Массовый расходомер

-ц мтрртл О П И С А НФГЕ Союз Советских Социалистицаских Республик(51) М 17 1 присоединением заявкиосударственныи намитетСовета Министров СССРно делам изобретенийн открытий 23) Приоритет) Опубликован 5.77 Бюллетень45) Дата опубликования описания 28,0 С. В. Призенко. Колом Голоа, А. И. Жихорев,71) Заявите АССОВЫЙ РАС ХОДОМЕР тро рвс ст дляИзобретение относитс ос ению и предназначено для р я хода жидкости.Известны массовые раСходомеры, содержащие датчик, выходным параметром 5 которого является угол поворота вала чувствительного элемента от скорости закрутки потока жидкости.Такие расходомеры имеют недостаточную точность и надежность устройств пре- О образования угла поворота вала чув витель ного элемента к виду, удобному индтикации расхода и, кроме того, в них отсутствует возможность индикации мгновенного расхода иэ-эа отсутствия следяшей систе мы отработки угла поворота выходного вала чувствительного элемента в угол поворота указателя 1, 21Из известных расходомеров наиболее близким по технической сущности к пред лагаемому является массовый расходомер, в котором используется принудительное закручивание крыльчатки, врашвемой с постоянной угловой скоростью для создания нерционного усилия жидкостью нв другой 25 заторможенной крыльчатке; угол поворотазаторможенной крыльчвтки пропорционаленмассовому расходу 31,Расходомер содержит сельсинно-следящую систему, поворотную лопасть с катушкойиндуктивности, в плоскости которой расположена другая катушка индуктивности илопасть с постоянными магнитами, врашаемвя синхронным электродвигателем, подключенным параллельно с электродвигателем ведущей крыльчатки датчика к источнику питания. Укрепленный на лопасти мапнит наводит в катушках индуктивности импульсы напряжения, сдвинутые относительно друг друга на время, пропорциональноерасходу жидкостиТакие расходомеры имеют недостаточную точность и надежность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения массового расхода.Эта цель достигается тем, что в устройство введены датчик нулевого угла,механически связанный с сельсин-приемником и шаговым двигателем, генератор импульсов, преобразователь кой густота, схе ма контроля питания, измерительные входЫ которой соединены с источником питающего найряжения, а управляющий вход с выходом датчика нулевого угла, логическиь элементы И и ИЛИ и реверсивный счетчик, причем выход сложения фазового импульсного дискриминатора соединен с входами сложения схемы управления шаговым двигателем и реверсивного счетчика ц . через первый элемент И, а выход вычитания фазового импульсного дискриминатора соединен с входом вычитания реверсивного счетчика через второй логический элемент И, а с входом вычитания схемы управле- р ния шаговым двигателем через последовательно соединенные второй логический эле . мент И и ИЛИ, выход генератора импульсов соединен со вторым входом логического элемента ИЛИ, вторые входи логических 2 О элементов И, вход сброса реверсивного счетчика и управляющий вход генератора импульсов соединены с выходом схемы конч роля питания, а. выходы реверсивного счетчика соединены с входом индикатора интегра- льного расхода через преобразователь кодчастотаНа чертеже представлена блокхема описываемого расходомера,Массовый расходомер содержит чувст- ЗО вительный .элемент 1, находящийся в потоке жидкости, сельсин-датчик 2, механически связанный с чувствительным элементом 1 и электрически связанный с сельсин-приемником 3, фазовый импульсный Зб дискриминатор 4 подключенный к сельсинприемнику 3, схему 5 управления шаговым двигателем, связанную по каналу сложения с фаэовым дискриминатором 4 через схему И 6, а по каналу вычитания - че О рез схему И 7 и схемуИЛИ 8, шаговый двигатель 9, подключенный к выхору схемы 5 управления шаговым двигателем и механически связанный с сельсин-приемником 3, датчиком нулевого угла 10 и иц б дикатором мгновенного расхода 11. Элементы 2-9 образуют контур системы, "ледящей эа угловым положением выходного вала элемента 1, чувствительного к изменению мгновенчого расхода жидкости. Для Ю измерения суммарного расхора жидкости в устройство расходомера введены реверсивный счетчик импульсов 12, вход сложения которого подключен к выходу схемы И 6 а вход вычитания - к выходу схемы И 7 б 5 преобразователь код-частота 13, связанный с кодовыми выходами реверсивного счетчика 12, индикатор суммарного расхода 14, подключенный к выходу преобразователя кодчастота 13. Ддя повышения надежности работы расходомера при аварийных отключениях питания сети используется схема контроля на.пряжений питания 15, измерительные вконецкоторой подключены к источнику питающих напряжений 16, а управляющий вход- к датчику нулевого угла 10, генераторимпульсов 17, вход которого подключен квыходу схемы 15, а выход соединен с входдом схемы ИЛИ 8. К выходу схемы 15подключены также вход реверсивного счетчика 12 и схемы И 6 и 7,Массовый расходомер работает слецувщим образом.