Електронний покажчик рівня електроліту

Реферат: Електронний покажчик рівня електроліту вмонтований в кришку акумулятора. Як датчик рівня електроліту використовують металеві електроди, що електрично з'єднані з електронною платою, на якій розташовані світлодіодні індикатори і які показують мінімальний і максимальній рівень електроліту. UA 80497 U (12) UA 80497 U UA 80497 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і призначена для використання в акумуляторах усіх типів для постійного або періодичного контролю рівня електроліту і ступеня зарядженості акумуляторів, що знаходяться в складі акумуляторних батарей, які застосовуються в різних сферах промисловості. Основним методом контролю стану акумуляторів на рухомому складі поки залишається вибірковий контроль за допомогою ручного заміру рівня електроліту окремих акумуляторів у батареї і замір загальної величини напруги всієї батареї. Для цього відкривають кришку на горловині, занурюють трубку, закривають верхній кінець пальцем, витягують трубку на рівень очей і порівнюють рівень електроліту з контрольною позначкою. Цей метод є не зручним і часто призводить до помилкової інформації. Лужні акумулятори монтують у батареї з кількох десятків елементів. Щоб виявити слабкі елементи чи елементи з коротким замиканням потрібно вольтметром заміряти напругу на кожному акумуляторі (елементі). Для цього необхідно клемами вольтметра доторкнутися до клем акумулятора і проаналізувати отримане значення: напруга нижча за критичне значення (0,6-1,0 В) вказує на потребу заміни чи додаткового обслуговування елемента. Відомий винахід сигналізатор рівня електроліту хімічних джерел струму, що складається з порожнистого прозорого ковпачка, в якому розміщений поплавок зі стрижнем-покажчиком, плаваючий на поверхні електроліту акумулятора. Корпус поплавця виконаний у вигляді перевернутої склянки з западиною. Западина виконана у формі усіченого конуса, менший діаметр якого визначається зовнішнім діаметром направляючої. Для запобігання скупчення електроліту в поглибленні поплавка в стержні-покажчику є, як мінімум, один отвір, з'єднаний з трубкою, торець якої розташований на одному рівні з торцем корпусу поплавка. Або щонайменше один отвір виконано в дні западини корпусу поплавця, з'єднане з трубкою. Наявність трубки і розташування її торця на одному рівні з торцем поплавця дозволяють електроліту, що потрапив у западину поплавця, витекти за межі внутрішньої порожнини поплавця і не впливає на величину ходу останнього. Поплавок може бути виконаний без трубки, при цьому бічні стінки корпусу поплавця виконані на одному рівні з дном западини. Поплавок може являти собою герметичну порожнину, а також корпус поплавця може являти собою перевернутий стакан з плоским дном. Ковпачок і поплавок виготовлені з електроізоляційних стійких до агресивного середовища матеріалів (патент RU № 2182389 дата опублікування 10.05.2002, заявка 99114104/28 від 21.06.99 p.). Але недоліком цього пристрою є те, що він показав надійну роботу на акумуляторних батареях, що експлуатуються при низьких зовнішніх температурах (до -40° С) через примерзання поплавців до деталей горловини і деталям кришки акумуляторів. Це явище приводило до помилкової інформації при реально зниженому рівні електроліту. Крім цього поплавкові пристрої не давали інформації про ступінь зарядженості акумуляторів. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є пристрій для контролю рівня електроліту в акумуляторі (патент RU № 2341852 Н01М10/48 від 2006.01), що містить як датчик рівня електроліту металеву пластину з нержавіючої сталі, вмонтовану в кришку баку акумулятора, яка електрично з'єднана з світлодіодом, також закріпленим на кришці акумулятора, який в свою чергу через резистор з'єднаний з позитивним виводом (борном) акумулятора. При цьому номінальна робоча напруга світлодіода становить 60-70 % від номінальної напруги акумулятора, а величина опору резистора визначається як частка від ділення різниці номінальної напруги акумулятора і номінальної напруги світлодіода на величину максимального тривалого струму світлодіода. Основним недоліком аналога є те, що цей пристрій не працює із лужними акумуляторами, в яких номінальна напруга 1,2 В. В основу корисної моделі поставлена задача винайдення простого і надійного пристрою для забезпечення постійного контролю рівня електроліту і ступеня заряду акумуляторів в складі акумуляторної батареї, який