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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sensor de sobrecalentamiento. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor El dispositivo descrito es un convertidor de acción discreta temperatura-frecuencia. Por estructura, este es un autogenerador, cuyo circuito de retroalimentación positiva contiene una línea de comunicación ultrasónica con un elemento sensible incluido en ella. Son un fusible de polímero de rearme automático. Debido a la dependencia de la temperatura no solo de las propiedades eléctricas, sino también acústicas de dicho fusible, la frecuencia de oscilación del oscilador cambia. El sensor está diseñado para funcionar como parte de dispositivos para el control de tolerancia de temperatura de objetos ubicados en ambientes explosivos [1], pero también puede usarse en otros sistemas similares, por ejemplo, en dispositivos de alarma de emergencia contra incendios. Dado que la conexión del elemento sensible con la unidad electrónica es acústica, se excluye el flujo de corriente en el circuito de medición y la posibilidad de chispas en el área controlada. Principales características técnicas temperatura de respuesta,
El dispositivo consta de un elemento sensible incluido en la rotura de la guía de sonido, formando una línea de comunicación ultrasónica entre los transductores piezoeléctricos emisor y receptor, un amplificador de potencia, un preamplificador y un circuito de realimentación que conecta la salida del preamplificador a la entrada del amplificador de poder. El transductor radiante excita ondas acústicas en la guía de sonido, que atraviesan el elemento sensible y llegan al transductor receptor, que las convierte en señal eléctrica. Esta señal, amplificada por el preamplificador, se alimenta a través del circuito de retroalimentación a la entrada del amplificador de potencia. Como resultado de la retroalimentación positiva, se producen autooscilaciones en el sistema. El elemento sensible del sensor está hecho de un material cuya impedancia acústica cambia bruscamente a una temperatura determinada. Como resultado, se produce un cambio brusco en la frecuencia de oscilación, que sirve como señal de sobrecalentamiento. Después de eliminar la causa del sobrecalentamiento, la temperatura del elemento sensible disminuye, la resistencia acústica de la línea de comunicación y la frecuencia de oscilación vuelven a sus valores originales: el sensor vuelve a estar listo para funcionar.
El circuito del sensor se muestra en la figura. Se fabrica un amplificador de potencia en los transistores VT1-VT4. Su ganancia de voltaje está determinada por la relación de las resistencias de las resistencias R6 y R4. Un transductor piezoeléctrico emisor BQ1 está conectado a la salida del amplificador, está conectado acústicamente al transductor piezoeléctrico receptor BM1 a través de una guía de sonido y un elemento sensible VK1. Los condensadores C1 y C4 se están separando. Los diodos VD1 y VD2 establecen el voltaje de polarización de los transistores VT3 y VT4. El amplificador de potencia está alimentado por un regulador de voltaje de 20 V en el chip DA1. Condensador SZ - filtrado en el circuito de potencia. El preamplificador se ensambla en el amplificador operacional DA3. Dado que la fuente de alimentación del amplificador operacional es unipolar, con la ayuda de las resistencias R10, R11 y R13, se aplica una polarización igual a la mitad del voltaje de suministro a su entrada no inversora. El condensador C6 es un condensador de bloqueo en el circuito de polarización. La resistencia R12 establece el modo de funcionamiento del amplificador operacional. Las resistencias R14-R16 y el condensador C7 forman un circuito de retroalimentación negativa que establece la ganancia del preamplificador. La salida de este amplificador está conectada a la entrada del amplificador de potencia a través del condensador C9, que completa el circuito de retroalimentación positiva. El condensador SU se está separando. El preamplificador está alimentado por un regulador de voltaje de 15 V en el chip DA2. El condensador C5 es un elemento de filtro en el circuito de potencia. El elemento sensor VK1 es un fusible rearmable de polímero MULTIFUSE de Bourns [2]. En un estado enfriado, la estructura del polímero que lo llena se asemeja a una red cristalina. Cuando se calienta, cambia, por lo que cuando se alcanza cierta temperatura, hay un salto no solo en la conductividad eléctrica del polímero, sino también en su resistencia acústica. La mayoría de las partes del sensor están ubicadas en una placa de prueba con orificios enchapados, el montaje se realiza con cables delgados aislados. La placa se coloca en una caja de metal en la que se instalan transductores piezoeléctricos. El elemento sensible del sensor está afuera y conectado a los transductores piezoeléctricos por una guía de sonido: un codo en forma de U hecho de alambre de acero con un diámetro de 0,8 mm y una longitud de 1 m. Los extremos opuestos de la guía de sonido están soldados. a las superficies de trabajo de los transductores piezoeléctricos. El elemento sensible está soldado en el espacio de la guía de sonido en el lugar de su curva. El sensor utiliza condensadores de óxido de tantalio K53-52, está permitido utilizar otros, por ejemplo, K53-4. Condensadores cerámicos - K10-176 (o KM-3-KM-6). Resistencias fijas C2-33 (posible reemplazo - C2-23, MLT, OMLT). Resistencia de ajuste - SPZ-39a (o SPZ-37, RP1-48). Los diodos KD522B se pueden reemplazar con otros diodos de silicio, por ejemplo, de la serie KD503, KD521. Los transistores KT503G se pueden reemplazar por transistores de la misma serie o dispositivos de silicio de otra serie con parámetros similares. KT814G y KT815G pueden ser reemplazados por transistores de la misma serie o serie KT816 y KT817, respectivamente. En lugar de los microcircuitos importados L7815, L7820, se pueden utilizar los microcircuitos domésticos KR142EN8V y KR142EN9A, respectivamente. Transductores piezoacústicos BQ1, BM1: sin paquete de tres salidas de fabricación extranjera (tipo probable FML-34.7T-2.9B1 -L). El fusible reiniciable MF-R025 se puede reemplazar por uno similar de RaychemVTyco o Little Fuse. La configuración del sensor consiste en configurar la resistencia de sintonización R16 a tal ganancia en el circuito de retroalimentación positiva, en el que se observa una generación estable, y la señal en la salida del amplificador de potencia es sinusoidal con una ligera limitación de dos lados. Al aumentar la temperatura del elemento sensible VK1, se fija su valor, en el que se produce un cambio brusco en la frecuencia de oscilación. Debe asegurarse de que la frecuencia vuelva a su valor original cuando el elemento sensor se enfríe. En la versión del sensor del autor, la frecuencia de las oscilaciones generadas a una temperatura del elemento sensible de +20 °C era igual a 12,9 kHz, y cuando la temperatura alcanzaba los +40 °C, aumentaba abruptamente a 85,3 kHz. Literatura
Autor: O. Ilyin, Kazan, Tatarstán; Publicación: radioradar.net
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