При включении источника питания 16и при условии нормальной его работы срабатывает схема контроля питания 15,-Наее выходе формируется сигнал, которыйзапирает схемы И 6 и 7, что приводит кразмыканию контура следящей системы (эле-менты 2-9), выставляет реверсивный счезчик 12 на нуль, что приводит к прекращению поступления импульсов на индикаторсуммарного расхода 14, запускает генерйтор импульсов 17, импульсы которого через схему ИЛИ 8 поступают на вычитаюший вход схемы 5 управления шаговымдвигателем; при этом связанный с ней шаговый двигатель начинает вращаться в направлении, при котором жестко связанныес ним сельсин-приемник 3 и датчик нулевого угла 10 поворачиваются в сторонунулевого положения,В момент прохождения ими нулевогоположения срабатывает датчик нулевогоугла 10. При этом на его выходе формируется импульс напряжения, воздействиекоторого на управляющий вход схемы контроля питания 15 приводит к появлению навьходе последней сигнала, который снимает потенциал с реверсивного счетчика 12,отпирает схемы И 6 и 7, и выключаетгенератор импульсов 17.Состояние массового расходомера, прикотором сельсин-приемник 3, датчик нулевого угла 10 и индикатор мгновенного расхода 11 находятся в нулевом положении,следящая система замкнута и реверсивныйсчетчик 12 выставлен на нуль, являетсяисходным,При наличии положительного угловогоразбаланса сельсин-датчика 2 и сельсинприемника 3 с выхода сложения фазовогоимпульсного дискриминатора 4 импульсынапряжения поступают на вход сложениясхемы 5 управления шаговым двигателеми на вход сложения реверсивного счетчика 12 до тех пор, пока следящая системане отработает угол разбаланса сельсин 5591145датчика 2 и сельсин-приемника 3. При этамаа выходе реверсивного счетчика 12 устанавливается код, соответствующий мгновенному расходу. Этот код является управляккцим для преобразователя код-частота13 и определяет частоту следования импульсов с выхода преобразователя 13 на входиндикатора суммарного расхода 14, показания которого зависят от общего колйчесва импульсов, поступивших на его входза время работы расходомера.При отрицательном угловом разбалансемежду сельсин-датчиком и сельсин-при емником с выхода вычитания фазового дискриминатора 4 импульсы напряжения поступают на входы вычитания схемы 5 управления шаговым двигателем и реверсивногосчетчика 12 до тех пор, пока следящаясистема не отработает отрицательный угловой разбаланс сельсин-датчика 2 и сельсин- ррприемника 3. При этом на выходе реверсивного счетчика 12 устанавливается код,соответствующий новому значению мгновенного расхода, а на выходе преобразователякод-частота 13 устанавливается новая час- ртота следования импульсов, поступающихна индикатор суммарного расхода 14,формула изобретенияМассовый расходомер, содержащий чув:.ствительный элемент, находящийся в потоке жидкости, сельсинно-следящую систему, включающую сельсин-датчик, сельСИН-ПРИЕМНИК И ПОСЛЕДОВатЕЛЬНО СОЕДИНЕН- ные фазовый импульсный дискриминатор,юсхему упрЬвления шаговым двигателем, жестко связанный с сельсин-приемником шаговый двигатель, соединенный с шаго-, ВЫМ ДВИГатЕЛЕМ ИНДИКатОР МГНОВЕННОГО расхода, индикатор интегрального расхода,источник питающего напряжения о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введвны датчик нулевого угла, механически связанный с сельсин-приемником и шаговымдвигателем, генератор импульсов, преобразователь код-частота, схема контроляпитания, измерительные входы которой соединены с источником питающего напряжения, а управпяющий вход- с выходом датчика нулевого угла, логические элементы Ии ИЛИ и реверсивный счетчик причем выход сложения фазового импульсного дискриминатора соединен с входами сложения схемы управления шаговым двигателем и реверсивного счетчика через первый элементИ, а ВыхОд вычитания фазоВого импульсного дискриминатора соединен с входомвычитания реверсивного счетчика черезвторой логический элемент И, а с входомвычитания схемы управления шаговым двигателем через последовательно соединенные второй логический элемент И и ИЛИвыход генератора импульсов соединен совторым входом логического элемента ИЛИ,вторые входы логических элементов И, входсброса реверсивного счетчика и управляющий вход генератора импульсов соединеныс выходом схемы контроля питания, а выходы реверсивного счетчика соединены свходом индикатора интегрального расходачерез преобразователь код-частота.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР337649, М, Кл С 01 7 1/76, 70.2. Авторское свидетельство СССР416569, М, Кл. 5 01 7 1/12, 71.3. Авторское свидетельство СССР372451, М, Кл. 6 01 Т 1/Ос 9, 71.Реда аревнч Тираж 907дарственного комит по делам иэобрете 5, Москва, Ж,Подписноеета Совета Министров СССРяй и открытийРаушская наб., д. 4 Л ПП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектна Составитель Н. Андреевактор Т, Иванова Техред И. Асталош Корректорае 1484/94БНИИПИ Госу