Устройство искрозащиты дифманометрического расходомера

"иИ. 5.г с; ВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(53) 61.311.69 (088.8) 56) Авторское свидетельство СССР 868608, кл. Г, 01 Р 19/18, 1981,Электрические измерительные преобразователи тензорезисторные взрывозащищенные "Сапфир". - Каталог: Комплексы электрических измерительных преобразователей (датчиков), М,; ЦНИИТЭИПприборостроения, 1980, т,2, вып, 5, с, 74.(54) УСТРОЙСТВО ИСКРОЗАЩИТЫ ДИФМАНОМЕТРИЧЕСКОГО РАСХОДОМЕРА 50Е 21 Р 9/00, Н 02(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизмерительной технике, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования корнеизвлекающей характеристики и повышение точности, За счет введения нелинейного звена 6, выполненного на втором фильтре нижних частот 7, первом 8 и втором 9 однополупериодных инвертирующих выпрямителях,блоФ кируется прохождение входных сигналов с положительной полярностью. На выходе однополупериоцного инвертирующего выпрямителя 8 формируются одно- полярные импульсы со знаком "плюс". Эти импульсы являются запирающими для второго однополупериодного инвертирующего выпрямителя 9, В канале широтно-импульсного модулятора 3 установлен инвертирующий триггер 10, позволяющий увеличить длительность отрицательных импульсов. С помощью импульсно-аналогового преобразователя 5 осуществляется преобразование135943 бзнакопеременных импульсов и пропор- ключает необходимость применения доциональное преобразование выходного полнительного прецизионного блока сигнала взрывозащищенной цепи, Ис- для извлечения квадратного корня, пользование данного устройства ис ил,20 Широтно-импульсный модулятор выполнен по схеме управляемого авто- генератора и содержит инвертирующий триггер 10 с гистерезисной характеристикой, замкнутый инерционной отрицательной обратной связью, представляющей собой многозвенный КС- фильтр 11.Устройство яскрозащиты работает следующим образом,40 45 Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно кустройствам искрозащиты, и может бытьиспользовано для функционального преобразования выходного сигнала электрических дифманометров (датчиков разности давления), устанавливаемых вовзрывоопасной зоне для измерения расхода ряда технологических параметров через перепад давления на сужающем устройстве,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования корнеизвлекаю 15щей характеристики и повышения точности.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство искрозащиты дифманометрического расходомера содержитвключенный на входе блок 1 искрозащиты на стабилитронах, двухвходовойфильтр 2 нижних частот, широтно-импульсный модулятор 3, формирующий25двухполярные прямоугольные импульсы,импульсный дифференцирующий трансформатор 4, импульсно-аналоговый преобразователь 5, а также нелинейноезвено б, которое включает в себя второй фильтр 7 нижних частот, первый 8и второй 9 однополупериодные инвертирующие выпрямители, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, охваченном диодно-резистивнойотрицательной обратной связью. 351 На вход блока 1 искрозащиты подается информативный сигнал в виде унифицированного сигнала постоянного тока с выхода дифманометра, находящегося во взрывоопасной зоне.Снимаемое с блока 11 искрозащиты напряжение 08, пропорциональное по амплитуде выходному сигналу 1 дифманометра, поступает далее на фильтр 2 нижних частот, С помощью фильтра 2 осуществляется подавление помех, которые могут наводиться в линии дистанционной связи датчика с устройством искрозащиты, а также демпфирование технологических пульсаций измеряемого параметра. На второй вход указанного фильтра подается сигнал Е, снимаемый с выхода однополупериодного инвертирующего выпрямителя 9. Выходной сигнал фильтра 2 в виде напряжения Б,р подается на Широтно-импульсный модулятор 3, который преобразует этот сигнал в пропорциональное изменение (приращение) длительности двухполярных прямоугольных импульсов.Далее последовательность указанных импульсов поступает на первичную обмотку трансформатора 4, с вторичной обмотки которого снимаются уже продифференцированные импульсы от переднего и заднего фронтов выходных импульсов широтно-импульсного модулятора. Этим самым достигается блокирование прохождения балластного напряжения промышленной частоты через данный трансформатор на вход блока 1 искрозащиты со стороны импульсно- аналогового преобразователя 5, те. со стороны нагрузки, подключаемой.к выходу устройства искрозащиты. С помощью элемента 5 осуществляется преобразование знакопеременных импульсов, снимаемых с вторичной обмотки дифференцирующего трансформатора 4, в выходной сигнал постоянно% 1У Р 6 х 1 де 7. на пульсов оложительных ритм- ср Ц(27 - 1),редачи конльной поратной свяульсного.де но-и зи широ модулят зованнния в Ра о ет вв о за на уляротко-импульсного мтора 3;период следования исов,й сигнал ши м виде вых ульсного м В общеротно-.