Устройство для измерения суммарного расхода жидкостей и газов

(51)5 С 01 Р 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 7/24 88 90. кийнинск трал 10 юл, 937олитехнический инстио комсомола и Управых нефтепроводов И.Холошиченко в, А .Рез 8,8) виде 01 Г идете С 01 ляро и Ф, 1 (О коекл. 0 тельство СССР1/00, 1978.льство СССРР 1/00, 1985 .ЗМЕРЕНИЯ СУММАРЙ И ГАЗОВсится к прибок устройствам ВО. ДЛЯ ЖИДКОС роост го,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобрестроению, в 2 для измерения расхода жидкостей и газов, и позволяет повысить точность измерения при одновременном упрощении устройства. Повышение точности измерения достигается за счет коррекции нелинейности характеристики тахометрического датчика расхода. Наличие в устройстве первого 17 и второго 18 управляемых генераторов, первого 19 и второго 20 фазочувствительных детекторов, счетчиков 9, 10 и 26, триггеров 5-8 и других логических элементов позволяет получить на .выходе устройства скорректированную непрерывную последовательность импульсов, При этом достигается высокая стабильность име пульс-фактора в широком диапазоне измерения расхода. 2 ил.Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения расхода жидкостей и газов.т5цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства для измерения суммарного расхода жидкостей и газов.На фиг,1 представлена схема устройства для измерения суммарного расхода жидкостей и газов; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит датчик 1 расхода, тактирующее устройство 2, опорный генератор 3, первый счетчик 4, П-триггеры 5-8, второй счетчик 9, третий счетчик 10, сумматор 11, элемент И 12, элементы 13 неравнозначно сти, инвертор 14, элемент ИЛИ 15, первый коммутатор 16, первый 17 и второй 18 управляемые генераторы, первый фазочувствительный детектор 19, второй фазочувствительный детек тор 20, второй коммутатор 21, образцовый резистор 22, первый 23 и второй 24 регулирующие (переменные) резисторы, постоянный резистор 25, счетчик 26 результата и индикатор 27.Устройство работает следующим образом.Импульсы с выхода датчика 1 расхода синхронизируются импульсами опорного генератора 3 и в виде коротких импульсов (длительность импульса на выходе тактирующего устройства 2 равна половине периода сигнала на выходе генератора 3) поступают на входы установки в "0" счетчика 4 и триггеров 5-8. В этом состоянии коммутатор 16 подключает к входу счетчика 4 выход опорного генератора 3, а коммутатор 21 подключает к второму входу генератора 17 резистор 22 (состояние 1) постоянной величины. Первый, следующий после этого, импульс генератора 17 устанавливает в "1" триггер в результате чего коммутатор 21 переключается в состояние "0", при котором ни один резистор не подключается к входу генератора 17, благодаря чему генератор 17 остается в том же положении, сразу же после появления перепада на его выходе, так как процессы55 заряда-разряда времязадающих емкостей в этом генераторе прекращаются.Следующий после этого импульс генератора 3 устанавливает в "1" триггер 8, в результате чего коммутатор 21 вновь подключает резистор 22 к входу генератора 17 и с помощью фазочувствительного детектора 19 начинается подстройка частоты генератора 17, обеспечивая равенство этой частоты частоте генератора 3. Так продолжается до первого переполнения счетчика 4, на вход которого поступают импульсы от опорного генератора 3.Емкость счетчика 4 выбирается так,чтобы его переполнение цмпульсами свыхода генератора 3 наступало за время, примерно равное половине периодаимпульсов с выхода датчика 1 расходапри максимальном расходе и характерное для данного типа расходомеровГзИ (1)2 макс,где И - емкость счетчика 4;- частота импульсов генераэтора 3;- частота сигнала с выходамфсф датчика 1 при максимальномрасходе.После первого переполнения счетчика 4 триггер 5 устанавливаетсяв состояние "1". При этом коммутатор21 подключает к входу генератора 17регулируемый резистор 23, от величиныкоторого зависит частота генератора17, фазочувствительный детектор 19отключается, коммутатор 16 подключаетк входу счетчика 4 выход генератора17, Счетчик 4 начинает подсчитыватьимпульсы с выхода генератора 17. Частота этих импульсов регулируется резистором 23 так, чтобы время от начала счета до момента переполнения счетчика 4 в сумме с 1/Г былоОравно периоду сигнала с выхода уже конкретного экземпляра датчика 1 при расходе, выше которого коррекция характеристики датчика не требуется4(2)1 И 1/2 максгде К, , - частота сигнала с выходаконкретйого образца датчика.1 прирасходе, выше которого коррекция нетребуется,После второго переполнения счетчика 4 устанавливается в "1" триггер 6,в результате чего коммутатор 21 подключает к входу генератора 17 второйрегулирующий резистор 24, открываетсяэлемент И 12.для прохождения импульсов генератора 17 на вход счетчика 9.(4) При поступлении очередного импульсас выхода тактирующего устройства 2устройство приводится в исходное состояние в нулевое состояние устанавливаются триггеры 5-8 и счетчик 4,Для турбинных расходомеров типатурбокванта, ротокванта характернымявляется увеличение импульс-факторапо мере уменьшения расхода - расходомеры с падающей характеристикой. Этоозначает, что частоту с выхода датчика 1 расхода необходимо корректировать в сторону уменьшения,У некоторых типов расходомеров,например типа кента, по мере уменьшения расхода импульс-фактор уменьшается - расходомеры с поднимающейсяхарактеристикой. В этом случае помере снижения расхода частоту с выхода датчика расхода необходимо корректировать в сторону увеличения.