
Таким образом, уровень контролируемой жидкости изменяется в пределах нижнего и верхнего уровней датчика.
Прибор для управления погружным насосом ОВЕН САУ - М2 применяется в системах автоматического поддержания уровня жидкости в резервуарах, накопительных емкостях, отстойниках, а также в системах автоматического осушения.
Прибор выполняет следующие функции:
- автоматическое заполнениерезервуара до заданного уровня;
- автоматическое осушениерезервуара до заданного уровня;
- защита погружного насосаот «сухого» хода.
Работа прибора возможна с различными по электропроводности жидкостями: водопроводной, загрязненной водой, молоком и пищевыми продуктами (слабокислотными, щелочными и пр.).
Внешний вид прибора представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 Прибор ОВЕН САУ-М2
Тех н ические характеристики прибора:
- Номинальное напряжение питания прибора 220 В частотой 50 Гц;
- Допустимые отклонения напряжения питания от номинального значения –15...+10 %;
- Количество подключаемых датчиков два 3-х электродных;
- Тип датчиков кондуктометрический;
- Количество встроенных выходных реле 1;
- Макс. допустимый ток, коммутируемый контактами встроенного реле
8 А при 220 В 50 Гц;
- Напряжение на электродах датчика уровня не более 12 В пост. тока;
- Сопротивление жидкости, вызывающее срабатывание датчика не более 500 кОм;
- Тип корпуса настенный Н;
- Габаритные размеры корпуса 130х105х65 мм;
Условия эксплуатации:
- Температура окружающего воздуха +1...+50° С;
- Атмосферное давление 86...106,7 кПа;
- Относительная влажность воздуха (при +35° С) не более 80 %.
