Датчик перегріву. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Датчик перегріву. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

Коментарі до статті

Описуваний прилад є перетворювачем температура - частота дискретної дії. По структурі це автогенератор, петля позитивного зворотного зв'язку якого містить ультразвукову лінію зв'язку з включеним до неї чутливим елементом. Їм служить полімерний запобіжник, що самовідновлюється. Завдяки залежності від температури не лише електричних, а й акустичних властивостей такого запобіжника змінюється частота коливань автогенератора.

Датчик розроблений для роботи у складі приладів допускового контролю температури об'єктів, що знаходяться у вибухонебезпечних середовищах [1], але може знайти застосування і в інших схожих за призначенням системах, наприклад, пристроях аварійної пожежної сигналізації. Оскільки зв'язок чутливого елемента з електронним блоком акустичний, виключені перебіг струму у вимірювальному ланцюгу та можливість іскроутворення в контрольованій зоні.

Основні технічні характеристики

Температура спрацьовування,
°С, не більше...................60
Час спрацьовування, з,
більше ........................10
Розмах вихідної напруги, не менше ................5
Напруга живлення, .........27±3
Струм споживання, мА, трохи більше .......................100

Прилад складається з чутливого елемента, включеного в розрив звуковода, що утворює ультразвукову лінію зв'язку між випромінюючим і приймальним п'єзоперетворювачами, підсилювача потужності, попереднього підсилювача та ланцюга зворотного зв'язку, що з'єднує вихід попереднього підсилювача з підсилювачем входу потужності.

Випромінюючий перетворювач збуджує в звуководе акустичні хвилі, які проходять через чутливий елемент і досягають приймального перетворювача, що перетворює їх на електричний сигнал. Цей сигнал, посилений попереднім підсилювачем, через ланцюг зворотного зв'язку надходить на вхід підсилювача потужності. В результаті позитивного зворотного зв'язку в системі виникають автоколивання.

Чутливий елемент датчика виконаний з матеріалу, акустичне опір якого різко змінюється за певної температури. В результаті відбувається стрибкоподібна зміна частоти коливань, що служить сигналом перегріву. Після усунення причини перегріву температура чутливого елемента знижується, акустичний опір лінії зв'язку та частота коливань повертаються до початкових значень – датчик знову готовий до роботи.

датчик перегріву
Рис. 1

Схема датчика зображено малюнку. На транзисторах VT1-VT4 виконано підсилювач потужності. Його коефіцієнт посилення по напрузі визначається ставленням опорів резисторів R6 та R4. До виходу підсилювача підключений випромінюючий п'єзоперетворювач BQ1, через звуковод і чутливий елемент ВК1 акустично пов'язаний з приймальним п'єзоперетворювачем ВМ1. Конденсатори С1 та С4 - розділові. Діоди VD1 та VD2 задають напругу зміщення транзисторів VT3 та VT4. Підсилювач потужності живиться від стабілізатора напруги 20 на мікросхемі DA1. Конденсатор СЗ - фільтруючий в ланцюзі живлення.

Попередній підсилювач зібраний на ОУ DA3. Оскільки живлення ОУ однополярне, за допомогою резисторів R10, R11 і R13 на його вхід, що не інвертує, подано зсув, рівне половині напруги живлення. Конденсатор С6 - блокувальний ланцюг зсуву. Резистором R12 встановлено режим роботи ОУ. Резистори R14-R16 і конденсатор С7 утворюють ланцюг негативного зворотного зв'язку, що задає коефіцієнт посилення попереднього підсилювача. Вихід цього підсилювача з'єднаний із входом підсилювача потужності через конденсатор С9, який замикає ланцюг позитивного зворотного зв'язку. Конденсатор СЮ – розділовий.

Попередній підсилювач живиться від стабілізатора напруги 15 на мікросхемі DA2. Конденсатор С5 - елемент фільтрації ланцюга живлення.

Чутливим елементом ВК1 служить полімерний запобіжник MULTIFUSE фірми Bourns [2]. В охолодженому стані структура полімеру, що його заповнює, нагадує кристалічну решітку. При нагріванні вона змінюється, тому при досягненні певної температури відбувається стрибок як електричної провідності полімеру, а й його акустичного опору.

Більшість деталей датчика розташовані на макетній платі з металізованими отворами, монтаж виконаний ізольованими тонкими проводами. Плата поміщена в металевий корпус, на якому встановлені п'єзоперетворювачі. Чутливий елемент датчика знаходиться зовні та з'єднаний з п'єзоперетворювачами звуководом - U-подібним коліном із сталевого дроту діаметром 0,8 мм та довжиною 1 м. Протилежні кінці звуководу припаяні до робочих поверхонь п'єзопретворців. Чутливий елемент впаяний у розрив звуковода у його вигину.

У датчику застосовані танталові оксидні конденсатори К53-52, допустимо використовувати інші, наприклад К53-4. Керамічні конденсатори – К10-176 (або КМ-3-КМ-6). Постійні резистори С2-33 (можлива заміна – С2-23, МЛТ, ОМЛТ). Підстроювальний резистор – СПЗ-39а (або СПЗ-37, РП1-48). Діоди КД522Б можна замінити іншими кремнієвими діодами, наприклад, із серій КД503, КД521. Транзистори КТ503Г можуть бути замінені транзисторами цієї серії або кремнієвими приладами інших серій з аналогічними параметрами. КТ814Г та КТ815Г можна замінити транзисторами тих же серій або серій КТ816 та КТ817 відповідно. Замість імпортних мікросхем L7815, L7820 можна використовувати вітчизняні мікросхеми КР142ЕН8В та КР142ЕН9А відповідно. П'єзоакустичні перетворювачі BQ1, ВМ1 - безкорпусні трививідні зарубіжного виробництва (приблизний тип FML-34.7T-2.9B1-L). Запобіжник MF-R025, що самовідновлюється, допустимо замінити аналогічним фірми RaychemVTyco або Little Fuse.

