Неэлектрические реле реагируют только на различные неэлектрические величины. К этим реле относятся механические реле уровня, реле давления, влажности, температуры и др.
МЕХАНИЧЕСКИЕ РЕЛЕ УРОВНЯ
Реле, у которых входная величина регистрируется в виде какого-либо механического перемещения, называются механическими.
На рис. 18, а показана схема механического реле уровня РМ-51, предназначенного для сигнализации или регулирования уровня жидкости в резервуарах без избыточного давления. Механическое перемещение уровня приводит в движение систему, состоящую из поплавка 6, троса 5, блока 1 и противовеса 7. В момент достижения поплавком допускаемого минимального уровня движущийся трос упорной втулкой 4 наталкивается на прорезь переключающего рычага 3, поворачивает его и вместе с ним систему рычажков 2, которая замыкает ртутный выключатель красной сигнальной лампочки К и размыкает выключатель зеленой лампочки 3.
Настройка реле для срабатывания его при том или ином уровне достигается изменением положения упорных втулок на тросе. Диапазон настройки изменения уровня между включением и выключением контактов возможен в пределах 0,5—10 м с точностью ±0,05 м.
Питание контактного устройства может производиться от сети постоянного или переменного тока напряжением не выше 220 В. Разрывная мощность контактов 150 Вт.
На рис. 18,б представлена схема так называемого сигнализатора уровня СУ-3 — механического реле, также предназначенного для сигнализации или регулирования уровня жидкости в открытых резервуарах. Допустим, что уровень перемещается вместе с поплавком 1 вверх. Тогда через рычажную передачу 2 будет поворачиваться ось 3 с двумя ртутными выключателями, укрепленными на ней. В момент, когда уровень достигает заданного максимального значения, один выключатель размыкает цепь красной сигнальной лампочки К, а другой включает зеленую лампочку 3. Настройка прибора на параметр срабатывания производится изменением утла крепления выключателей на оси 3. Максимальный диапазон изменения уровня между включением и выключением ртутных выключателей 0,15 м. Точность сигнализации ±0,005 м.
Разрывная мощность контактов не превышает 300 В·А при питании от сети переменного тока напряжением не выше 220 В.
Реле РМ-51 и СУ-3 могут быть использованы для позиционного регулирования уровня. Для этого к контактам реле подключается исполнительный механизм регулирующего органа.
РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ
На рис. 18, в изображена схема реле давления (сигнализатора падения давления мембранного СПДМ). Это устройство реагирует на давление р в камере между мембраной 7 и корпусом 8. Давление на мембрану сверху уравновешивается усилием пружины 6. Степень натяжения последней регулируется гайкой 4. Когда давление в камере установится ниже заданной величины, мембрана перемещает иглу 5 вниз и ртутный включатель окажется включенным системой рычажков 3 до тех пор, пока не восстановится нужное давление. Для вынужденного выключения выходного сигнала имеется механизм 1.
РЕЛЕ ВЛАЖНОСТИ
При автоматическом регулировании влажности воздуха, например, в камерах холодильных установок часто используются реле влажности двухпозиционные камерные ВДК-11 (рис. 18, г),
принцип действия которых основан на использовании измерительного элемента из пучка обезжиренных человеческих волос.
Когда относительная влажность воздуха в объекте регулирования, где установлено реле, становится меньше заданной, происходит сокращение пучков волос 1. При этом угловой рычаг 4, преодолевая усилие пружины 3, получает угловое перемещение против часовой стрелки и ртутный выключатель замыкает цепь управления 2 исполнительным механизмом. С увеличением относительной влажности пучки волос удлиняются и угловой рычаг 4 поворачивается в обратном направлении.
Настройка реле осуществляется поворотом рукоятки 6 в нужное положение относительно шкалы 5, проградуированной в единицах влажности. Допускаемая сила тока при напряжении 220 В и частоте 50 Гц составляет 1 А.
РЕЛЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
На рис. 18,д приведена схема реле температуры (терморегулятора двухпозиционного комнатного ТДК). Измерительным элементом прибора является термочувствительная система 3, заполненная легкокипящей жидкостью — хлорэтилом. Когда температура окружающего воздуха отличается от заданной, от сильфона, преодолевая усилие пружины 6, получает угловое перемещение вокруг оси 5 угловой рычаг 4. От этого рычага с помощью поводка 2 поворачивается ртутный выключатель, который будет замыкаться или размыкаться в зависимости от знака отклонения температуры от задания.
