27 МОСКОВСКАЯ ВСТРЕЧА
Форум самогонщиков Сайт Барахолка Магазин 27 МОСКОВСКАЯ ВСТРЕЧА

Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора

Форум самогонщиков Автоматика
1 2 3 4 1
Downfall Студент Lipetsk 26 20
14 Февр. 12, 23:03
0001.5.3.bmp
0001. Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.


0002.bmp
0002. Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.


0003.bmp
0003. Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.


Привет всем!
Предлагаю схему датчика дельты для управления электроклапаном в узле отбора.
Клапан в узле отбора НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫЙ.
Тип клапана YCSM31, параметры можно посмотреть  http://www.evelen.ru/product/03/05/ycsm31.html

Принципиальная схема на первом рисунке.
Печатная плата на втором и третьем рисунке, размер платы 95 х 75 мм.

Схема выполнена на компараторе,
в качестве датчиков используется термосопротивление типа ММТ-1.

Подробнее о термосопротивлении.
Термосопротивление имеет обратную характеристику, т.е. с увеличением температуры сопротивление уменьшается.
Для используемого в данной схеме ММТ-1 номиналом 56 кОм, имеем при температуре 20гр.С 56кОм, при температуре 80гр.С около 11кОм.
Характеристика изменения сопротивления нелинейная,
В рабочем диапазоне от 75 до 80гр.С при изменении температуры на 1гр.С имеем изменение сопротивление на 250-300 Ом. Т.е. в зоне рабочей температуры характеристика сопротивления -250 Ом/1 гр.С.
Изменение температуры на 0,1гр.С дает изменение сопротивление 25-30 Ом.
Чувствительность получается более чем достаточной.
(есть термосопротивления большего номинала, они дадут большую чувствительность, но я это еще не проверял)

Установка датчика на колонну.
В моем случае я поместил датчики под теплоизоляцию на трубу насадки.
ДТ«минус»в верхней точке трубы насадки,
ДТ«плюс» в средней точке трубы насадки.

ДТ«минус» - это термосопротивление подключенное к инвертирующему входу компаратора «-» .
ДТ«плюс» - это термосопротивление подключенное к неинвертирующему входу компаратора «+».
Выход у используемого компаратора LM 111 (211, 311) неинвертирующий.
При установке датчиков  на трубу под теплоизоляцию место установки по высоте можно выбирать как кому хочется :-)
Так как при работе будем ловить изменение сопротивления в несколько Ом обращаю внимание на хороший контакт от термосопротивлений до платы, лучший вариант это пайка.

В схеме есть многооборотные переменные сопротивления 10кОм, я их выставил в положении около 1кОм и добился срабатывания компаратора при комнатной температуре. При установке датчиков на колонну при рабочей температуре этими сопротивлениями добиваемся первоначального срабатывания компоратора (при этом переменные сопротивления «ГРУБО» и «ТОЧНО» должны быть выставлены в среднее положение).
Для конкретной колонны эта настройка производится один раз (у меня было так).

Принцип работы и настройка датчика дельты.
Заранее извиняюсь за упрощенное объяснение работы колонны :-)
При изменении режима работы колонны начинает возрастать температура с нижней части насадки вверх. При изменении(увеличении) в середине насадки температуры происходит срабатывание датчика и отключается клапан отбора. Колонна начинает работать на себя, восстанавливается температурный режим в середине насадки (температура уменьшается), срабатывает датчик и открывает клапан отбора.
Настройка датчика ДЕЛЬТЫ для конкретной колонны оказалась несложной, если по пунктам, то получилось вот так:
1   Закрепил два термосопротивления на колонну
2   Колонна вышла на режим
3   Произвел отбор голов
4   Закрыл отбор краном, который стоит после электроклапана, колонна работает на себя
5   Включил тумблер S1 (он закорачивает сопротивление ДЕЛЬТЫ)
6   Подстроечным сопротивлением «ГРУБО настройка ноля» в цепи ДТ«плюс» включил клапан отбора (клапан открылся)
7   Медленно изменяю подстроечное сопротивление «ТОЧНО настройка ноля» в цепи ДТ«плюс» чтобы клапан отбора закрылся
8   Отключаю тумблер S1, в цепи ДТ«плюс» появляется дополнительное сопротивление ДЕЛЬТЫ, КЛАПАН ОТБОТА ДОЛЖЕН ОТКРЫТЬСЯ, пощелкал тумблером – клапан открывается-закрывается, НАСТРОЙКА ПРОИЗВЕДЕНА УСПЕШНО.
9   После этого открываю кран отбора, который стоит после клапана, на нужную скорость отбора спирта.

