Устройство для вычисления расхода газа

Союз Соаетснин Соцнапмстмческьа Республик(51) М. Кл. (з 06 Р 3/ присоединением заяв ооуларотвеннюй комитет СССР оо делам нзаоретеннй н открытей, Московский. нефтехимиче рдена Трудового Краой и газовой промышим. И, М. Губкина ого Знаменности и институ(71) Заявител 4) УСТРОЙСТВРАСХОДА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИ ГАЗА абс ствитепьиое значение перату Известно устройссчетчик, дешифратор содержанера тор,Изобретение относится к обцасти и формационно-измеритепьной техники и может быть использовано при измерении расхода газа на объектах газовой промыш пенности.Широкое применение при измерении расхода газа находят диафрагменные рвсходомеры бпагодаря своей надежнос ти и универсапьности, Дпя вычиспения расхода газа, измеряемого диафрвгмен ным расходомером, необходимо решать уравнение3:стб/т где ц- нормальный расход г С - постоянная диафрагмы ьР - перепад давпения на Р - действитепьиое значного давления газа; 2Недостатком известного устройства яется большой объем оборудования. Наиболее близким по сущности техническим решением задачи явпяется уст 5 ройство, содержащее буферный счетчик,счетчик давления, схему сравнения,счетчик резупьтата, делитель и формироввтепь временных интервапов, Выходкоторого соединен с первыми входами1 О первого, второго и третьего эпементовИ, вторые входы второго и третьегоэпементов И соединены с выходом дешифратора 121,Исходные вепичины в указанном устройстве предстввпены в частотной форме,вычиспитепьные операции осуществпяются дискретными методами, а результатыпредстввпены в цифровом виде. Указанныеособенности позвопяют проводить вычисления с высокой точностью. Однакореапизация этого щевмутпества в рассматриваемом устройстве связана с недопустимо большим увепичением времени,8 измерен 51 которое онределтсявыражениемЙ.гЗ П йт М 2 Ит22 2Лействите пьно, как с пе дует из принципя действия известного устройства,для обеспечения приведенной погрешностидискретности, равной ,р =0,1 Ъ,необходимо,чтобы максимальное значение выходнЬг числя импульсов й и числя им- Опульсов, накопленных в счетчике 3 й, было равно й, =10 . Таким8образом, лаже при значении входнойчастотыравной 1 мГц, время измерения составит ЬЕ =10 сек а 20 мин.3Такая длительность интервала измерения мгновенного расхода неизбежно впечет за собой суш.ственную динамичес -кую погрешность измерения расхода,Целью изобретения является повышение быстродействия вычислительногоустройства и уменьшение динамическойпогрешности, Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены шифратор и реверсивныйсчетчик, суммирующий и вычитаюшийвходы которого через первый и второйэлементы И соединены с первым и вторым входами устройства, выход реверсивного счетчика соединен со входом30деп 1 ифратора, вход счетчика давлениячерез третий элемент И соединен стретьим входом устройства, первый выход счетчика давления непосредственно,(3а второй выход через последовательносоединенные буферный счетчик и шифраор соединены со входами схемы. сравнения выход которой через делительсоединен с входом счетчика результата.40Блок-схема устройства приведенана чертеже,Устройство содержит формирователь1 временных интервалов, элементы И2-4, дешифратор 5, реверсивный счетчик6, счетчик 7 давления, схему 8 сравне.ния, счетчик 9 результата, буферныйсчетчик 10, шифратор 11, делитель 12,Работа-устройства осуществляетсяциклически. Первым импульсом с формирователя 1 открывается элемент И 2и пропускает импульсы частотыпропорциональной перепаду давлениядР на диафрагме, на суммирующийвход реверсивного счетчика 6, За времяизмерения Ат в реверсивный счетчик6 запишется число импульсов.И 1, д 1. (а) 4/и с.1 н с н. пения погрешности дискретности вычисления кеда М менее О, Г при стандартном диапазоне частотыравном 2-4 кГн, достаточно выбрать время измерения 1 сех. Сигнал иа выходах денифратора 5 равен нулю только в том случае, если код и реверсивном счетчике 6 равен нупю Следовательно, с приходом первого ьмпупься вреверсивный счетчик 6 деиифратор 5 подготавливает элементы И 3 и 4, Импульсом окончания временного интеовапа Ь 1 закрывается элемент И 2 и открываются элементы 3 и 4. Через эпел.