В счетчик 26 результата измеренияимпульсы поступают с выхода старшегоразряда сумматора 11. Объемы счетчиков 10 и 9 а также сумматора 11 одинаковыЬЫх = 1 е . 9 э (3)где Г - частота на выходе переполнеЧния счетчика 9;д - частота на выходе переполне 1 ения счетчика 10.Знак "+" относится к случаю, когдасчетчик 9 суммирующий, знак "-" когдасчетчик 9 вычитающий.Таким образом, в случае использования расходомеров с падающими характеристиками счетчик 9 должен быть вычитающим, а с поднимающимися характеристиками - суммирующим,Счетчик 10, Фазочувствительный детектор 20 и управляемыи генератор 18представляют собой узел автоподстройки частоты, в результате работы которого частота на выходе переполнениясчетчика 10 равна частоте сигнала навыходе тактирующего устройства 2,т.е. Ещ =Г х.Частоту переполнения счетчика 9можно определить по Формуле где Г - частота сигнала с выходадатчика 1 или тактирующегоустройства 2;Е - частота сигнала генератора17 при подключенном к входу17.2 резисторе 24; ьТ - время счета счетчиком 9 за9один период;И - объем счетчиков 9 и 10 исумматора 11. 1Т = у -- 1 И.ЬХИз (Э) - (5) следует1 1Ьх х 1 фГ = Г (1 ф - -" -- ).Вых Ьх24 Таким образом, в счетчик результата поступает непрерывная импульсная последовательность, за счет чего повышается точность измерения расхода.Кроме того, за счет исключения переключателей устройство упрощается, а также снижается стоимость поверки и настройки.Формула изобретения 25Устройство для измерения суммарно.го расхода жидкостей и газов, содержащее датчик расхода, тактирующееустройство, подключенное входом к выходу датчика расхода, первый счетчик,опорный генератор, выход которогоподключен к входу синхронизации тактирующего устройства, первый и второйтриггеры, к входам установки в "01которых и к входу установки в "0" 35 первого счетчика подключен выход тактирующего устройства, второй счетчик,подключенный выходами к первой группевходов сумматора, третий счетчик, .элемент И, к первому входу которого 40 подкЛючен выход второго триггера,четвертый счетчик с цифровым индикатором, подключенным входами к еговыходам, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения и упрощения устройства,в него введены третий и четвертыйтриггеры, элемент неравнозначности,элемент ИЛИ, инвертор, первый и второй коммутаторы, первый и второй управляемые генераторы, первый и второйФазочувствительные детекторы, два переменных и два постоянных резистора,причем выход элемента И подключенк входу второго счетчика, выход тактирующего устройства подключен к входам установки в "0" третьего и четвертого триггеров и к первому входу врого Фазочувствительного детектор1597559 8 дик. дл. Ю ост иие Ю к. 17 иие дк,9при Ю Паапииеори Состое иие др дик.дл Ъри 6 ва.6 л ори 6 реке г 1ПоюееиереклЕл. 16 иг. 7 выход опорного генератора подключен к первым входам первого коммутатора и первого фазочувствительного детектора и к С-входу четвертого триггера, выход старшего разряда. первого счетчика подключен к С-входам первого и второго триггеров, выход первого триггера подключен к первому входу элемента неравнозначности, и к первому управляющему входу второго коммутатора, управляющему входу первого коммутатора и к П-входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход третьего триггера подключен к 0-входу четвертого триггера и через инвертор - к третьему входу элемента ИЛИ, выход четвертого триггера подключен к Э-входу первого триггера и к второму входу элемента неравнозначности, выходы третьего счетчика подключены к второй группе входов сумматора, выход переполнения третьего счетчика подключен к второму входу второго фаэочувствительного детектора, выход старшего разряда сумматора подключен к входу четвертого счетчика, выход элемента неравнозначности подключен к управляющему входу первого фазочувствительного детектора и к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу второго коммутатора, выход первого 5коммутатора подключен к входу первого счетчика, выход первого управляемого генератора подключен к вторым входам первого фазочувствительного детектора, элемента И, первого коммутатора и к С-входу третьего триггера, выход второго управляемого генератора подключен к входу третьего счетчика, выход первого и второго фазочувствительных детекторов подключен к входам первого и второго управляемых генераторов соответственно, общий вывод второго коммутатора соединен с токо- задающим выводом первого управляемого генератора, первый, второй и третий индивидуальные выводы второго коммутатора соединены соответственно через первый и второй переменные и первый постоянный резисторы с общей шиной устройства, токозадающий вывод второ го управляемого .генератора черезвторой постоянный резистор соединен с общей шиной устройства, Э-вход третьего триггера и управляющий вход второго фазочувствительного детектора соединены с шиной логической единицы.