Налагодження датчика полягає у встановленні підстроювальним резистором R16 такого коефіцієнта посилення в петлі позитивного зворотного зв'язку, при якому спостерігається стійка генерація, а сигнал на виході підсилювача потужності - синусоїдальний з невеликим двостороннім обмеженням. Підвищуючи температуру чутливого елемента ВК1, фіксують її значення, при якому відбувається стрибкоподібна зміна частоти коливань. Слід переконатися, що частота повертається до початкового значення при охолодженні чутливого елемента. В авторському варіанті датчика частота коливань, що генеруються, при температурі чутливого елемента +20 °С дорівнювала 12,9 кГц, а при досягненні температури +40 °С стрибкоподібно збільшувалася до 85,3 кГц.

література

Виноградов Ю. Контроль вибухонебезпечних газів. – Радіо, 2000, № 10, с. 37.
Запобіжники MULTIFUSE фірми Bourns, що самовідновлюються. - Радіо, 2000 №11, с. 49-51.

Автор: О.Ільїн, м.Казань, Татарстан; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Імплантований стимулятор мозку 30.04.2024

В останні роки наукові дослідження в галузі нейротехнологій зробили величезний прогрес, відкриваючи нові обрії для лікування різних психіатричних та неврологічних розладів. Одним із значних досягнень стало створення найменшого імплантованого стимулятора мозку, представленого лабораторією Університету Райса. Цей новаторський пристрій, який отримав назву Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обіцяє революціонізувати методи лікування, забезпечуючи більше автономії та доступності для пацієнтів. Імплантат, розроблений у співпраці з Motif Neurotech та клініцистами, запроваджує інноваційний підхід до стимуляції мозку. Він живиться через зовнішній передавач, використовуючи магнітоелектричну передачу енергії, що виключає необхідність дротів та великих батарей, типових для існуючих технологій. Це робить процедуру менш інвазивною та надає більше можливостей для покращення якості життя пацієнтів. Крім застосування у лікуванні резист ...>>

Сприйняття часу залежить від того, на що людина дивиться 29.04.2024

Дослідження у галузі психології часу продовжують дивувати нас своїми результатами. Нещодавні відкриття вчених з Університету Джорджа Мейсона (США) виявилися дуже примітними: вони виявили, що те, на що ми дивимося, може сильно впливати на наше відчуття часу. У ході експерименту 52 учасники проходили серію тестів, оцінюючи тривалість перегляду різних зображень. Результати були дивовижні: розмір і деталізація зображень значно впливали на сприйняття часу. Більші і менш захаращені сцени створювали ілюзію уповільнення часу, тоді як дрібні та більш завантажені зображення викликали відчуття його прискорення. Дослідники припускають, що візуальний безлад чи перевантаження деталями можуть утруднити наше сприйняття навколишнього світу, що у свою чергу може призвести до прискорення сприйняття часу. Таким чином було доведено, що наше сприйняття часу тісно пов'язане з тим, що ми дивимося. Більші і менш ...>>

Випадкова новина з Архіву

Одна з причин поганого апетиту 12.11.2017

Люди, яким завжди не хочеться їсти, виявилися трохи мутантами.

Зниження концентрації гормону аспрозину, що відповідає за рівень глюкози в крові, сприяє послабленню почуття голоду та зменшенню кількості споживаної людиною їжі, з'ясували американські вчені.

В ході експерименту вчені з медичного коледжу Бейлора з'ясували, що деякі пацієнти з аномально слабким апетитом мають мутацію в гені FBN1. З'ясувалося, що ця група людей не має невеликого фрагмента білка, з якого в організмі здорової людини формується аспрозин.

Подальше вивчення дії гормону показало, що з'єднання взаємодіє з нейронами в гіпоталамусі. Згідно з дослідженням, аспрозин впливає на два типи нервових клітин - нейрони AgRP, що стимулюють апетит, і нейрони POMC, що пригнічують його. В результаті гормон посилює почуття голоду, змушуючи організм вимагати більше їжі.

Крім того, вчені виявили, що у людей із надмірною масою тіла рівень аспрозину в крові високий. Дослідники відзначають, що вже розробили засіб, що повністю нейтралізує дію гормону, а також провели перші клінічні випробування.

Інші цікаві новини:

▪ У ритмі світила

▪ Повідомлення про наближення машини швидкої допомоги

▪ Відеокарта EVGA GeForce GTX 980 Hybrid

▪ Стандарт Wi-Fi зі швидкістю до 4,6 Гбіт/с

▪ Дрон - гелієва кулька

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматорські розрахунки. Добірка статей

▪ стаття Відповідність моделей та шасі телевізорів. Довідник

▪ стаття Хто найімовірніше вціліє в ядерній війні? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар із обслуговування теплових пунктів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Індикатор рівня води для Евріки-3М. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Розподільні пристрої та підстанції напругою вище 1 кB. Комплектні, стовпові, щоглові трансформаторні підстанції та мережеві пункти, що секціонують. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт