Меточный датчик скорости потока газа

(19 5/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОР У СВИДЕТЕЛЪСТВ и инст к, В.Е,ков уннтроля и пеп ение, 1965, с тельство СССР Р 1/68, 1988,АТЧИК СКОРОСТ П ение относится к горной и и может быть использо про- вано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР; (57) Изобретмышленност при измерении малых скоростей движения воздуха в горных выработках. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет линеаризации характеристики датчика. Меточный датчик скорости потока газа формирует частотный выходной сигнал, генератор тепловых меток 2 формирует а измеряемом потоке метку, регистрируемую с помощью терморезистора 3, включенного в одно из плеч измерительной мостовой схемы. Реверсивный счетчик 9 и суммирующий счетчик 10 при измерениях позволяют обеспечить цикл работы, исключающий влияние длительности импульсов запуска тепловой метки на выходную частоту устройства. 2 ил.Изобретение относится к горной про- решения счета суммирующего счетчика 10. мышленности и может быть использовано Прямой выход триггера 13 подключен к вхопри измерении малых скоростей движения ду управления реверсивного счетчика 9, а воздуха в горных выработках. В-вход триггера 13 - к выходу формироватеИзвестен работающий на частотном 5 ля импульсов 7,принципе меточный датчик расхода. Устройство работает следующим обраНедостатком этого устройства является зом.нелинейность его градуировочной характе- При измерении первый одновибратор ристики из-за влияния длительности им формирует импульс, длительность кото- пульса генератора меток на частоту 10 рогообеспечиваетзапускгенераторатепловыходного сигнала. вых меток через импульсный усилитель 16.Наиболее близким по технической сущ- Генератор 2 при этом формирует тепловую ности к предлагаемомуявляетсяустройство метку, которая переносится потоком в наизмерениярасходагаза,такжеработающее правлении терморезистора 3. Тот же имна частотном принципе. Устройство содер пульс первого одновибратора 14 триггер 13 жит генератор тепловых меток, подключен- переводит в единичное состояние триггер ный к выходу импульсного усилителя, 13, удерживает в нулевом состоянии ревермостовую схему регистрации меток, в одном, сивный счетчик 9 и разрешается отсчет имиз плеч которой включен помещенный в пульсов с выхода высокочастотного контролируемыйпотоктерморезистор,фор генератора 8 суммирующим счетчиком 10, мирователь импульсов, первый и второй од- который предэарительно сбрасывается по новибраторы, триггер, импульсу второго одновибратора 15, ПоНедостатком этого устройства также яв- окончании импульса одновибратора 14 сумляется нелинейность градуировочной ха- мирующий счетчик 10 зафиксирует число, рактеристики, наличие в ней разрыва из-за 25 соответствующее длительности этого имрегистрации метки посредством двух тер- пульса Й. По окончании импульса одновибморезисторов мостовой схемы. ратора 14 реверсивный счетчик 9Цель изобретения - повышение точно- производит отсчет импульсов с выхода высти измерения путем ленеаризации харак- сокочастотного генератора 8 и при уравнитеристики датчика. 30 вании чисел в счетчиках 9 и 10 на выходеНа фиг. 1 приведена функциональная схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 возникает схема датчика; на фиг, 2 - временные диаг- сигнал лог. "1", который однако не проходит раммы,поясняющие его работу. через элемент 2 И 12, так как на его второйМеточный датчик скорости потока газа вход подан сигнал лог; "0" с инверсного содержит воздушный канал 1, э котором ус выхода триггера 13.тановлены генератор 2 тепловых меток, вы- Прохождение меткой терморезистора 3 полненный, например, в виде тонкой нити вызывает появление на выходе мостовой из высокоомного провода и терморезистор схемы сигнала куполообразной формы и в 3, включенный в одно из плеч мостовой схе- момент максимума сигнала узел 7 выдает мы.В других плечах мостовой схемы вклю - 40 импульс, который поступает на В-вход тригчены резисторы 4, 5 и 6, К диагонали моста гера 13, переводя его в нулевое состояние, подключен формирователь импульсов 7, а реверсивный счетчик 9 в режим вычитаВыход генератора высокочастотных им- ния, Работа реверсивного счетчика 9 в этом пульсов 8 подключен к счетным входам ре- режиме продолжается до тех пор, пока соверсивного счетчика 9 и суммирующего 45 держащеесявнемчислостанетравнымчиссчетчика 10, Первая группа входов схемы лу йи, зафиксированному суммирующим равнозначность 11 подключена к выходам счетчиком 10. При этом на выходе схемы реверсивного счетчика 9, а вторая ее группа РАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 возникает сигнал входов - к выходам суммирующего счетчика лог. "1", поступающий теперь через откры. Первый вход элемента 2 И 12 подключен 50 тый элемент 2 И 12 на входыодновибратора к выходу схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 11, а 14 и 15, вызывая их срабатывание. В даль- второй вход элемента 2 И 12 - к инверсному нейшем цикл работы устройства повторяет- выходу ЯЗ-триггера 13, Выход. элемента 2 И ся,12 подсоединен к входам первого и второго Как видно из временных диаграмм раодновибраторов 14 и 15. Выход одновибра боты счетчиков 9 и 10 (фиг. 2 д, е) за время тора 15 подключен к Й-входу суммирующего действия импульса с выхода одновибратора счетчика 10, Выход первого одновибратора 14 в суммирующий счетчик 10 записывается 14 подключен к входу импульсного усилите- числоля 16, Я-входу триггера 13, установочному й = 1 гТи,входу реверсивного счетчика 9 и входу раз- где б - частота импульсов генератора 8.Число импульсов, отсчитываемых реверсивным счетчиком 9 за время работы в режиме суммирования определяется временем транспортирования ядра метки от генератора к приемнику 5Йтр= ЬТтр . (2)Число импульсов, поступающих в реверсивный счетчик 9 за время работы в режиме вычитанияйвыч.= й тр" йи = б(Ттр Ти)(3) 10Время его работы в режиме вычитания Твыч " Тгр - ТиЙвычтгКак следует из временной диаграммы 15работы реверсивного счетчика 9 (фиг. 2 д),время полного цикла его работы равно сумме времени импульса Ти, времени его работы в режиме суммирования и в режимевычитания 20Т =Ти + Ттр + (Ттр - Ти) = 2 Ттр ( 5)Так как время цикла работы реверсивного счетчика определяет период следования импульсов запуска меток,используемых в качестве выходного сигнала датчика, из формулы (5) следует, что ихчастота равнач1(6)и линейно, зависит от скорости потока ч, З 0поскольку определена только временнымтранспортированием,Формула изобретения Меточный датчик скорости потока газа, содержащий генератор тепловых меток, подключенный к выходу импульсного усилителя, мостовую схему регистрации меток, в одном из плеч которой включен помещенный в контролируемый поток терморезистор, формирователь импульсов, связанный с выходом мостовой схемы регистрации меток, КЯ-триггера с входом импульсного усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор импульсов, реверсивный счетчик, суммирующий счетчик, схема РАВНОЗНАЧНОСТЬ, схема 2 И, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходу схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ и инверсному выходу ВЯ-триггера, выход схемы 2 И подключен к входам первого и второго одновибраторов, выход первого одновибратора дополнительно соединен с Я-входом ВЯ-триггера, установочным входом реверсивного счетчика и входом разрешения счета суммирующего счетчика, прямой выход ВЯ-триггера соединен с входом управления реверсивного счетчика, К-вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а первая и вторая группы входов схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены соответственно к выходам реверсивного и суммирующего счетчиков.1720021иц Юр,р Игк еСоставитель М.Тихоноведактор М,Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик Заказ 770 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина