Устройство для моделирования движения газа в газопроводах

(прототип). го введены генерат периодическоя модель участительно содервторой, третий ные конлснсасостоящий из одной пары ри этом первая ктов переклюБюл. Р 18иков, В.И.Великий, С.Т,Тихончук дена Трудового политехнический пара неподвижных ко 8,8)ое свидетельс 06 С 7/57, 1 свидетельств 06 С 7/57, 1 во ССС67,СССР ния,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯДВИЖЕНИЯ ГАЗА В ГАЗОПРОВОДАХ, содержащее цепочку из последовательносоединенных моделей участков газопровода, при этом каждая из моделейучастков газопровода содержит функциональный преобразователь, первый накопительный конденсатор и источникпостоянного напряжения, причем функциональный преобразователь выполненна транзисторах, базы которых объединены и соединены с первой обкладкойпервого накопительного конденсаторасвоей модели и образуют токовый выходфункционального преобразователя, который является токовым выходом модели, коллекторы транзисторов в каждой модели через. соответствующиенастроечные резисторы присоединенык токовому входу функциональногопреобразователя, который являетсятоковым входом модели, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности моделирова в ЯО 1 О 92 32 го напряжения, а каждаков газопровода дополжит ключ, компаратор,и четвертый накопительторы и переключатель,двух пар неподвижных иподвижных контактов, и чателя соединена соответственно с первой и второй обкладками первого накопительного конденсатора, вторая пара неподвижных контактов - с источ" ником постоянного напряжения, а пара подвижных контактов переключателя соединена с первой и второй обкладками второго накопительного конденсатора, вторая обкладка первого накопительного конденсатора через соответствующие настроечные резисторы присоеди" нена к эмиттерам транзисторов функционального преобразователя, выход функционального преобразователя подключен к первым обкладкам третьего и четвертого накопительных конденсаторов и первому входу компаратора, второй вход которого соединен с генератором периодического напряжения, вьюход компаратора соединен с управляющим входом ключа, информационный вход которого подключен ко второй обкладке третьего накопительного конденсатора, выход ключа соединен со второй обкладкой четвертого накопительного конденсатора и шиной нулевого потенциала, токовый вход первой модели участков газопровода является токовым входом устройства, вход нулевого потенциала первой модели участков газопровода соединен с шинойнулевого потенциала.1 б 1 эобретепие Относится к ап,)логова " му моделкрапаПо.НЗВестцо устройства Для маделираВания движения Газа 13 Газопроводах содержащее конденсаторы, нелике 1 нь)э упраВл 5 еме 110 1) еэ ис тарьБып)НмитРли 1 истОчники така НРсущий частоты усилитель-модулятор, трансформатор, делитель напряжеция, диоды резисторы 1.1 3.Недостатком анж 1 ога является 1 СТОЧЕика газа протекает через первое звено, а зятем в обход всех асть 1 цых звеньев через общий истач 1 ик питания попадает в модель потребите(151 газа, Погрешность моделирования непрерывности газового потока равна 1007,Иэ-за неидеальности диодов часть Общего тока протекает через все звенья; погрешность моделирования В этом случае определяется разбросомнизкая точность модспировапия,Наиболее близким техническим реш: -нием к изобрстени 1 о являатсл устройство для моделировация дги)кениягаза в 1 азаправадах, состояи.ее из звеньев, каждое из котсрьх содержит емкостпой элсмепт первый кусочц О ли н с Й пыУ и к Ц и 0 н с 1 и ь 1 ы й и Р е 0 б Р а 3 О "ватель выход которого соединен савходом емкостцога элемента, и пас -ледавате,пыла соединен:ыс первыйэмиттерпый повторктел, второй кусОчнО линейный 1 фуцкциоца 1 ьцый п)еОО"раэователь и второй амиттерпый павторитель, 1( другому входу которого подклочец выход емкостного элемента, а ВЫХОД ВтоРОГС Э.цттЕРцаГО;ОВТОРИТЕЛ сосдицец с друкм вь:ходом втопагс КУСОКО ,Г 1 НЕ 1 ЙПОЕ 0 Г)У(ЦиансЛТ НОГО преабразавател 51, пр(чам Вход пе-,)- В ОГО эпттернаГО повторителя Ка)1;дога предьдущего звена подк)11 оеен ко вхацу ПЕРВОГО КУСОЧНО-ЛИЦЫНОГО фУЦ;Цяаца сного преобразователя каждо)о послс- ДуЮщСГО Зс:Е.,а а Др 5 ГОИ ЗЫ.сод Ь 0 рого кусачпо-лпенога преобразователя каждого предыдущего звенасоединен с выходом второго эмиттерНОГО ПОВ 1 ОРПТРЛЯ:(с 1 ЖЦОГО Па .ЛЕДУО.ЦЕГОзвена 2 ".Недостаткам дапа го ус трой ст)з аявляется пкзкая то:часть моделирования.Г этом устройстве вьходы и, ехЗВЕПЬЕВ СаЕДИНЕНЫ С ОТРИЦстсв)П НЬГ.: ПОНОСОМ абЩЕГО ИСТО:Ц;Ка П 1 тсНИЯ первых функциональных преобразава" телей через развязвао 1 Не диоды которые всегда открыты, следа)ательНа у ПРИ ИДС.ЯЛЬПЫХ ДИОЦаХ ПОТЕнкс 1 ЛЫ Выходов всех звеньев савлааот, По -КОЛЬКУ ВХОД Ках(ДОГО ЗВЕнсз (КРОМЕ первого) соединен с Выходом предыдущего звена, то разность потенциала между входом и выходом лобага звена (кроме первого) а значит -.;ток протекаюшпй через это звено, равны нулю. При этом так от модели вольт-амгерных характеристик диодов,который достигает десятков процентов.