Головы отбираю обычным способом на медленном отборе, тут датчик ДЕЛЬТЫ не использую. Для этого включаю тумблер S2 «ОТКРЫТЬ КЛАПАН».

Можно проверить срабатывание датчика ДЕЛЬТЫ.
Начинаю постепенно увеличивать отбор спирта краном который после клапана,
при определенной величине отбора датчик ДЕЛЬТЫ начинает закрывать клапан, после восстановления режима колонны открывает клапан. Начинаю уменьшать отбор краном – клапан начинает реже срабатывать.

Для примера вот что получилось на рабочей колонне:
имеем колонну у которой скорость отбора составляет около 1л/ч и контроль осуществлялся датчиком температуры ИРТ-4 с уставкой срабатывания 0,1гр.С (датчик температуры стоит посередине насадки) который закрывал-открывал клапан отбора (реализован старт-стоп),
установили датчик ДЕЛЬТЫ, подключили к нему клапан, произвели настройку как описано выше, ориентировочно с сопротивлением дельты в 40 Ом имеем уставку 0,1- 0,15 гр.С,
постепенно начали увеличивать отбор, при отборе 1л/ч клапан постоянно открытый (соответственно датчик ДЕЛЬТЫ еще не срабатывает),
увеличили отбор спирта практически до 2л/ч, в результате получилось 5 минут клапан открыт, срабатывает датчик ДЕЛЬТЫ клапан закрывается, 6-7 минут колонна работает на себя, срабатывает датчик ДЕЛЬТЫ клапан открывается,
посмотрели на такой режим работы колонны около часа, затем уменьшили отбор до 1,2 л/ч, колонна перестроилась, датчик и соответственно клапан стал срабатывать один, два раза в час,
при этом наблюдали как несколько раз срабатывала сигнализация от ИРТ-4 так как в помещении включалась приточно-вытяжная вентиляция, а датчик ДЕЛЬТЫ на это не реагировал, а при увеличении отбора срабатывание ИРТ-4 проходило практически синхронно с датчиком ДЕЛЬТЫ

Чем порадовал датчик ДЕЛЬТЫ:
Получилось выставить максимальную скорость отбора спирта,
Несложная настройка датчика,
Хорошая стабильность работы датчика ДЕЛЬТЫ,
Выбор величины ДЕЛЬТЫ определял органолептикой спирта (чем меньше ДЕЛЬТА тем вкуснее спирт),
И никаких волнений по поводу КОГДА ПОЙДУТ ХВОСТЫ? (именно это меня и подвигло делать этот датчик),
Ну и небольшая цена деталей (ММТ-1 10р., LM211 20р., МОС 25р.,  BTB 30р.)