Прибор настраивают при помощи винта 9 и гайки 8, которые регулируют натяжение пружины 6. Указательная стрелка 1 показывает на шкале 7 настроенную температуру срабатывания. Диапазон настройки находится в пределах от 10 до 30°С. Разрывная мощность контактов (при индуктивной нагрузке переменного тока) 300 В-А, допустимое напряжение 220 В при частоте 50 Гц.
РЕЛЕ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ. ЭЛЕКТРОННЫЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ
Реле выдержки времени при автоматизации технологических процессов контролируют продолжительность одного или нескольких процессов, обеспечивают необходимые промежутки времени между ними и пр. Следовательно, эти реле должны иметь специальные устройства, замедляющие выдачу выходного сигнала. К таким устройствам относятся механические устройства в виде пневматических, гидравлических, магнитных демпферов, качающихся маятников и электрические — в виде контуров из активного сопротивления и конденсатора. Замедление работы реле достигается также шунтированием его катушки конденсаторами, активным сопротивлением и другими методами. Ясно, что любое из рассмотренных ранее реле можно превратить в реле выдержки времени, если подобрать к нему соответствующее замедляющее устройство. В роли последних применяются электромагнитные, индукционные, электротепловые реле и др. Большое распространение получили электронные (рис. 19, а) и фотоэлектрические (рис. 19,б) реле выдержки времени. Основным достоинством этих аппаратов является отсутствие движущихся частей и сравнительно высокая точность отсчета времени.
Электронное реле представляет собой электронный усилитель с одной трехэлектронной лампой 1, питающийся постоянным током. В анодной цепи 2 этого усилителя включено электромагнитное реле ЭР, а цепь питания сетки 3 имеет устройство для замедления срабатывания аппарата (контур rС) и подвижный контакт К1, управляемый измерительным элементом ИЭ. При замкнутом контакте Κ1 конденсатор заряжен, сетке лампы сообщен отрицательный потенциал от источника питания цепи сетки, лампа «заперта», в анодной цепи тока нет. При разомкнутом контакте K1 сообщение отрицательного потенциала сетке прекращается, конденсатор С начинает разряжаться на сопротивление г и на сетке некоторое время (время замедления) будет удерживаться отрицательный потенциал. Когда напряжение сетки, сообщаемое напряжением разряда конденсатора, окажется ниже напряжения «запирания», в анодной цепи через катушку реле ЭР возникает ток, и контакт К2 цепи управления 4 замкнется.
Так как скорость возрастания и снижения напряжения звена rС зависит от постоянной времени Т = rС (см. гл. 1, стр. 16), настройка реле на величину выдержки времени производится регулировкой емкости С конденсатора и имеет широкий предел.
Фотоэлектрическое реле отличается от рассмотренного тем, что из него изъят контур rС, катушка реле ЭР зашунтирована конденсатором С и в роли измерительного элемента применен фотоэлемент ФЭ, реагирующий на световой поток.
При освещенном фотоэлементе его внутреннее пространство становится электропроводным. Положительный потенциал источника энергии анодной цепи сообщается сетке трехэлектродной лампы через фотоэлемент, и она также оказывается электропроводной. В анодной цепи через катушку реле ЭР течет ток, и контакт К замыкается. Когда фотоэлемент не освещен, его сопротивление току анодной цепи огромно, сообщение положительного потенциала сетке прекращается, лампа «заперта», через катушку реле ЭР ток не течет, контакт К размыкается.
Необходимая выдержка времени в реле обеспечивается за счет замедления нарастания и спадания магнитного потока реле
ЭР вследствие соответствующего потребления конденсатором С электрической энергии при зарядке и отдаче ее при разрядке.
Фотоэлектрические реле используются в защитных устройствах, обеспечивающих безопасность, в сигнальных приборах, счетчиках и т. п., где управление должно осуществляться за счет изменения величины падающего светового потока (командного сигнала).
Рис. 19. Схемы реле выдержки времени:
а — электронное; б — фотоэлектрическое.
Электронные и фотоэлектрические реле могут питаться переменным током, хотя их чувствительность при этом ухудшается.
