Устройство для измерения объема вещества в емкости

(54)(57) УСТРОЙ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА щее основной и ли колебаний да ненный с регули вым выходом, ге усилитель, инди ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ(71) Казанский ордена ТрудоКрасного Знамени и ордена Днародов авиационный институим. А,Н.Туполева) 699336, кл. 6 01 Г 17/00,24.10.77 (прототип). ТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ В ЕМКОСТИ, содержаталонный возбудителения газа, соедиующим органом перератор колебаний, атор, две электроРЕТЕНИЯ измерительные схемы, подключенныек термоанемометрнческому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными соответственночерез первую входную камеру и измеряемую емкость с основным вцзбудителем и через вторую входную камеру с эталонным возбудителем, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,оно снабжено источником пневмопитания с двумя выходами задающимгенератором и двумя детекторами,причем задающий генератор соединенс источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второйвходным камерам:., входы детекторовподключены к электроизмерительнымсхемам, выходы - к регулирующему органу, соединенному через усилительс индикатором и основным возбудителем, а генератор колебаний. соединенвторым выходом с эталонным возбудителем.11518 10 Цель изобретения - повышение точ ности измерения за счет выделения из сигналов с электроизмерительных схем величин информативных приращенийеПоставленная цель достигается тем, что устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее основной и эталонный возбудители колебании давления газа, соединенный с регулиррощям органом первым 55 выходом, генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроиэмерительные схемы, подключенные к термоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объемажидких, сыпучих и газообразных веществ, находящихся в емкости, 5Известно устройство для измерения объема, принцип действия которого основан на использовании уравнения состояния газа, содержащееосновной и эталонный возбудители,термоанемометрический преобразователь, электроизмерительную схему ицени обратной связи, управляющиеработой возбудителей 1 .Однако у устройства недостаточные 15чувствительность и точность измерения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияобъема вещества в емкости, содержащее основной и эталонный возбуцители колебаний давления газа, соединенный с регулируощим органом первым выходом генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроизмерительные схемы подключенные к термоанемометрическому преобразователюс двумя пневматическими входами,соединенными, соответственно, черезпервую входную камеру, измеряемую 30емкость с основным возбудителем ичерез вторую входную камеру с эталонным возбудителем 121,Недостатком известного устройстваявляется то, что при отключенныхвозбудителях колебаний давления газана выходах электроизмерительныхсхем имеются некоторые начальныенапряжения, обусловленные самой работой электроизмерительных схем,причем величины .этих напряжении зависят от температуры окружаощей среды и не несут в себе никакой информации об измеряемом объеме. 26 2анемометрическому преобразователю сдвумя пневматическими входами, соединенными соответственно через первуювходную камеру и измеряемую емкостьс основным возбудителем и. через вто";рую входную камеру с эталонным возбудителем, снабжено источником пневмопитания с двумя выходами, задающимгенератором и двумя детекторами,причем задающий генератор соединенс источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второйвходным камерам, входы детекторовподключены к электроизмерительнымсхемам выходы в . к регулирующемуоргану, соединенному через усилительс индикатором и основным возбудителем, а генератор колебаний соединенвторым выходом с эталонным возбудителем,На чертеже изобракено предлагаемое устройство.В измеряемой емкости 1, в которойнаходится вещество 2, установленосновной возбудитель 3 колебаний давления газа.