Если кому-то будет полезна данная информация – буду рад :-)

игорь223 Академик таганрог 30.5K 20.7K
Отв.1  15 Февр. 12, 07:46
Ни убавить - не прибавить.
Могу смело порекомендовать желающим повторить конструкцию)))
ironman Академик Синегорье 5.2K 2.7K
Отв.2  15 Февр. 12, 08:36, через 51 мин
Downfall, если вместо LM211 поставить 521СА3, то никаких проблем не будет?
Есть рисунок печатной платы чистый, без муара?
Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.3  15 Февр. 12, 09:18, через 42 мин
Чувствительность получается более чем достаточной.(есть термосопротивления большего номинала, они дадут большую чувствительность, но я это еще не проверял)Downfall, 14 Февр. 12, 23:03
термодатчики в сопротивлением выше 100 кОм - корректно могут работать со схемами у которых на входе стоит полевой транзистор.
иначе сопротивление входного каскада - убивает напрочь все преимущества высокоомных датчиков.
но возникает другая проблема.
защита от наведенок и статического электричества.

так что твой датчик - практически идеальный.  

ЗЫ. оптопару из эмиттерной цепи транзистора - я бы перенес в коллектор.
 
И вопрос - зачем занизил чувствительность?? с какой целью??
и зачем все избыточно усложнил?? эту же схему - можно сделать и проще и чувствительнее.
выкинув при этом часть сопротивлений.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.4  15 Февр. 12, 11:21
Ни убавить - не прибавить.
Могу смело порекомендовать желающим повторить конструкцию)))
игорь223, 15 Февр. 12, 07:46

Несть предела совершенству...
В схеме есть одна ошибка и ее можно гораздо упростить:
Comparer dT.png
Comparer dT.png Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
Downfall Студент Lipetsk 26 20
Отв.5  15 Февр. 12, 16:04
ТО Ironman

Печатные платы рисую в Sprint Layout 5.0
вот еще один файл печатной платы

Добавочные сопротивления "Грубо" и "Точно" я вывел на панель для удобства настройки,
хотя можно настраивать и сопротивлением на плате.

000111.jpg
000111. Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
000111.JPG
000111.JPG Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
Downfall Студент Lipetsk 26 20
Отв.6  15 Февр. 12, 16:11, через 8 мин
To Zapal

чуствительность датчика буду стараться повысить, но думаю все упрертя в сопротивление дельты 5-7 Ом, что составит 0,02-0,05 гр.С,
но потеряю в производительности, отбор реально уменьшится
Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.7  15 Февр. 12, 17:26
чуствительность датчика буду стараться повыситьDownfall, 15 Февр. 12, 16:11
что тут стараться?  подкоректируй минусовые резисторы моста.  
у тебя рабочее сопротивлене термодатчика - около 11 кОм, а резисторы в минусе стоят 5,6 кОм.  
ставь примерно такие же, добивайся чтобы напряжение на входах компаратора было близко к половине напряжения питания.
этим ты выведешь зону чувствительности датчика - на предельно возможную.
посмотри схему что CoBell подкорректировал - он сразу просек что диагональ моста у тебя не сбалансирована,
и поставил правильные номиналы резистров.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.8  24 Февр. 12, 06:17
Несть предела совершенству...CoBell, 15 Февр. 12, 11:21

Спасибо коллеге alekslug за подсказки по усовершенствованию схемы.
Для повышения устойчивости ее работы добавлен отдельный интегральный стабилизатор 78L05 для питания измерительного моста и входы компаратора заблокированы от наводок конденсаторами:

