Устройство для измерения объема вещества в емкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 241077 (21) 2536975/18-10 С 01 Р 17/00 с присоединением заявки Иоосударстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А,Ференец, В.В.Бердников, В.Т,Смирнов и В,П.Хорьков Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им,А.Н.Туполева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения объема жидких, сыпучих, твердых или газообразных веществ, находящихся в емкости.5, Известны устройства для измерения объема, принцип действия которых основан на использовании уравнения состояния газа.Эти устройства содержат бак, в измеряемом объеме которого находится вещество и установлен основной возбудитель колебаний давления газа. Для выработки опорного сигнала предусмотрен эталонный возбудитель. Преобразо вание изменений колебаний давления газа в газовой подушке в электрический сигнал производится дифференциальным термоанемометрическим преобразователем, реагирующим на изменение дав ления; а также на скорость изменения давления. Дифференциальный термоанемометрический преобразователь однокамерный и включает в себя терморезисторную камеру, чувствительные элементы и сопла.Один терМоанеморезистор, Расположенный у выходного отверстия сопла, . является рабочим. Для компенсации погрешностей служит второй термоанеморезистор, расположенный у другого выходного сопла.Оба термоанеморезистора включены в электроизмерительную схему и разогреваются электрическим током, Для управления интенсивностью работы основного возбудителя в устройство введена обратная цепь преобразования, состоящая из усилителя и регулирующего органа. очередность подключения основного и эталонного возбудителей к термоанемометрическому преобразователю производится с помощью электропневмоклапана. Работа обоих возбудителей и электропневмоклапана осуществляется от генератора. Величина измеряемого объема определяется указателем. Согласование характеристик основного и эталонного возбудителей производится с помощью компенсационной камеры. Для выравнивания давления в термоанемометрическом преобразователе служит дроссель 1),Недостатком устройства является низкая точность при расширенном диапазоне измерения, вызванная невозможностью обеспечения широкого частотного диапазона работы термоанемометрического преобразователя, вследствие большой инерционности полупроводниковых термоанеморезисторов, привоцящая к потере чувствительности при их обдуве знакопеременными потоками, К снижению точности приводит также возрастание величины индуктивного сопротивления пневматических каналов с увеличением частоты пневматических сигна 5 лов основного и эталонного возбудителей.Целью изобретения является павышение точности и расширение диапазона измерения.Это достигается тем, что устройство выполнено по симметричной схеме сравнения пневматических сигналов и снабжено дополнительными элементами типа сопло-сопло, формирующие сопла которых соединены с эталонным возбудителем колебаний и верхней частью емкости, а приемные сопла через сглаживающие камеры соединены с термоане- мометрическим преобразователем, и че рез электропневмоклапан между собой.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит бак 1, в котором находится измеряемое вещество 2, основной возбу дитель 3 колебаний давления газа. Для выработки опорного сигнала предусмотрен эталонный возбудитель 4. Преобразование изменений колебаний давления газа в газовой подушке 5 в электри- Зо ческий сигнал производится дифференциальным термоанемометрическим преобразователем, реагирующим на изменение давления и скорость изменения давления. Преобразование переменных пнев-ц матических сигналов в постоянный рас-ход воздуха, протекающего через сопла 6 и 7 термоанемометрического преобразователя производится пневматическими элементами типа сопло-сопло,установленными в измерительном и компенсационном каналах. Эти элементы состоят из встречно направленных Формирующих 8, 9 и приемных 10, 11 сопел, Сглаживание пульсаций производится сглаживающими камерами 12 и 13. Тер моанемометрический преобразователь однокамерный.