Relè di controllo del flusso del liquido. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'autore di questo articolo, per la natura del suo lavoro, doveva controllare il flusso d'acqua che raffredda dispositivi fisici complessi, ad esempio gli spettrometri a raggi X. I sensori previsti a tale scopo si sono rivelati inaffidabili, richiedendo frequenti manutenzioni, riparazioni e sostituzioni. Tutti i problemi sono stati risolti con l'aiuto di un contatore dell'acqua domestico economico, a cui è stato aggiunto un semplice gruppo elettronico (un solo chip K155AGZ).

Nei sistemi di raffreddamento ad acqua per dispositivi fisici vengono utilizzati relè di controllo del flusso di liquido RPZh-8, che richiedono regolazioni frequenti a causa della perdita di elasticità della membrana di gomma, nonché rotametri con interruttori reed che rispondono alla rotazione di un galleggiante con un magnete. Entrambi si contaminano rapidamente con l'acqua del rubinetto e necessitano di una pulizia periodica per evitare guasti al sistema di allarme per una diminuzione di emergenza del flusso di refrigerante.

Un giorno è nata l'idea di provare a installare nell'impianto di raffreddamento ad acqua un contatore dell'acqua ad ala SVK-15-3 che si è rivelato senza problemi nella vita di tutti i giorni. Ho smontato il suo meccanismo di conteggio, lasciando solo le piastre superiore e inferiore con l'albero di trasmissione e l'asterisco montato su di esso. L'albero ha un collegamento magnetico con la girante situata nel flusso d'acqua. Su di esso, all'incirca nel mezzo, ho piantato un otturatore fatto di ingranaggio di plastica da un registratore radio portatile, che blocca la connessione ottica tra il diodo emettitore e il fototransistor dell'accoppiatore ottico con un canale ottico aperto (da una stampante difettosa). La forma dell'ammortizzatore è scelta in modo tale che non vi sia comunicazione durante la metà di ogni giro dell'albero.

L'accoppiatore ottico è montato su una lastra in fibra di vetro posta tra le piastre del meccanismo di conteggio, ovviamente senza ingranaggi e contatore. L'asse con ammortizzatore e pignone è installato nelle sue prese (cuscinetti). Il sensore risultante è montato direttamente sul convertitore di flusso (terminologia del produttore) del contatore e collegato alla rete idrica. L'accoppiatore ottico è collegato secondo uno schema simile a quello utilizzato nella versione finale del sensore (sarà discusso di seguito). La frequenza degli impulsi al collettore del fototransistor è stata misurata dalla loro immagine sullo schermo dell'oscilloscopio. Un flusso di una determinata intensità è stato creato versando acqua in un contenitore di misurazione. Si è scoperto che la frequenza degli impulsi generati dal sensore è direttamente proporzionale al flusso d'acqua minuto. A 6 l/min è pari a 3 Hz.

Si è deciso di costruire un dispositivo di soglia che generi un segnale di una diminuzione inaccettabile della portata d'acqua basato sul principio del confronto del periodo di ripetizione degli impulsi del sensore con la durata dei singoli impulsi del vibratore. Le varianti sono state testate su vari microcircuiti: KR1006VI1, KR1561AG1, K555AG1. Inaspettatamente, la migliore e che richiedeva il numero minimo di parti si è rivelata la versione sul chip K155AGZ (due vibratori singoli con riavvio). Il suo schema è mostrato in Fig. uno.

Fig. 1

Quando la serranda ruota, si formano impulsi sul collettore del fototransistor dell'accoppiatore ottico U1, la cui durata è approssimativamente uguale alla durata delle pause tra di loro e la velocità di ripetizione dipende dal flusso d'acqua nel sistema di raffreddamento. A seconda di quale degli interruttori SA1-SA4 è chiuso, gli impulsi attraverso uno dei condensatori C1-C4 (la loro capacità è selezionata sperimentalmente) vengono inviati all'ingresso 2 del vibratore singolo DD1.1. Con una bassa frequenza di ripetizione, la loro ampiezza è insufficiente per avviarlo e il livello di tensione all'uscita 4 del singolo vibratore rimane costantemente alto. Il transistor VT2 è chiuso e i contatti del relè K1 (RES42 versione RS4.569.151) sono aperti.

Con un aumento della portata d'acqua, aumenta la velocità della girante del sensore e la ripetizione degli impulsi sul collettore del fototransistor. Aumenta anche l'ampiezza degli impulsi all'ingresso del singolo vibratore. Ad un certo valore di soglia della portata, questi impulsi iniziano a innescare il one-shot. Poiché il loro periodo di ripetizione è inferiore alla durata dell'impulso del singolo vibratore, quest'ultimo si riavvia più volte e il livello alla sua uscita diventa costantemente basso (questo è tipico per un singolo vibratore sul chip K155AGZ). Il transistor VT3 si apre, il relè K1 viene attivato, i suoi contatti chiudono il circuito che consente il funzionamento del dispositivo raffreddato. A titolo di esempio viene fornito lo schema di collegamento del LED di segnalazione HL1 al connettore X1.

Quando la portata scende al di sotto della soglia, i contatti del relè si aprono non prima di 6 s (durata dell'impulso unibratore). Questo ritardo impedisce il falso intervento del dispositivo di segnalazione in caso di alimentazione idrica irregolare. Come switch SA1-SA4, è stato utilizzato un blocco di DIP switch VDM-4, ​​rimosso dalla scheda del computer. I condensatori C1-C4 vengono selezionati sperimentalmente ruotando l'albero del sensore con la frequenza desiderata con un azionamento elettrico a bassa potenza con velocità regolabile. Se necessario, i condensatori della capacità richiesta vengono assemblati da più collegati in parallelo. Se un valore di soglia è sufficiente, gli interruttori possono essere omessi, lasciando solo uno dei condensatori C1-C4 nel dispositivo.

Fig. 2

Tutte le parti del dispositivo di segnalazione sono montate su un circuito stampato, la cui forma corrisponde allo spazio libero all'interno del corpo del meccanismo di misurazione del contatore dell'acqua SVK-15-3. Le viste dall'alto e dal basso sono mostrate in fig. 2. La scheda è posizionata tra le piastre del meccanismo, è installato un albero con un ammortizzatore e un asterisco per il controllo visivo della rotazione. L'estremità libera dell'albero è inserita nella presa ad essa destinata nel coperchio inferiore (nero) del misuratore. Installare il coperchio superiore (trasparente) finché non scatta in posizione con il fondo. Nel coperchio trasparente è ricavato uno slot per il controllo degli interruttori SA1-SA4 con un cacciavite. L'unità elettronica assemblata è installata sul "convertitore di flusso" del contatore e fissata con una fascetta. L'unità può essere facilmente rimossa per ispezioni, riparazioni o sostituzioni senza dover rimuovere il "convertitore di flusso" dalla rete idrica.

È probabile che il numero di lamelle dell'otturatore che interrompono il flusso di radiazione IR nell'optoaccoppiatore U1 possa essere aumentato aumentando la frequenza degli impulsi generati dall'optoaccoppiatore, riducendo notevolmente la capacità dei condensatori nel sensore. Sfortunatamente, non ho testato questa possibilità nella pratica.

Autore: A. Skorynin, Zlatoust, regione di Chelyabinsk; Pubblicazione: radioradar.net

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