187904. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és vezérlőberendezés folyadék jelenlétét, annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére
1 187 904 2 A találmány tárgya eljárás és vezérlő berendezés folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére. Jónéhány olyan technológiai folyamat létezik, amelyekre az a jellemző, hogy a folyamat valamely paraméterének egy előre meghatározott, megengedett értéken túli változása üzemzavart, balesetet, adott esetben a berendezés vagy a berendezéshez kapcsolt egyéb technológiai berendezések meghibásodását, tönkremenetelét okozza. Élet- és vagyonbiztonsági szempontból egyértelműen ki keli zárni ezeknek a paramétereknek az ilyen irányú hatását, és gondoskodni kell megfelelő ellenőrző és vezérlő berendezésekről, amelyeknek segítségével az adott paraméter megváltozása következtében fellépő káros hatások elkerülhetők. Az ilyen jellegű védelmi berendezéseknél fokozott figyelmet kell fordítani a berendezések megbízhatóságára és megfelelő élettartamára. Ezért a hagyományos mérő és szabályozó berendezésektől eltérően ezeknek az ellenőrző és vezérlő berendezéseknek olyan felépítésűeknek és működésűeknek kell lenniük, hogy csak a kiválasztott jellemzőt érzékeljék, és hogy saját részegységeinek és alkatrészeinek esetleges meghibásodása, az üzemeltetés külső feltételeinek zavara — pl. hálózat kimaradás esetén - ugyanúgy' üzemzavar jelzést és ennek megfelelő rendelkező jelet adjanak, mint az adott paraméternek az előre megadott értéktől való eltérésekor. Ilyen berendezések a fokozott biztonságú vagy önellenőrző berendezések. A fentiekben már ismertetett fokozottan veszélyes üzemnek minősülő berendezések például a különféle vízmelegítő, gőzfejlesztő berendezések, kazánok, amelyeknél a hűtőfelület hőmérsékletét a felületet körülvevő víz tartja egy előre meghatározott szint alatt. Ha a fűtő felület a vízszint csökkenése következtében részben vagy egészben vízmentes térbe kerül, akkor a fűtőelem túlhevül, meghibásodik és adott esetben még gőzrobbanás is bekövetkezhet, ha víz kerül a tűztérbe. Annak érdekében, hogy ilyen esetek ne fordulhassanak elő, ezekben a berendezésekben a vízszint jelzését és ellenőrzését folyamatosan biztosítani kell. Az ismert berendezéseknél a vízszint folyamatos ellenőrzését a berendezés kezelő személyzete végzi, gyakran ezek a berendezések még vízhiányjelző automatikus berendezést is tartalmaznak. Tekintve azonban, hogy az ellenőrzés folyamatossága még a jól szervezett üzemekben sem mindig biztosítható, és a kiegészítő automatikus berendezés is meghibásodhat, az ilyen jellegű üzemekben gyakoriak a nagy kárral járó üzemzavarok. Az ismert berendezések működése azon alapszik, hogy két szondát helyeznek el a tartályban, egy mérő- és egy segédszondát. Mindkét szonda egymástól és a tartálytól villamosán szigeteken van elhelyezve. A víz megszűnését vagy egy adott szint alá való csökkenését úgy mérik, hogy a vízbe a fém tartálytól elszigetelten behelyezett villamosán vezető mérőszonda és a tartályfal között a villamos feszültség hatására áram folyik. Ha a vízszint egy előre megadott érték alá csökken, vagyis a víz nem érintkezik már a szondával, megszűnik a villamos áram. Csak mérőszonda alkalmazása nem tesz eleget a biztonsági követelményeknek, mivel a szonda szigetelésének meghibásodása vagy a szonda felületére lerakódó vízgőz esetén is olyan jelzést ad, mintha víz lenne a tartályban. A segédszonda szerepe éppen az, hogy üzemi körülmények között nem merül a folyadékba, tehát a segédszonda és a tartályfal között nem folyik villamos áram. Ha azonban akár a szondák megsérülése miatt akár a vízgőz lecsapódása miatti átvezetés jön létre, a segédszonda és a tarlályfal között is villamos áram jön létre. Lényegében az ismert berendezések a két szonda jelét dolgozzák fel villamos hídkapcsolás segítségével. Ez a híd úgy van kiképezve, hogy csak akkor ad hasznos jelet, ha a mérőszonda a vízbe ér, és a segédszonda nem ad jelet. A híd kimenő jele egy komparátoron keresztül egy elektromechanikus jelfogóra van vezetve és azt működteti. Biztonságtechnikai szempontból általában nem egy, hanem két ilyen kapcsolást működtetnek egymással párhuzamosan, így az egyik meghibásodása esetén, a másik még mindig működőképes marad. Ennek az ismert megoldásnak a hátránya az, hogy a segédszonda meghibásodása, például a vezetékének a megszakadása esetén, nem jelez hibát, tehát adott esetben a rendszert vízzel túl lehet tölteni, és gőz helyett vizet vezetünk a technológiai folyamathoz. Másik hátránya ezeknek a berendezéseknek, hogy ha a segédszonda és a mérőszonda között úgy csapódik le a gőz, hogy villamosán vezető kapcsolat van közöttük, akkor a szondák a tartály falával is rövidzárba kerülnek, és vízhiány esetén is azt érzékeli a berendezés, mintha a tartályban kellő mennyiségű víz lenne, azaz a kazán a legrosszabb esetben még fel is robbanhat. A találmányunkkal az volt a célunk, hogy olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre mérőszondából és segédszondából álló érzékelő elemhez, amely egyértelműen jelzi a segédszonda meghibásodását is, és bármelyik szonda meghibásodása esetén az általunk kialakított kapcsolási elrendezéssel megvalósított berendezés a fűtőrendszert lekapcsolja. A találmány tárgya eljárás folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő mérési elrendezés üzembiztos működésének ellenőrzésére egy fűtött tartályon belül, amely eljárásnak az a lényege, hogy a folyadék jelenlétét két érzékelővel érzékeljük, mindkét érzékelő állapotát folyamatosan figyeljük, és bármely érzékelő meghibásodása esetén a fűtést lekapcsoljuk. A találmány tárgya továbbá az eljárás megvalósítására kiképezett, a folyadék jelenlétét annak villamos vezetőképessége alapján érzékelő önellenőrző vezérlő egység, amelynek bemeneteire van a mérőszonda és a segédszonda csatlakoztatva. A találmány szerinti vezérlő egység tartalmaz ellenállás-impulzus átalakítót, amelynek első bemenetére a mérőszonda van csatlakoztatva és amelynek második bemenetére segédszonda van kapcsolva, és az ellenállásirnpulzus-átalakító első kimenete fázishelyzet-érzékelő bemenetére, második kimenete figyelő áramkör bemenetére van csatlakoztatva, amely figyelő áramkörök második be menete a segcdszondával van összekapcsolva, továbbá a fázishelyzet-érzékelő áramkör és a figyelő áramkör kimeneté kiértékelő egység bemenetére van csatlakoztatva, amely kiértékelő áramkör kimenete teljesítményerősítőn keresztül legalább egy kapcsolóval van összekapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban példaként! kiviteli alakja segítségével ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti vezérlő egység blokkvázlatát mutatja, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
