Тепломер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 909593(23) Приоритет С 01 К 17/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт городского хозяйства 154 ) ТЕПЛОМЕР Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения количества теплоты, вырабатываемого или потребляемого тепло- энергетическими установками при раненстве расходов жидкого теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах.Известен электронный интегрирующий колориметр, позволяющий определить количество теплоты, переносимое жидким теплоносителем в течение опреДеленного интервала нремени 11 .Недостаток известного устройства заключается в том, что чувствительность датчика разности температур ограничена неличиной постоянного тока, протекающего через термометры сопротивления, так как увеличение тока приводит к возрастанию погрешнс 1 сти, связанной с самораэогревом термометров сопротивления. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тепломер, содержащий расходомер, датчик разности температур, подключенный через широтно-импульсный модулятор к одному иэ нходон интегратора, выход которого через нульорган соединен с блоком опорного напряжения 23.Недостатками тепломера являются 5отсутствие поправки измерений на изменение плотности теплоносителя вместе расходомера и необходимостьиметь на выходе датчика расхода теплоносителя высокостабильные по длительности импульсы.Цель изобретения - повышение точности измерения количества теплоты. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены опера,ционный усилитель и состоящий из последовательно соединенных генератора, счетчика импульсов и схемы совпадений генератор импульсного напряжения, подключенный к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с диагональю питания, выполненного в виде.мостовой схемы, датчика разности температур, к измерительной диагонали которого подключен инвертирующий вход операционного усилителя, а выход расходомера соединен с другим вхрдом интегратора.На чертеже изображена функциональ- ЗО ная схема тепломера.909593 в соответствии с обозначением их на схеме тепломера.Широтно-импульсный модулятор 13 преобразует поступающее напряжение в импульсы, период повторения которых равен Т, а длительность С=КСОс,где 1 - коэффициент преобразования модулятора.На время действия импульса, поступающего на вход интегратора 14 с модулятора 13, емкость интегратора заряжается выходным током расходомера 15. Заряд этот происходит до момента, когда напряжение на интеграторе не сравняется с напряжением Оо, поступающим на нуль-орган 16 от источника 17 опорного напряжения. В момент их равенства нуль-орган закорачивает интегратор, разряжая его до исходного состояния, и процесс интегрирования начинается сно(3;ва.Частота циклов заряда интегратора от исходного состояния до момента сброса определяется выражением"лл (1 "В+л 7 "ЛО Л 4/ 60 н"ло МС изобретени Фо Тепломер, содержащий расходомер,ров 5 датчик разности температур, подклюВ с числовымисопротивлен инде рези е букво означен Тепломер содержит источник 1 импульсного напряжения, состоящий иззадающего генератора 2, счетчика 3импульсов и схемы 4 совпадений, выход источника импульсного напряжениясоединен с неинвертирующим входомоперационного усилителя 5, выход которого соединей с мостовой схемой б.одна ветвь которого образована резисторами 7 и 8 и терморезисторами 9и 10, а другая - резисторами 11 и12, Выходы мостовой схемы подключены к широтно-импульсному модулятору 13, кроме того измерительная диагональ моста подключена к инвертирующему входу операционного усилителя.Выход широтно-импульсного модулятораподключен к первому входу интегратора 14, второй вход которого подключен к выходу объемного расходомера 15, а третий через нуль-орган 16 - к источнику 17 опорного напряжения.Тепломер работает следующим образом.Задающий генератор 2 источника 1импульсного напряжения вырабатывает 25импульс, на стабильность частоты Ггкоторого не накладывается особых ограничений. Импульсы с генератора 2поступают на счетчик 3 импульсов,выходы каждого раэярда которого соединены со входами схемы 4 совпадений. На выходе схемы 4 совпаденийформируются импульсы, длительностькоторых ь =1/Г 9 Г, а период повторения Т=2 /Г 9, где 1 с - число разрядов 35счетчика 3 импульсов,Таким образом, на выходе источника 1 импульсного напряжения действуют импульсы, скважность которых=Т/Т не зависит от частоты эадающе Ого генератора 2, а определяется лишьчислом разрядов счетчика 3 импульсов.Напряжение У 8 Х, поступающее навремя действия импульса на неинвертирующий вход операционного усилителя 5, вызывает появление на его выходе напряжения, величина которого такова, что соблюдается равенствоОХ==0 Х 1, Где Оьх 1 - напряжение поступающее на инвертирующий вход операционного усилителя 5 с выхода мостовойсхемы б, образованного точкой соединения резисторов 10 и 9. При этомимпульсное напряжение на выходе мостовой схемы б (между точкой соединения резисторов 10 и 9 и точкой соединения резисторов 11 и 12) равно Г00где- выходной ток расходоме"ра 151С - емкость интегратора 14.1После соответствующих подстановок получаем Я+, ( ал,Оух ал Гало.бал, Л 0) (,й - - (. - -л)С 1 Оома 1+Я% %9% л 0 Исходная функция преобразования тепломера определяется какЧ 09(Ю О ) где 60 - объемный расход жидкоготеплоносителяР - плотность жидкости; и АР- энтальпиЯ теплоносителЯ впрямом и обратном трубопроводах.Предыдущее выражение можно апроксимировать следующим образом: л( 000 , (й, С(й, И(2)ргдЕ аЬс и д - постоянные коэффициенты.Сравнивая выражение (1) и .2) видно, что при определенном выборе величин К, Обх, С, 0 9 и сопротивленйй резисторов 7 и 8, 11 и 12 частота циклов интегратора 14 пропорциональна количеству теплоты, вырабатываемой или потребляемой теплознергетическими .установками.909593 Г Составитель В.БаэдыревКрупенина Техред С.Мигунова Корректор Н.Швыдк Редакто Подписного комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4/5 883/67 Тираж 883 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, к иал ППП "Патент",.г, Ужгор Проектная, 4 ченный через широтно-импульсный модулятор к одному из входов интегратора, выход которого через нуль-орган соединен с блоком опорного напря-,жения, о т л и ча ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены операционный усилитель и состоящий иэ последовательно соединенных генератора,. счетчика импульсов и схемы совпадений генератор импульсного напряжения, подключенный к неинвертирующему входу операционного усилителя,выход которого соединен с диагональю Фпитания, выполненного в виде мостовой схемы, датчика разности температур, к измерительной диагонали которого подключен инвертирующий входоперационного усилителя, а выходрасходомера соединен с другим входоминтегратора.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3941252,кл. 6 01 К 17/16, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9 286920, кл, С 01 К 17/00,1965 (прототип).