Реле контроля потока жидкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Автору этой статьи по роду работы пришлось заниматься контролем потока воды, охлаждающей сложные физические приборы, например, рентгеновские спектрометры. Предусмотренные в них для этой цели датчики оказались ненадежными, требующими частого обслуживания, ремонта и замены. Все проблемы удалось решить с помощью дешевого бытового счетчика расхода воды, в который добавлен простой (всего на одной микросхеме К155АГЗ) электронный узел.

В системах водяного охлаждения физических приборов применяют реле контроля потока жидкости РПЖ-8, требующие частой регулировки вследствие утраты эластичности резиновой мембраной, а также ротаметры с герконами, реагирующими на вращение поплавка с магнитом. И те, и другие быстро загрязняются водопроводной водой и нуждаются в периодической чистке, предотвращающей отказы сигнализации об аварийном снижении расхода охлаждающей жидкости.

Однажды пришла мысль попробовать установить в систему водяного охлаждения показавший себя безотказным в быту счетчик воды крыльчатого типа СВК-15-3. Я разобрал его счетный механизм, оставив лишь верхнюю и нижнюю платины с ведущим валом и насаженной на него "звездочкой". Вал имеет магнитную связь с находящейся в потоке воды крыльчаткой. На него примерно посередине я насадил сделанную из пластмассовой шестерни от переносной магнитолы заслонку, которая перекрывает оптическую связь между излучающим диодом и фототранзистором оптопары с открытым оптическим каналом (от неисправного принтера). Форма заслонки выбрана такой, что связь отсутствует в течение половины каждого оборота вала.

Оптопара смонтирована на стеклотекстолитовой плате, помещенной между платинами счетного механизма, разумеется, без шестерен и счетчика. Ось с заслонкой и звездочкой установлена в свои гнезда (подшипники). Получившийся датчик смонтирован непосредственно на преобразователе расхода (терминология завода-изготовителя) счетчика и подключен к водопроводу. Оптопара подключена по схеме, аналогичной использованной в окончательном варианте датчика (она будет рассмотрена ниже). Частота импульсов на коллекторе фототранзистора измерялась по их изображению на экране осциллографа. Поток заданной интенсивности создавался путем слива воды в мерную емкость. Оказалось, что частота формируемых датчиком импульсов прямо пропорциональна минутному расходу воды. При 6 л/мин она равна 3 Гц.

Пороговое устройство, формирующее сигнал о недопустимом уменьшении расхода воды, было решено строить по принципу сравнения периода повторения импульсов датчика с длительностью импульсов одновибратора. Были опробованы варианты на различных микросхемах - КР1006ВИ1, КР1561АГ1, К555АГ1. Неожиданно лучшим и требующим минимального числа деталей оказался вариант на микросхеме К155АГЗ (два одновибратора с повторным запуском). Его схема показана на рис. 1.

Рис. 1

При вращении заслонки на коллекторе фототранзистора оптопары U1 формируются импульсы, длительность которых приблизительно равна длительности пауз между ними, а частота следования зависит от расхода воды в системе охлаждения. В зависимости от того, какой из выключателей SA1-SA4 замкнут, импульсы через один из конденсаторов С1-С4 (их емкость подобрана экспериментально) поступают на вход 2 одновибратора DD1.1. При малой частоте следования их амплитуда недостаточна для его запуска и уровень напряжения на выходе 4 одновибратора остается постоянно высоким. Транзистор VT2 закрыт, а контакты реле К1 (РЭС42 исполнения РС4.569.151) разомкнуты.

С увеличением расхода воды частота вращения крыльчатки датчика и следования импульсов на коллекторе фототранзистора растет. Увеличивает ся и амплитуда импульсов на входе одновибратора. При некотором пороговом значении расхода эти импульсы начинают запускать одновибратор. Поскольку период их повторения меньше, чем длительность импульса одновибратора, происходит многократный перезапуск последнего и уровень на его выходе становится постоянно низким (это характерно для одновибратора на микросхеме К155АГЗ). Транзистор VT3 открывается, срабатывает реле К1, его контакты замыкают цепь, разрешающую работу охлаждаемого прибора. Схема подключения к разъему Х1 сигнального светодиода HL1 приведена в качестве примера.

