Датчик уровня жидкой стекломассы

Для автоматического управления технологическими процессами в стекловаренных печах непрерывного действия необходимо измерять уровень расплавленной стекломассы. Эти измерения осложняются высокой температурой и агрессивностью среды в печи. Студенческим конструкторско-исследовательским бюро при кафедре автоматики Московского инженерно-физического института по заказу одного из стеклозаводов разработан бесконтактный датчик отклонений уровня стекла, предназначенный Д ля работы в системе автоматического регулирования уровня стекла (АРУС).

Рис. 1 поясняет принцип работы датчика. Осветитель 3 формирует луч света 2, который, отражаясь от поверхности расплавленного стекла 1, попадает на блок фотодатчиков 4.

Блок фотодатчиков (рис. 2) состоит из двух фоторезисторов R1, R2, резисторов R3—R5 (все указанные элементы соединены по мостовой схеме). В диагональ моста включено реле P1 Окна фоторезисторов разнесены по вертикали, расстояние между их центрами равно ширине светового луча.

В среднем положении световой луч одинаково засвечивает оба фоторезистора. Балансировка моста при среднем положении луча производится подстроенным резистором R3. При отклонениях уровня стекломассы луч смещается, освещение фоторезисторов становится неодинаковым. При этом происходит разбаланс моста, что приводит к срабатыванию реле P1С воими контактами (на рисунке не показаны) оно замыкает цепь управления системой регулирования подачи стекломассы.

Для защиты фоторезисторов от инфракрасного излучения печи используется зеленый светофильтр.

В качестве осветителя может быть использована любая оптическая система, позволяющая получить на фоторезисторах изображение нити лампочки шириной 3—5 мм.

Конструкция блока фотодатчиков позволяет изменять взаимное расположение фоторезисторов и, таким образом, изменять его чувствительность.

В блоке применены. ф оторезисторы ФСК-1, реле РП-4 (паспорт РС4.520.005).

Налаживание прибора начинают с проверки его монтажа. Затем, включив питание, измеряют выпрямленное напряжение, которое должно быть около 300 В. При освещении одного из фоторезисторов и затенении второго реле Р 1 должно сработать, причем направление срабатывания должно зависеть от того, какой из фоторезисторов освещен. После этой предварительной проверки можно приступать к налаживанию всего прибора.

Для этого поверхность расплавленной стекломассы удобно имитировать плоской стеклянной пластиной размерами не менее 300X100 мм.

Осветитель и блок фото датчиков устанавливают относительно пластины таким образом, чтобы ход светового луча соответствовал его ходу в печи (расстояние между осветителем и блоком фото датчиков — 1,5—2 м, их высота относительно уровня стекла—10—20 см). На листе белой бумаги, установленном перед блоком фотодатчиков, получают сфокусированное изображение нити лампы сначала непосредственно от осветителя. Затем, балансируя мост подстроечным резистором R3, убеждаются в том, что при смещении изображения нити реле Р 1 срабатывает. Далее ту же проверку выполняют для отраженного луча и, при необходимости, корректируют балансировку моста. Последняя операция состоит в регулировке чувствительности датчика путем поворота датчиков и расфокусировки изображения нити.

Окончательная настройка прибора производится после установки его на печи.