Comparer dT1.png
Comparer dT1.png Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
Wygas Доцент Рязань 1.1K 745
Отв.9  25 Февр. 12, 16:17
 Уважаемые коллеги-Downfall,alekslug,Zapal,Cobell.Благодаря вашим усилиям,родилась простая и изящная схема по отлову хвостовых фракций.
Я давно мечтал о такой схеме,думаю многим новичкам она будет полезна.Cobell если ты ее чуть изменишь под 12волтовый клапан,подрисуешь пищалку-благодарностей от многих форумчан не будет предела.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.10  25 Февр. 12, 16:26, через 9 мин
Под 12-ти вольтовый клапан нарисую в понедельник. А вот пищалка то зачем? Она же задолбает пищать.
Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.11  25 Февр. 12, 16:32, через 7 мин
если ты ее чуть изменишь под 12волтовый клапанWygas, 25 Февр. 12, 16:17
так заместо МОС оптопары - ставим подходящий полевой транзистор и все.
а пищалка вредна - я первую автоматику тоже делал, выкинул. мозги клюет.
alekslug Научный сотрудник винокур, Лобня. 5.2K 1.7K
Отв.12  25 Февр. 12, 19:59
звуковой сигнал, тоже имеет право на жизнь.Своей простотой. Можно купить  в автомагазине 12 вольтовую.
12vr_s.jpg Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора
12vr_s.jpg Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.13  29 Февр. 12, 05:45
Схема компаратора для управления 12-ти вольтовым клапаном (мощность трансформатора и диодный мост подбираются соответствующими мощности электроклапана):
Comparer dT12V.png
Comparer dT12V.png Датчик дельты на компораторе для клапана узла отбора. Автоматика.
Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.14  29 Февр. 12, 15:22
CoBell,  что то никакой защиты нету, транзистор не выщелкнет - при переключении?
надо бы хоть какой диодик пририсовать к транзистору или катушке.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.15  29 Февр. 12, 16:10, через 48 мин
При каждом отключении электроклапана транзистор (точнее встроенный в него защитный диод) будет пробиваться, рассеивая энергию, накопленную в катушке электроклапана и превращая ее в тепловую.
Это обеспечивает быстрое закрытие клапана и предотвращает намагничивание его якоря.

Транзистор 2П7140А выбран из соображения, что ток катушки открытого электроклапана не превышает 2А.
А также этот транзистор имеет встроенный защитный диод.
Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.16  29 Февр. 12, 17:18
Это обеспечивает быстрое закрытие клапана и предотвращает намагничивание его якоря.CoBell, 29 Февр. 12, 16:10
тут как раз все наоборот. диод замедляет отключение клапана.  самое быстрое отключение будет без диода.

с транзистором понятно.
Linkov1959 Кандидат наук Украина 358 50
Отв.17  01 Марта 12, 00:38
Клапан дороговат. Можно сделать самому из инсулинового шприца. Иглу вытаскиваем и дырочку делаем на максимальный отбор. Внутрь ложим шарик стальной 4мм и мотаем на шприце соленоид. Своим весом шарик закрывает дырочку, а при включении тока шарик поднимается.
C-Bell Научный сотрудник Улан-Удэ 1.8K 1.3K
Отв.18  01 Марта 12, 03:57
тут как раз все наоборот. диод замедляет отключение клапана.  самое быстрое отключение будет без диода.Zapal, 29 Февр. 12, 17:18
Это если включить диод встречно-параллельно катушке электроклапана.

В приведенной схеме работает немного по другому.
При выключении транзистора ток через катушку электроклапана мгновенно прекратится не может, и катушка превращается в источник тока.
При этом происходит скачек напряжения на ключевом транзисторе.
Этот скачек напряжение пробивает внутренний встречно включенный диод ключевого транзистора.
Диод работает как стабилитрон, ограничивая выброс напряжения на уровне примерно 50 Вольт, и рассеивая на себе энергию, запасенную в катушке электроклапана, превращая ее в тепловую.

PS При использовании 12-ти вольтового клапана трансформатор нужен с выходной обмоткой на 12 Вольт.

Схема тока пробоя:

Zapal Модератор Амурская область 6.5K 4.4K
Отв.19  01 Марта 12, 08:08
Диод работает как стабилитрон, ограничивая выброс напряжения на уровне примерно 50 Вольт, и рассеивая на себе энергию, запасенную в катушке электроклапана, превращая ее в тепловую.CoBell, 01 Марта 12, 03:57
Вообще не в тему.    такое может быть если мы подключим паралельно катушке супрессор.
а в схеме с обычным диодом - импульс, поменяв полярность проскочит через конденсатор фильтра, и замкнется через диод - до 1 вольта.
в любом случае такая схема затягивает время отключения.  но для этой примитивной схемы - это не имеет значения.