При снижении расхода ниже порога контакты реле разомкнутся не ранее чем через 6 с (длительность импульса одновибратора). Такая задержка предотвращает ложные срабатывания сигнализатора при неравномерной подаче воды. В качестве выключателей SA1-SA4 использован блок DIP-переключателей ВДМ-4, снятый с компьютерной платы. Конденсаторы С1-С4 подбирают экспериментально, вращая вал датчика с нужной частотой маломощным электроприводом с регулируемой частотой вращения. При необходимости конденсаторы нужной емкости собирают из нескольких, включенных параллельно. Если достаточно одного значения порога, выключатели можно не устанавливать, оставив в приборе только один из конденсаторов С1-С4.

Рис. 2

Все детали сигнализатора смонтированы на печатной плате, форма которой соответствует имеющемуся внутри корпуса измерительного механизма счетчика воды СВК-15-3 свободному месту. Вид сверху и снизу показан на рис. 2. Плату располагают между пла-тинами механизма, устанавливают вал с заслонкой и звездочкой визуального контроля вращения. Свободный конец вала вставляют в предназначенное для него гнездо нижней (черной) крышки счетчика. Устанавливают верхнюю (прозрачную) крышку до защелкивания с нижней. В прозрачной крышке сделана прорезь для управления с помощью отвертки выключателями SA1-SA4. Собранный электронный блок устанавливают на "преобразователь расхода" счетчика и фиксируют его хомутом. Блок можно легко снять для проверки, ремонта или замены, не демонтируя "преобразователь расхода" из водопровода.

Вероятно, число лепестков заслонки, прерывающей поток И К излучения в оптопаре U1, можно увеличить, повысив этим частоту формируемых оптопарой импульсов Это позволило бы значительно уменьшить емкость конденсаторов в датчике. К сожалению, на практике я этой возможности не проверял.

Автор: А. Скорынин, г. Златоуст Челябинской обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Новые материалы для термоядерных реакторов 22.11.2024 Термоядерный синтез предлагает почти безграничный и экологически чистый источник энергии. Однако реализация этой технологии требует материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Ученые из лаборатории MARVEL (EPFL, Швейцария) разработали подход для поиска таких материалов, что может приблизить использование термоядерной энергии. Ключевой компонент термоядерных реакторов, дивертор, отвечает за отвод тепла и продуктов реакции, подвергаясь воздействию высоких температур, нейтронов и ионов. Сегодня основным материалом для диверторов в проекте ITER является вольфрам, известный своей термостойкостью. Однако исследователи продолжают искать альтернативы, способные лучше справляться с нагрузками. Ученые MARVEL использовали базу данных Полинга, анализируя такие свойства, как температура плавления, теплопроводность и плотность, чтобы выявить материалы, которые могут выдерживать условия реакторов. Используя метод оптимизации Парето, они отобрали 71 потенциальный материал. После первичного анализа исследователи проверили каждый материал на предмет эрозии, взаимодействия с плазмой и другими ограничениями. Некоторые новейшие материалы, например сплавы с высокой энтропией, оказались непригодными для термоядерных реакторов. В итоге список сократился до 21 кандидата. Для оценки финального списка использовались квантовые модели (DFT). Особое внимание уделялось энергии поверхностной связи (устойчивость к разрушению) и энергии образования междоузлий водорода (взаимодействие с тритием). Это позволило определить, насколько материалы подходят для работы в диверторе без потери эффективности. В итоговый список вошли как проверенные материалы (вольфрам, графит, алмаз, молибден), так и новые перспективные кандидаты, например, нитрид тантала и керамика на основе бора и азота. Эти материалы демонстрируют потенциал для применения в будущем. Для дальнейшего анализа ученые планируют использовать нейронные сети, чтобы смоделировать более сложные взаимодействия материалов с нейтронами и плазмой. Это позволит еще точнее оценивать их долговечность. Новые подходы к поиску материалов делают технологию термоядерного синтеза все ближе к реальности. Совмещение теории и экспериментов открывает путь к созданию надежных и долговечных реакторов, способных обеспечить чистую энергию будущего.

Другие интересные новости:

▪ Летательный аппарат AIR ONE

▪ Прочное стекло на основе алюминия

▪ Управление молниями с помощью лазерного луча

▪ Творческие люди получают удовольствие от траты времени впустую

▪ Внутреннее ядро Земли движется в разные стороны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Демьянова уха. Крылатое выражение

▪ статья Какими сверхспособностями обладает герой комиксов по имени normalman? Подробный ответ

▪ статья Работа на строкоотливных наборных машинах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Измеритель емкости - приставка к тестеру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Типичные дефекты Си-Би радиостанции Alan. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026