과열 센서. 계획, 설명

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설명된 장치는 온도-주파수 이산 동작 변환기입니다. 구조상 이것은 자동 발생기이며 포지티브 피드백 루프에는 민감한 요소가 포함 된 초음파 통신 라인이 포함되어 있습니다. 폴리머 자체 재설정 퓨즈 역할을 합니다. 이러한 퓨즈의 전기적 특성뿐만 아니라 음향 특성의 온도 의존성으로 인해 발진기의 발진 주파수가 변경됩니다.

이 센서는 폭발 환경[1]에 있는 물체의 온도 허용 제어 장치의 일부로 작동하도록 설계되었지만 비상 화재 경보 장치와 같은 다른 유사한 시스템에서도 사용할 수 있습니다. 전자 장치와 민감한 요소의 연결은 음향이기 때문에 측정 회로의 전류 흐름과 제어 영역의 스파크 가능성이 배제됩니다.

주요 기술 특성

응답 온도,
°С, 이하 ........... 60
응답 시간, s, 아님
이상 ...........................10
출력 전압 범위, V, ................................5 이상
공급 전압, V .......27±3
전류 소비, mA, 더 이상 .............................................100

이 장치는 방출 및 수신 압전 변환기, 전력 증폭기, 전치 증폭기 및 전치 증폭기의 출력을 전력 증폭기.

방사 변환기는 사운드 가이드의 음파를 자극하여 민감한 요소를 통과하고 수신 변환기에 도달하여 전기 신호로 변환합니다. 전치 증폭기에 의해 증폭된 이 신호는 피드백 회로를 통해 전력 증폭기의 입력으로 공급됩니다. 긍정적 인 피드백의 결과로 시스템에서 자체 진동이 발생합니다.

센서의 민감한 요소는 특정 온도에서 음향 임피던스가 급격히 변하는 재료로 만들어집니다. 결과적으로 발진 주파수의 급격한 변화가 발생하여 과열 신호로 작용합니다. 과열의 원인이 제거되면 민감한 요소의 온도가 감소하고 통신 라인의 음향 저항과 발진 주파수가 원래 값으로 돌아갑니다. 센서는 다시 작동 준비가 됩니다.

과열 센서
그림. 1

센서 회로가 그림에 나와 있습니다. 전력 증폭기는 트랜지스터 VT1-VT4에서 만들어집니다. 전압 이득은 저항 R6과 R4의 저항 비율에 의해 결정됩니다. 방출 압전 변환기(BQ1)는 증폭기의 출력에 연결되고, 사운드 가이드 및 감지 요소(VK1)를 통해 수신 압전 변환기(BM1)에 음향적으로 연결됩니다. 커패시터 C1과 C4가 분리되어 있습니다. 다이오드 VD1 및 VD2는 트랜지스터 VT3 및 VT4의 바이어스 전압을 설정합니다. 전력 증폭기는 DA20 칩의 1V 전압 조정기로 구동됩니다. 커패시터 SZ - 전원 회로에서 필터링.

전치 증폭기는 연산 증폭기 DA3에 조립됩니다. 연산 증폭기의 전원 공급 장치는 단극이므로 저항 R10, R11 및 R13을 사용하여 공급 전압의 절반과 동일한 바이어스가 비 반전 입력에 적용됩니다. 커패시터 C6은 바이어스 회로의 차단 커패시터입니다. 저항 R12는 연산 증폭기의 작동 모드를 설정합니다. 저항 R14-R16과 커패시터 C7은 전치 증폭기의 이득을 설정하는 네거티브 피드백 회로를 형성합니다. 이 증폭기의 출력은 포지티브 피드백 회로를 완성하는 커패시터 C9를 통해 전력 증폭기의 입력에 연결됩니다. 커패시터 SU가 분리되고 있습니다.

전치 증폭기는 DA15 칩의 2V 전압 조정기에 의해 전원이 공급됩니다. 커패시터 C5는 전원 회로의 필터 요소입니다.

감지 소자 VK1은 Bourns[2]의 MULTIFUSE 폴리머 재설정 가능 퓨즈입니다. 냉각된 상태에서 이를 채우는 폴리머의 구조는 결정 격자와 유사합니다. 가열되면 변화하므로 특정 온도에 도달하면 폴리머의 전기 전도도뿐만 아니라 음향 저항도 점프합니다.

대부분의 센서 부품은 도금된 구멍이 있는 브레드보드에 있으며, 장착은 얇은 절연 전선으로 이루어집니다. 보드는 압전 변환기가 설치된 금속 케이스에 배치됩니다. 센서의 민감한 요소는 외부에 위치하며 직경 0,8mm, 길이 1m의 강철 와이어로 만들어진 U자형 엘보인 사운드 가이드로 압전 변환기에 연결됩니다. 압전 변환기의 작업 표면에 납땜됩니다. 민감한 요소는 구부러진 곳에서 사운드 가이드의 틈에 납땜됩니다.

센서는 탄탈륨 산화물 커패시터 K53-52를 사용하며, K53-4와 같은 다른 커패시터도 사용할 수 있습니다. 세라믹 커패시터 - K10-176(또는 KM-3-KM-6). 고정 저항기 C2-33(교체 가능 - C2-23, MLT, OMLT). 트리머 저항 - SPZ-39a(또는 SPZ-37, RP1-48). KD522B 다이오드는 KD503, KD521 시리즈와 같은 다른 실리콘 다이오드로 교체할 수 있습니다. KT503G 트랜지스터는 동일한 시리즈의 트랜지스터 또는 유사한 매개변수를 가진 다른 시리즈의 실리콘 장치로 교체할 수 있습니다. KT814G 및 KT815G는 각각 동일한 시리즈의 트랜지스터 또는 KT816 및 KT817 시리즈의 트랜지스터로 대체될 수 있습니다. 수입 미세 회로 L7815, L7820 대신 각각 국내 미세 회로 KR142EN8V 및 KR142EN9A를 사용할 수 있습니다. 압전음향 변환기 BQ1, VM1 - 해외 생산의 프레임이 없는 34.7단자 변환기(추정 유형 FML-2.9T-1B025 -L). 자체 재설정 퓨즈 MF-RXNUMX는 RaychemVTyco 또는 Little Fuse의 유사한 퓨즈로 교체할 수 있습니다.

센서 설정은 안정적인 생성이 관찰되는 포지티브 피드백 루프의 이득으로 튜닝 저항 R16을 설정하는 것으로 구성되며 전력 증폭기 출력의 신호는 약간의 양면 제한이 있는 정현파입니다. 민감한 요소 VK1의 온도를 높이면 그 값이 고정되어 발진 주파수의 급격한 변화가 발생합니다. 감지 요소가 냉각되면 주파수가 원래 값으로 돌아오는지 확인해야 합니다. 저자 버전의 센서에서 +20°C의 민감한 요소 온도에서 생성된 진동의 주파수는 12,9kHz와 같았고 온도가 +40°C에 도달하면 85,3kHz로 급격히 증가했습니다.

문학

Vinogradov Yu. 폭발성 가스 제어. - 라디오, 2000, No. 10, p. 37.
Bourns MULTIFUSE 재설정 가능 퓨즈. - 라디오, 2000, 11번, p. 49-51.

저자: O. Ilyin, Kazan, Tatarstan; 발행: radioradar.net

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