он состоит из терморезисторной камеры 14, в которой расположены чувствительные элементы 15 и 16. В качестве чувствительных элементов применя-ются термоанеморезисторы типа СТ 1-19 ма. Каждый из термоанеморезистороввключен в самостоятельную электроизмерительную схему и разогревается 55электротоком. Термоанеморезистор 15измерйтельного канала включен в электроизмерительную схему 17, а термоанеморезистор 16 компенсационного канала - в электроизмерительную схему 18, ) Работа возбудителей (основного 3 и эталонного 4) осуществляется от генератора 19.Управление интенсивностью работыкаждого возбудителя осуществляется отдельно, введением в измерительный и компенсационные каналы обратных цепей преобразования, состоящих из усилителей 20, 21 и регулирующих органов 22, 23, Сигналы, снимаемые с регулирующих органов сравниваются в блоке сравнения 24 и разность. их подается на указатель 25, шкала которото отградуирована в единицах объема. В условиях установившегося режима при постоянных температуре и давлении окружающей среды и неизменном объеме измеряемой жидкости режимы работы возбудителей и электроизмерительных схемпо каждому из каналов подобраны так,что выходные сигналы, снимаемые с них,а следовательно, и с регулирующих органов 22 и 23, оказываются равными, а их разность - равной нулю. Сигнал на выходе блока сравнения 24 отсутствует. С изменением температуры и давления ипри неизменном измеряемом объеме сигналы рассогласования отрабатываются изменением интенсивности работы возбудителей в каждом канале. Изменениеинтенсивности работы возбудителей происходит, пока сигналы, снимаемые с регулирующих органов 22 и 23, не окажутся равными, а их разность - равной нулю. При этом происходит одновременное изменение сигналов, снимаемых с регулирующих органов, при их измененной разности. Для устранения возможногодрейфа нуля выходного сигнала устройства в термоанемометрический преобразователь введен. электропневмоклапан 26, служащий для выравнивания давления в сглаживающих камерах 12 и 13, Работа электропневмоклапана 26 осуществляется от генератора 19. Дроссели 27 уменьшают пульсации давления в термореэисторной камере.Устройство работает следующим образом. При изменении объема измеряемого вещества 2 давление и скорость изменения давления в газовой подушке 5 бака 1 изменится, а следовательно, изменится интенсивность обдува термоанеморезистора 15 в канале измерения.В компенсационном канале интенсивностьобдува термоанеморезистора 16 останется неизменной. В результате этого сигнал, снимаемый с электроизмерительнойсхемы 17, изменится, а сигнал с электроизмерительной схемы 18 останется неизменным. Измененный сигнал с электроизмерительной схемы 17 в канале измерения усиливается и подается на входрегулирующего органа, изменяя интенсивность работы основного возбудителя. Изменение интенсивности работы основного возбудителя будет происходить, пока давление и скорость изменения давления в газовой подушке 5 не достигнут. первоначальной величины. Измененный сигнал, снимаемый с регулирующего органа 22, сравнивается в блоке сравнения 24 с неизменным сиг699336 Формула изобретения каз 7429/4дписное Патент,ул. Проектная,о налом, снимаемым с регулирующего органа 23 компенсационного эталонного канала, и их разность подается на указатель 25, При вновь установившемся режиме разность электрических сигналов, снимаемых с блока сравнения 24, будет пропорциональна измененной величине объема.Использование данного изобретения повышает точность измерения различных веществ в объемах произвольной формы, ,не зависящих от их положения, и дает значительный положительный эффект. Устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее генератор электрических колебаний, связанный с основным и эталонным возбудителями колебаний давления газа в 20 емкости, термоанемометрический преобразователь, связанный с электроизмерительными схемами, электропневмоклапан, регулирующие органы, связанные с генератором и возбудителями колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, оно выполнено по симметричной схеме сравнения пневматических сигналов и снабжено дополнительными элементами типасопло-сопло, формирующие соплакоторых соединены с эталонным возбудителем колебаний и верхней частьюемкости, а приемные сопла через сглаживающие камеры соединены с термоанемометрическим преобразователем и через электропневмоклапан между собой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 587334, кл. 6 01 Г 17/00, 1976 (прототип).