буде працювати при будь-яких умовах на акумуляторах як лужних, так і кислотних. Це є особливо важливим аспектом зниження трудовитрат обслуговуючого персоналу і забезпечення постійного контролю рівня зарядженості акумуляторів на виробництві. У заявленій корисній моделі електронного покажчика рівня електроліту, для контролю рівня електроліту і ступеня зарядженості акумулятора як датчик рівня електроліту використовуються металеві електроди, що вмонтовані в кришку акумулятора, які електрично з'єднані з електронною платою, що вмонтована в кришці акумулятора, на якій розташовані світлодіодні індикатори. При цьому номінальна робоча напруга схеми складає 50-60 % від номінальної напруги акумулятора. Електронний покажчик рівня електроліту базується на конверторі напруги з генератором імпульсів (2). Живлення електронного покажчика рівня електроліту (див. креслення) відбувається за рахунок акумулятора (1), на якому він встановлений. Потужність, яку споживає 1 UA 80497 U 5 10 15 20 25 30 35 40 покажчик рівня в сотні разів менша за номінальне значення для акумулятора, що забезпечує безперебійну роботу покажчика рівня протягом всього терміну експлуатації акумулятора. Запуск генератора імпульсів відбувається при 0,65-0,75 В, при цьому конвертор напруги генерує значення достатнє для роботи світлодіодних індикаторів. Це дає змогу виявити діапазон напруги на акумуляторі: вищий чи нижчий критичного значення. Від генератора імпульсів виведені електроди (3,4) для вимірювання рівня електроліту: мінімального та максимального. Коли електрод доторкається до електроліту робота генератора імпульсів блокується паразитною ємністю електроліту і гасне відповідний світлодіодний індикатор. За рахунок незначної величини струму на електродах немає ефекту поляризації електродів. Оскільки електронний покажчик рівня електроліту починає працювати від 0,65В, то пристрій може працювати як в лужних, так і кислотних акумуляторах, тобто на акумуляторах будь-якого типу. Зазвичай в процесі експлуатації акумуляторів та акумуляторних батарей проводять такі операції обслуговування: замір напруги акумулятора; замір рівня електроліту в акумуляторі; доливання води чи електроліту до максимального рівня. Використання трьох світлодіодних індикаторів дозволяє більш зручно обслуговувати акумулятори. Якщо акумулятор укомплектований електронним покажчиком рівня електроліту і напруга вища за критичне значення, то на ньому світиться світлодіодний індикатор "POWER"(5). Відповідно при візуальному огляді легко встановити, що акумулятори, на яких не світиться індикатор, потребують заміни чи додаткового обслуговування. Замір рівня електроліту в акумуляторі проводять, щоб визначити чи потрібно доливати воду (або електроліт) для запобігання перегріву акумулятора та збільшення густини електроліту. Розроблений пристрій дає змогу виявити чи необхідно проводити доливання - коли рівень електроліту опускається до мінімального значення та нижче, на ньому загоряється світлодіодний індикатор "MIN"(6). В процесі доливання води чи електроліту до максимального рівня відбувається переливання його через край та зменшення густини електроліту. Розроблений пристрій дає змогу точно визначити, що акумулятор заповнений до максимального рівня. При доливанні в акумулятор води чи електроліту до максимального рівня та вище світлодіодний індикатор "NORM"(7) гасне, що дає змогу оператору вчасно зупинити подачу рідини. Таким чином, за допомогою індикаторів можна визначити рівень електроліту і діапазон напруги в акумуляторі, потребу доливання води (або електроліту) та точний рівень необхідного рівня води чи електроліту. Схема електронного покажчика рівня електроліту: 1 - акумулятор 2 - генератор імпульсів 3 - електрод рівня мінімально 4 - електрод рівня максимально 5, 6, 7 - світлодіодні індикатори. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Електронний покажчик рівня електроліту, що вмонтований в кришку акумулятора, який відрізняється тим, що як датчик рівня електроліту використовують металеві електроди, що електрично з'єднані з електронною платою, на якій розташовані світлодіодні індикатори. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що світлодіодні індикатори показують мінімальний і максимальній рівень електроліту. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що мінімальний рівень напруги роботи пристрою від 0,65 В. 2 UA 80497 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3