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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sensor de superaquecimento. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor O dispositivo descrito é um conversor de ação discreta temperatura-frequência. Por estrutura, este é um autogerador, cujo circuito de feedback positivo contém uma linha de comunicação ultrassônica com um elemento sensível incluído. Eles servem como um fusível de auto-reinicialização de polímero. Devido à dependência da temperatura não apenas das propriedades elétricas, mas também acústicas de tal fusível, a frequência de oscilação do oscilador muda. O sensor é projetado para funcionar como parte de dispositivos para controle de tolerância de temperatura de objetos localizados em ambientes explosivos [1], mas também pode ser utilizado em outros sistemas similares, por exemplo, em dispositivos de alarme de incêndio de emergência. Como a conexão do elemento sensível com a unidade eletrônica é acústica, exclui-se o fluxo de corrente no circuito de medição e a possibilidade de faíscas na área controlada. Principais características técnicas temperatura de resposta,
O dispositivo consiste em um elemento sensível incluído na quebra da guia de som, formando uma linha de comunicação ultrassônica entre os transdutores piezoelétricos emissor e receptor, um amplificador de potência, um pré-amplificador e um circuito de realimentação conectando a saída do pré-amplificador à entrada do amplificador de potência. O transdutor radiante excita ondas acústicas na guia sonora, que passam pelo elemento sensível e chegam ao transdutor receptor, que as converte em sinal elétrico. Este sinal, amplificado pelo pré-amplificador, é alimentado através do circuito de realimentação para a entrada do amplificador de potência. Como resultado do feedback positivo, ocorrem auto-oscilações no sistema. O elemento sensível do sensor é feito de um material cuja impedância acústica muda bruscamente a uma determinada temperatura. Como resultado, ocorre uma mudança abrupta na frequência de oscilação, que serve como um sinal de superaquecimento. Depois que a causa do superaquecimento é eliminada, a temperatura do elemento sensível diminui, a resistência acústica da linha de comunicação e a frequência de oscilação retornam aos seus valores originais - o sensor está novamente pronto para operação.
O circuito do sensor é mostrado na figura. Um amplificador de potência é feito nos transistores VT1-VT4. Seu ganho de tensão é determinado pela razão das resistências dos resistores R6 e R4. Um transdutor piezoelétrico emissor BQ1 é conectado à saída do amplificador; ele é conectado acusticamente ao transdutor piezoelétrico receptor BM1 através de um guia de som e um elemento sensível VK1. Os capacitores C1 e C4 estão se separando. Os diodos VD1 e VD2 definem a tensão de polarização dos transistores VT3 e VT4. O amplificador de potência é alimentado por um regulador de tensão de 20 V no chip DA1. Capacitor SZ - filtragem no circuito de potência. O pré-amplificador é montado no amplificador operacional DA3. Como a fonte de alimentação do amplificador operacional é unipolar, com a ajuda dos resistores R10, R11 e R13, uma polarização igual à metade da tensão de alimentação é aplicada à sua entrada não inversora. O capacitor C6 é um capacitor de bloqueio no circuito de polarização. O resistor R12 define o modo de operação do amplificador operacional. Os resistores R14-R16 e o capacitor C7 formam um circuito de feedback negativo que define o ganho do pré-amplificador. A saída deste amplificador é conectada à entrada do amplificador de potência através do capacitor C9, que fecha o circuito de realimentação positiva. O capacitor SU está se separando. O pré-amplificador é alimentado por um regulador de tensão de 15 V no chip DA2. O capacitor C5 é um elemento de filtro no circuito de potência. O elemento sensor VK1 é um fusível reajustável de polímero MULTIFUSE da Bourns [2]. Em um estado resfriado, a estrutura do polímero que o preenche se assemelha a uma rede cristalina. Quando aquecido, ele muda, portanto, quando uma determinada temperatura é atingida, há um salto não apenas na condutividade elétrica do polímero, mas também em sua resistência acústica. A maioria das peças do sensor está localizada em uma placa de ensaio com furos chapeados, a montagem é feita com fios finos isolados. A placa é colocada em uma caixa de metal na qual os transdutores piezoelétricos são instalados. O elemento sensível do sensor está fora e conectado aos transdutores piezoelétricos por um guia de som - um cotovelo em forma de U feito de fio de aço com diâmetro de 0,8 mm e comprimento de 1 m. As extremidades opostas do guia de som são soldadas às superfícies de trabalho dos transdutores piezoelétricos. O elemento sensível é soldado no espaço da guia de som no local de sua dobra. O sensor utiliza capacitores de óxido de tântalo K53-52; também é possível utilizar outros, por exemplo K53-4. Capacitores cerâmicos - K10-176 (ou KM-3-KM-6). Resistores fixos C2-33 (possível substituição - C2-23, MLT, OMLT). Resistor trimmer - SPZ-39a (ou SPZ-37, RP1-48). Os diodos KD522B podem ser substituídos por outros diodos de silício, por exemplo, das séries KD503, KD521. Os transistores KT503G podem ser substituídos por transistores da mesma série ou dispositivos de silício de outras séries com parâmetros semelhantes. KT814G e KT815G podem ser substituídos por transistores da mesma série ou pelas séries KT816 e KT817, respectivamente. Em vez dos microcircuitos importados L7815, L7820, você pode usar os microcircuitos nacionais KR142EN8V e KR142EN9A, respectivamente. Transdutores piezoacústicos BQ1, VM1 - transdutores de três terminais sem moldura de produção estrangeira (tipo presumível FML-34.7T-2.9B1 -L). O fusível de reinicialização automática MF-R025 pode ser substituído por um semelhante da RaychemVTyco ou Little Fuse. A configuração do sensor consiste em ajustar o resistor de sintonia R16 para tal ganho no circuito de feedback positivo, no qual a geração estável é observada e o sinal na saída do amplificador de potência é senoidal com uma ligeira limitação bilateral. Ao aumentar a temperatura do elemento sensível VK1, seu valor é fixado, no qual ocorre uma mudança abrupta na frequência de oscilação. Você deve certificar-se de que a frequência retorne ao seu valor original quando o elemento sensor esfriar. Na versão do sensor do autor, a frequência de oscilações geradas a uma temperatura do elemento sensível de +20 °C era igual a 12,9 kHz, e quando a temperatura atingia +40 °C, aumentava abruptamente para 85,3 kHz. Literatura
Autor: O. Ilyin, Kazan, Tartaristão; Publicação: radioradar.net
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