176429. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés folyadékszint szabályozására
3 176429 4 dozás esetén lép működésbe. Amíg tehát az érzéketlenségi sáv nagyobb a hullámzás amplitúdójánál, addig a szintszabályozó működésének hagyományosnak kell lennie. Ha azonban a szintingadozás amplitúdója az érzéketlenségi sávnál nagyobb lesz (1. ábra 1. pont a ta időpontban), akkor az érzéketlenségi sávnak A’ értékűre kell növekednie. Még tökéletesebb megoldást eredményezne, ha az érzéketlenségi sáv arányos lenne a hullámzás amplitúdójával (2. ábra), és nagyobb ennek csúcsértékénél, ezáltal a ki- bekapcsolások teljesen elkerülhetők lennének. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kitűzött cél elérhető változtatható hiszterézisű komparátor alkalmazásával, amelyet a jelnek és az érzéketlenségi sáv alapértékének különbségét képező kivonó áramkörrel vezérlünk. Amíg a különbség negatív, addig a szabályozó hagyományos módon működik. Amennyiben a különbség pozitívvá válik, az érzéketlenségi sáv A értéke a különbséggel arányosan növekszik. Amint a különbség ismét negatív lesz, az eredeti érzéketlenségi sáv áll vissza. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege tehát, hogy a szintérzékelő kimenete, vagy a különbségképző kimenete egyrészt kivonó áramkörön át, másrészt közvetlenül, változtatható hiszterézisű komparátorhoz és ennek kimenete a beavatkozó szervhez csatlakozik. A kivonó áramkörhöz kapcsolódik az érzéketlenségi sáv alapértékének beállítója. Háromállású szabályozás esetén a szintérzékelő, vagy a különbségképző kimenete egyenirányítón és integráló erősítőn át csatlakozik a kivonó áramkör bemenetéhez. A kivonó áramkör kimenete változtatható hiszterézisű komparátor bemenetéhez és fázisfordítón át egy másik hasonló komparátor bemenetéhez csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés példaképpeni kiviteli alakjait kétállású és háromállású szabályozás esetében ismertetjük. Az 1. és a 2. ábra a hullámzás idődiagramjait és az érzéketlenségi sávot, a 3. ábra egy kétállású szabályozó kapcsolási elrendezésének tömbvázlatát, a 4. ábra egy háromállású szabályozó kapcsolási elrendezésének tömbvázlatát, s végül az 5. ábra az előbbinek egy részletesebb kapcsolási vázlatát mutatja. 1. példa Kétállású szabályozó tömbvázlata látható a 3. ábrán. Az X szabályozott jellemző a folyadékszint, amelynek hullámzását az 1 szintérzékelő érzékeli. Az 1 szintérzékelőből kilépő XE ellenőrzőjelből a 2 különbségképző levonja a 3 alapjelképző által adott XA állandó értéket, amely a szint közepes magassági helyzetének felel meg. A két különbségképzőből kilépő XR rendelkező jel belép a változtatható hiszterézisű 4 komparátorba. Az 1 szintérzékelőből kilépő XE ellenőrzőjel belép az 5 kivonó áramkörbe, amelybe az érzéketlenségi sáv A alapértékét is beadjuk. Az 5 kivonó áramkör is a 4 komparátorba van bevezetve. A 4 komparátor kimenő XR beavatkozó jele a 6 beavatkozó szervhez csatlakozik. A 4 komparátor mindaddig alaphiszterézissel működik, míg az 5 kivonó áramkör kimenő jele negatív, ekkor a rendszer a hagyományos kétállású szabályozóval egyező módon működik. Ha XE ellenőrzőjel nagyobb, mint XA állandó érték, vagyis az 5 kivonó áramkör kimenőjele pozitív, akkor a 4 komparátor hiszterézise megváltozik és az érzéketlenségi sávot, valamint a 6 beavatkozó szerv működését megfelelően módosítja. 2. példa A 4. ábra háromállású szabályozó tömbvázlatát mutatja. Az XR rendelkezőjel egyrészt a változtatható hiszterézisű 4 komparátor 7a, 8a bemenetéihez csatlakozik, másrészt a 9 egyenirányítóéhoz. Ez az XR rendelkezőjel váltakozó áramú összetevőjét egyenirányítja és az integráló 10 erősítőbe adja, amelynek zavarszűrő hatása van, ez bizonyos mértékig késlelteti a hullámzás változásának hatását, s így kiküszöböli a hiszterézis szükségtelen változásából eredő esetleges lengéseket. A 10 erősítő kimenő jele az érzéketlenségi tartományt meghatározó A alapértékre előfeszített 5 kivonó áramkörbe lép be. Ennek kimenete csak akkor változik, ha a 10 erősítő kimenő jele nagyobb, mint az A alapérték. Az 5 kivonó áramkör kimenete a 12 fázisfordító áramkört vezérli, amelynek két kimenete a 4 komparátorok 7b, 8b bemenetéihez csatlakozik és ezek billenési szintjeit a megfelelő irányba eltolja. A 4 komparátorok kimenő jele a 13 beavatkozó szervet az ismert háromállású jelleggörbének megfelelően működteti. Hullámzásmentes esetben az érzéketlenségi tartomány a szokásos alacsony értékű, s így a szabályozás statikus jellemzői nem változnak. De jobbak a dinamikus tulajdonságai is, mint a hullámzás okozta zavarások ellen nagy időállandóval védekező rendszeré. Egy az előbbi tömbvázlatnak megfelelő kapcsolási vázlatot az 5. ábra ismertet. A belépő jel váltakozó áramú összetevőjét a 14 kondenzátor választja le és a 15 dióda egyenirányítja. A jel ezután az integráló 16 erősítőbe kerül. A 16 erősítő erősítését a 17 és a 18 ellenállások, integrálási sebességét a 17 ellenállás és a 19 kondenzátor szabják meg. A 16 erősítő kimenő jele a 20 diódából és a 21 és 22 ellenállásokból álló kivonó kapuáramkör bemenetét képezi. A kapuáramkör kimenő jele közvetlenül vezérli a 23 komparátor billenési szintjét. A 24 komparátor billenési szintjét ugyanakkor a —1 erősítésű 25 műveleti erősítő vezérli. A 23 és a 24 komparátorok negatív bemenetei közvetlenül az XR rendelkező jelet fogadják. A 23 és 24 komparátorok kimenetei a 26 és 27 műveleti erősítőkön át működtetik a 28 beavatkozó szervet. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyei abban foglalhatók össze, hogy az így kialakított szintszabályozó statikus és dinamikus jellemzői hullámmentes állapotban nem romlanak és az érzéketlenségi sáv mindenkor alkalmazkodik a felszíni hullámzás amplitúdójához. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