ент И 3 на вычитаюший вход реверсивного счетчика 6 поступают импульсы частоты 1, пропорциональной температуре газа, длительность интервала, в течение которого открыты элементы И 3 и 4, определяется временем считывания до нуля кода Й частотой 1 и равнаЕсли диапазон частотытакже равен 2-: 4 кГц, то максимальная длис 1тей,ность интервала до равна 2 д 1 =2 сек.В течение интервала д через элемент И 4 на вход счетчика 7 поступают импульсы частоты 2 процорцяоналЬной абсолютному давлению газа, Число импульсов, прошедших через элемент И 4lза время Ь 1 равно1 дт, - д. (4)23Таким образом, чтобы дпя указанного диапазона частот 1 2 и 3 обеспе чить точность множитепьно - депитепьной операции Яр = 0,1%, необходимо максимальное время измерения Т, = 3 .сек. Операция извлечения квадратного корня в устройстве осуцествпяется в течение интервала дследующим образом,Перед началом цикла счетчик 7, буферный счетчик 10 и счетчик О устанавливаются в нулевое состояние. Нулевой код буферного счетчика Щ с помошью шифратора 11 преобразуется во входной код йш схемы 8, которая осуществляет поразрядное сравнение кодов шифратора 11 и счетчика 7, По мере поступпения импульсов частоты 1 на счетчик 7 код И возрастает от нуля до величины И 2=2-, ,где-разрядность счетчика 7. В моменты времени, когда на обоих входах любого5 6,4633 разряда схемы 8 присутствуют логические единицы, на ее выходе генерируется импульс.За счет того, что со счетчика 7 на схему 8 поступает инверсный код, им пупьсы на выходе схемы 8 не совпадают во времени, 1 исло импульсов на выходе схемы 8 в пределах 0 М2 будет равно 2 2 а101=1я 1 дИ, 2 1 ч Й)где Йг - число импульсов на входесчетчика 7, с =о или 1-разрядиые коаффициенты кода Мш= ЕО,2на выходешифратора,- коэффициент линейного преобразования,Импульсом переполнения счетчика 7записывается единице в счетчик 10,Новое значение кода в .счетчике 10преобразуется щирвтором 1 1 в .новоезначение кода и . Теперь число импульсов на выходе схемы 8 будет воз- . 25растать пройорционально новому значению кода на выходе шифратора. Б,щ(8)где К - коэффициент линейного прегобразования. При дальнейшем увеличении кода Мг работа схемы повторяется. Таким образом, по мере увеличения55кода М 2 осушествпяется как бы кусочно-линейная аппроксимация зависимости,точность которой однозначно определяется выбранным числом участков аппроксимации. Так, например, дпя моделирования зависимости М= СЯ с точностью гп " 0,1% требуется 16участков вйпроксимации,Выходной код схемы 8 через делитель 12 записывается в счетчик 9,45Делитель 12 осуществляет приведениевыходного кода к именованным единицамрасхода.Таким образом, по окончании временного интервала в счетчик 9 записывается код1 2.эчисленно равный мгновенному расходугаза, 55 8 6Использование новых элементов и организация новых связей в изобретении выгодно отличает его от известного устройства, твк квк позволяет при одинаковой статической точности вычислений и без увеличения количества электронных элементов в схеме умень. - шить время вычисления мгновенногоВ 5расхода в 10 - 10 раз. Такое уменьшение времени вычисления приводит1к сушественному уменьшению динамической погрешности измерения мгновенного расхода газа. Формула изобретения Устройство дпя вычисления расходагаза, содержащее буферный счетчик,счетчик давления, схему сравнения,счетчик результата, делитель и формирователь временных интервалов, выходкоторого соединен с первыми входамипервого, второго и третьего элементовИ, вторые входы второго и третьегоэлементов И соединены с выходом дешифратора, от и и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамическойпогрешности, оно дополнительно содержит шифратор и реверсивный счетчик,причем суммирующий и вычитаюшийвходы реверсивного счетчика через первый и второй элементы И соединены спервым и вторым входами устройства,выход реверсивного счетчика соединенсо входом дешифратора, вход счетчикадавления через третий элемент И соединен с третьим входом устройства,первый выход счетчика давления непосредственно, а второй выход черезпоследовательно соединенные буферныйсчетчик и шифратор соединены со входами схемы сравнения, выход которойчерез делитель соединен с входом счетчика результата,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР646338 Составитель А. ЖереновРедактор С, Равва Техред И. Асталош Корректор Н, Петрик Филиал ПП атент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 113/39 ЦНИИПИ113035, Тираж 779 осударственного комитета но делам изобретений и осква, Ж, Раушская н