Крое того, в данном устройствеемкостцой элемент включен междувьхадом звена и управляемым источникам капряжения, собранным на первом и втором эмиттерных повторителях и втором кусочна-линейкам преобразоВателе. Поскольку так через емкость пропорционален производной от разности потенциалов на ее какцах, то вэтом случае, во-первых, усиливаются Высокочастотные шумы активных элементов (транзисторов) повторителей и преобразователя, а Во-вторых, происходит разрывы зависимости эквиваленнай емкости от узлового псгенциала в та-ках 1;элама характеристики преоб- ,.азо 1 атсля. указанные причины также они)к:.1 ог точность моделкровакия.Цель кзобретения - говышекиеточности моделирования,:. Оставленная цель достигаетсятм, чтс в устройство для маделироа-я движения газа в газопроводах,садевжащее цепочку из последовательносаединеккых мод лей участков газопровода., прк этом каждая из моделейучастков газопровода содержит функципальный цреобразсватель, первыйкака:ительный канценсатар и источякпостоянного напря)(ения, причем функциональный преобразователь выполненка ТЕ)анзисторах, базы которых объеДипеь и соединены с пе 1)вая обкладкой. Е 1)ВОО Пс 1 КОПИТЕПэпа ГО КОНДЕКСс 1 ТОРасвоей модели и образуют то:овыйВыход функционального преобразователя, который является токовым выходом модели, коллекторы тракзисгород к каждой модели через соотве ос;вуощие настроечные резисторы ПРИСОЕД.КЕНЫ К ТОКОВОМУ ВХОДУ ФУНК цианальнсго преобразователя, который является токовым Вхоцам модели, введены генератор периодического напрях;ени;1, а каждая модель участков газопровода цопалнителька содержит(2) т1+ 1 с50Ток 1 связан ссоотношением напряжением П; с 1 Б. М 553 с 1(3) ключ, компаратар, второй, третийи четвертый накопительные конденсаторы и переключатель, состоящий издвух пар неподвижных и одной парыподвижных контактов, при этом перваяпара неподвижных контактов переключателя соединена соответственно с первой и второй обкладками первого накопительного конденсатора, вторая паранеподвижных контактов - с источникомпостоянного напряжения, а пара подвижных контактов переключателя соединена с первой и второй обкладкамивторого накопительного конденсатора,вторая обкладка первого накопительного конденсатора через соответствующие настроечные резисторы присоединена к эмиттерам транзисторовфункционального преобразователя,выход Функционального преобразователя подключен к первым обкладкамтретьего и четвертого накопительныхконденсаторов и первому входу компаратора, второй вход которого соединен с генератором периодическогонапряжения, выход компараторасоединен с управляющим входом ключа,информационный вход которого подключен ко второй обкладке третьего накопительного конденсатора, выход ключасоединен са второй обкладкой четвертого накопительного конденсатора и сшиной нулевого потенциала, токовыйвход первой модели участков газапровода является токовым входом устройства, вход нулевого потенциала первой модели участков газопроводасоединен с шиной нулевого потенциала.На чертеже представлена схемаустройства,Устройство содержит генераторпериодического напряжения 1, источник постоянного напряжения 2, моделиучастков газопровода 3, соединенныепоследовательно, токовый вход 4каждой последующей модели соединен стоковым выходом 5 каждой предыдущеймодели, шину второго нулевого потенциала 6, функциональный преобразователь 7 с транзисторами 8, настроечные резисторы 9 и 10, первый 11и второй 12 накопительные конденсаторы, первая 13, 14 и вторая 15, 16пары неподвижных контактов переключателя 17, пара подвижных контактов 18,19 переключателя, компаратор 20,третий 21 и четвертый 22 накопительные конденсаторы и ключ 23. Устройство для моделирования движения газа в газопроводах работаетследующим образом.При подаче на вход модели участкагазопровода 3 напряжения Б; от предыдущей модели или от модели компрессионной станции на первую модель черезфункциональный преобразователь 7через токовый выход протекает ток 1 О 1;+ . Источником питания преобразователя 7 служит первый накопительныйконденсатор 11, который периодическиподразряжается от второго накопительного конденсатора 12, когда подвижные 15 контакты 18, 19 переключателя 17соединены с первой парой неподвижныхконтактов 13 и 14 соответственно.Второй накопительный конденсатор 12периодически заряжается от источника 20 постоянного напряжения 2 через вторуюпару неподвижных контактов 15 и 16Возникающие изменения напряженияиз-за перезаряда емкостей при достаточно большой емкости конденсаторов11 и 12 и высокой частоте коммутациипереключателя значительна меньшепорога отпирания эмиттерных переходов транзисторов 8 функциональногопреобразователя, чем в прототипе и 30 на его работу не влияют.Согласно Г 23 имеем квадратичнуюзависимость между падением напряжения на преобразователе и током, протекающим через него где П; - выходное напряжение модели, Ь - постоянный коэффициент.40 Так как при любам положениипереключателя 17 цепь питания преобразователя 7 изолирована от источника постоянного напряжения 2, товходной ток 1 следующей модели 45 в точности равен разности тока 1;и тока 1 с, через накопительные конденсаторы 21 и 22 где- время, Бз -эквивалентная инверсная емкость контура с конден