Преобразование изменения интенсивности колебаний давления газа в газовой подушке 4 в электрический сигнал производится термоанемометрическим преобразователем 5, состоящим из чувствительных элементов 6 и 7 с рабочими соплами 8 и 9 эталонного возбудителя 10, термоанеморезисторной камеры 11, первой и второй входных камер 12 и 13 и источника пневмопитания. Источник пневмопитания состоит из электромагнита 14, двух мембран 15 и 16 и элементов типа сопло-сопло, выполненных из формирующих 17, 18 и приемных 19, 20 сопл, выполняющих функции пневматических выпрямителей, Выходы источника пневмопитания в виде приемных сопл 19 и 20 соединены с первой и второй входными камерами 12 и 13 термоанемометрического преобразова" теля, а входы - с терморезисторной камерой 11.Чувствительные элементы 6 и 7, в качестве которых. применены термоанеморезисторы, включены в электро- измерительные схемы 21, 22 и разогре.": ваются электрическим током. Выходные сигналы с электроизмерителвоых схем 21 и 22 поступают через соответствующие детекторы 23 и 24 с закрытыми входами на входы регулирующего3 11.51органа 25, куда также подается сигнал с генератора 26 колебаний. Врегулирующем органе 25 сигналы, поступившие с детекторов 23 и 24 сравниваются и вырабатывается сигнал5управления интенсивностью работыосновного возбудителя 3, на который он поступает после усиления вусилителе 27. К выходу усилителя 27также подключен индикатор 28, отгра Одуированный в единицах объема. Дляработы источника пневмопитания установлен задающий генератор 29.Устройство работает следующимобразом. 15Задающий генератор 29 вырабатывает переменное напряжение частотойоколо 1 кГц, поступающее на электромагнит 14 источника пневмопитания.При этом мембраны 15 и 16 совершаютколебательные движения, подсасываягаз из пространства между формирующими и приемными соплами и проталкивая его сквозь них. Это обусловленоразличием гидравлических сопротивлений формирующих 17, 18 и приемных19, 20 сопл. Газ при этом перетекает во входные камеры 12 и 13, в которых происходит сглаживание пульсационной составляющей давления, далеепроходит рабочие сопла 8 и 9, обтекаясоответствующие термоанеморезисторы,и попадает в пространства между формирующими 17, 18 н приемными 19, 20соплами.35Поток газа, через рабочие сопла8 и 9, охлаждая термоанеморезисторы,способствует появлению на выходахэлектроизмерительных схем постоянныхнапряжений, так как в силу своейтепловой инерционности, термоанеморезисторы 6. и 7 преобразуют осредненное значение скорости газа в электрический сигнал,При возникновении в газовой подушке 4 измеряемой емкости 1 пульсаций давления, последние также возникают в первой входной камере 12 термоанемометрического преобразователя5. В рабочем сопле 8 происходит сум". 826 4мирование постоянного потока, обусловленного работой источника пневмопитания и потока, вызванного возник-. шими в первой входной камере 12 преобразователя пульсациями давления, При этом термоанеморезистор 8 обтекается пульсирующим потоком с частотой модуляции, равной рабочей частоте возбудителя 3. На выходе элвктроизмерительной схемы 21 появляется сум.- ма постоянного и переменного напряжений.Термоанеморезистор 7 также обтекается суммой постоянного потока от источника пневмопитания и переменного - от источника 10 опорного сигнала, установленного во второй входной камере 13 термоанемометрического преобразователя и питаемого от гене- . ратора электрических колебаний.Сигналы с электроизмерительных схем 21 и 22 поступают на детекторы 23 и 24, выполненные по схемам с закрытым входом. На выходе детекто-, ров появляются постоянные напряжения, пропорциональные переменным напряжениям и не зависящие от постоянных напряжений, возникающих на выходеЬэлектроизмерительных схем 21 и 22, Полученные напряжения подаются на регулирующий орган,. где сравниваются, и результирующий сигнал управляет величиной сигнала, снимаемого с выхода генератора 26 колебаний и поступающего через усилитель 27 на возбудитель 3 и,индикатор 28. Таким образом, введение .источника пневмопитания позволит, применить в измерительных каналах. детекторы с закрытым входом, что дает возможность исключить неинформативные составляющие напряжения, вызванные изменением температуры окружающейсреды.Преимуществом предлагаемого устройства является повышение точности измерений в условиях широкого диапазона изменения температуры среды.1151826 Составитель А.ИвановТехред А,Бабинец Корректор В.Синицка Редактор Е.Лушников Заказ 2310/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,31 Тираж 703 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 13035, Москва, Ж, РауПодписго комитета СССРий и открытийщская наб., д. 4/