импвыходнойустройств4 Тром ,т,е. дуля уль безопаснои цепи зуется параметигнал иск характе-- коэффициен носительназаполнения (отскважность) отимпульсов. авнь Т- 27- 1. циент заполльсов широта будет изме выражением Таким образом Т а+ Е и Р (1, "Ь):7 ( го тока, пропорциональный по амплитуде величине напряжения Б формируемого фильтром 2.Последовательно соединенные одно 5 полупериодные выпрямители 8 и 9, работающие в инвертирующем режиме как идеальные диоды, блокируют прохождение входных сигналов с положительной полярностью (со знаком плюс отно сительно общей потенциальной шины), Поэтому на выходе однополупериодного инвертирующего выпрямителя 8,подключенного непосредственно к выходу триггера 10 с гистерезисной характе ристикой (операционного усилителя с положительной обратной связью) широтно-импульсного модулятора 3, формируются однополярные импульсы 7 со знаком "плюс. Эти импульсы являют О ся запирающими для второго однополупериодного инвертирующего выпрямителя 9, на который с фильтра 7 нижних частот подается напряжение У, с амплитудой, пропорциональной сред ней составляющей двухполярного сигнала (, формируемого широтно-импульсным модулятором 3.Так как в прямом канале широтно- импульсного модулятора 3 установлен Зо инвертирующий триггер 10, то с ростом амплитуды его входного сигналаувеличивается длительность отрицательных импульсов.В соответствии с этим выходной ьтра 7 изменяется по ал,р - статический коэффициент передачи фильтра 7;- соответственно длительности отрицательных и по жительных импульсов ширицательныхВ свою очередь коэф нения отрицательных им но-импульсного модулят няться в соответствии- начальное значение коэффициента заполнения как положительных, так и отрицательных импульсов широтно-импульсного модулятора, равное 0,5;и - нормируюший параметр широтно-импульсного модулятора,Е - средняя составляющая однополярных импульсов Е, поступающих на фильтр 2 с выхода второго однополупериодного инвертирующего выпрямителя 9.Из вышеприведенных выражений следует, что С учетом вышеизложенного имеет место следующее равенство: Ц +Е х: -О, АфО Й - (-1/) Я ТР цж - статический коэффициент пеФ,редачи фильтра 2 по цеписигнала Е.последнего выражения следует, - коэ ициент заполнени оос. -1 ср А -- коэФфициент птура дополнитложительной о схему нелинейного звеЕсли в этом уравнении принятьусловие, при котором вышеуказанныйконтур дополнительной положительнойобратной связи имеет коэффициент=2, то оно может быть приведенок виду Формула изобретения вхПЧ 15 . Устройство искрозащиты дифманометрического расходомера, содержащеепоследовательно. соединенные блокискрозащиты, первый фильтр нижних,частот, широтно-импульсный модуля тор, импульсный дифференцирующийтрансформатор и импульсно-аналоговый преобразователь, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей 25 путем обеспечения формирования корнеизвлекающей характеристики и повышения точности, в него введено нелинейное звено, а первый фильтр нижнихчастот выполнен двухвходовым, причем ЗО нелинейное звено, включенное междувыходом широтно-импульсного модулятора и вторым входом первого фильтранижних частот, выполнено в,виде второго фильтра нижних частот и двух 35 однополупериодных инвертирующих выпрямителей, каждый из которых выполнен на операционном усилителе с диодно-резистивной обратной связью, приэтом входы второго фильтра нижних 40 частот и первого однополупериодногоинвертирующего выпрямителя служатвходами нелинейного звена, аих выходы соответственно подключены кпервому и второму входам второго од нополупериодного инвертирующего выпрямителя, выход которого являетсявыходом нелинейного звена. Так как (2T -1) 2 = ( - ) " то при с дт Твыполнении вышеуказанного условияполучают следующие зависимости, характеризующие работу элементов всейискробезопасной части устройства: Т=7 ф(1+ ) Г+ Р(1 Пд )Ч Из выражения для 1 и 3 следует, что величина приращения д коэффициента заполнения выходных импульсов широтно-импульсного модулятора прямо пропорциональна корню квадратному извходного сигнала Ъ43= 3 - Уа =3.; В связи с тем, что с помощью элемента 5 схемы осуществляется пропорциональное преобразование выходного сигнала взрывозащищенной цепи, то окончательно получим Составитель Т.Щеголькова Редактор М.Бандура Техред А.Кравчук Корректор И.ЭрдейиЗаказ б 126/32 Тираж 429 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж; Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 135943 б вИз последнего выражения следует,где у - выходной сигнал устройства Что искрозащиты дифманометричес(г 1) 1-(1 .-)1: ВдПкого расходомера,- общий коэффициент нормироваЧния и согласования сигналов.Данное техническое решение является достаточно просты расширяет функциональные возможности, а также ис-,ключает необходимость применения дополнительного прецизионного блокадля извлечения квадратного корня.