Расходомер

(5 т)М. Ил. 6 01 Р 1/86 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытиИ(54) РАСХОДОМЕР Изобретениеотносится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей с помощью тахометрических датчиков .расхода, имеющих частотныйвыходной сигнал,Известен расходомер 1, имеющий в своем составе датчик расхода,датчик плотности и схему умножения,Известен также расходомер 2, содержащий соединенные последовательно кварцевый генератор частоты, задатчик времени измерения, триггер управления, блок совпадения, сумматор, счетчик, регистр и индикатор. Цыход триггера соединен с входом кварцевого генератора частоты и через шифратор - со вторым входом счетчика. Датчик плотности соединен со вторым входом сумматора через кодовый преобразователь, второй выход которого соединен со вторым входом триггера, а датчик расхода связан со вторым входом блока совпадения. Выход регистра через много- предельный цифровой дискриминатор соединен со вторым входом задатчикв времени измерения. Дацный расходомер наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигае.мым результатам.В этом расходомере весь диапазон, охватываемый датчиком расхода,делится на заданное количество пределов, каждому иэ которых соответствует заранее установленное время измерения, численно равное тангенсуугла наклона характеристики датчикарасхода благодаря чему снижаетсяспогрешность от нелинейности его характеристики. Переключение пределовизмерения осуществляется цифровыммногопредельным дискриминаторомпосле сравнения выдаваемого регистром кода, соответствующего величинеизмеряемого расхода, с заранее установленными границами пределов.Недостатком такого расходомераявляется то, что переключение пределов измерения,происходит по окончании цикла иэмеЬения с некоторымзапаздыванием, равным длительностиодного измерения. В случае измерения величины расхода первое измерение, проведенное после этого изменения, оказывается неточным, таккак дискриминатбр переключает прецел измерения только после оконча- ЗО ния цикла измерения. Поэтому полу5 1 О 15 20 25 3 О чать достоверные результаты можно только после проведения второго цикла измерения.Кроме того, в данном расходомере аппроксимация нелинейной характеристики датчика расхода производится отрезками прямых линий, которые имеют одинаковую уставку (одинаковое смещение относительно начала координат графика зависимости расход-частота выходного сигнала), а различаются только тангенсом угла наклона. В этом случае для достижения высокой точности измерения датчиков расхода, нелинейность характеристики которых значительна, аппроксимацию необходимо производить большим количеством прямолинейных отрезков, что требует деления характеристики датчика расхода на большое количество пределов, Это вызывает усложнение конструкции цифрового многопредельного дискриминатора и задатчика времени измерения.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно - повышение быстродействия системы измерения и сокращение количества пределов в диапазоне измерения датчика для аппроксимации его нелинейной характеристики, т.е. упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что предлагаемый расходомер снабжен измерителем частоты, включенным между выходом датчика расхода и входом многопредельного дискриминатора, а к выходу многопредельного дискриминатора подключен второй вход шифратора.На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого расходомера; на фиг.2- график зависимости частоты выходного сигнала датчика расхода от величины измеряемого расхода реализуемой в предложенном расходомере.Расходомер содержит соединенные последовательно кварцевый генератор 1 частоты, задатчик 2 времени измерения, триггер 3 управления, блок 4 соединения, сумматор 5, счетчик б, регистр 7, индикатор 8. Датчик 9 плотности соединен с сумматором 5 через кодовый преобразователь 10, второй выход которого связан со вторым входом триггера 3 управления, причем выход триггера 3 соединен со входом кварцевого генератора 1 и через шифратор 11 - со вторым входом счетчика б, а датчик 12 расхода подключен ко второму входу блока 4 соединения и измерителю 13 частоты, связанному с цифровым многопредельным дискриминатором 14, выход которого соединен со вторыми входами задатчика 2 времени измерения и шифратора 11. Датчик 12 расхода вы 1 полнен в виде осевой турбины. Расходомер работает следующимбразом,Каждый цикл измерения начинаетсяс измерения плотности и частотыследования сигналов от датчика расхода 12 . По окончании измерениячастоты измеритель 13 частоты передает ее кодовое значение на цифровой многопредельный дискриминатор 14.В цифровом многопредельном дискриминаторе 14 весь диапазон измерения,охватываемый датчиком 12 расхода,делится в зависимости от необходимойточности измерения на заданное количество пределов, причем каждому пределу измерения соответствует заранееустановленное время измерения, задаваемое эадатчиком 2 времени измерения, и установка, задаваемая шифратором 11.При поступлении от измерителя 13кода частоты, соответствующего величине измеряемого расхода, дискриминатор 14 сравнивает поступивший кодс ближайшими по значению границамипределов, на которые делится диапазон измерения датчика расхода. В зависимости от предела измерения, вкотором находится значение частотыдатчика расхода, дискриминатор 14выдает команду на сохранение или переключение времени измерения в задатчике 2 времени измерения и уставки вшифраторе 11. Одновременно сигналдатчика 9 плотности поступает в кодовый преобразователь 10,который поокончании измерения плотности выдаеткодовое ее значение на вход сумматора 5 и вырабатывает команду на запусктриггера 3 управления. Сигнал триггера 3 запускает кварцевый генератор 1 частоты, открывает блок 4 совпадения и через шифратор 11 записываетв счетчик б код, несущий информациюоб установке, соответствующей выбранному дискриминатором 14 пределу измерения.Кварцевый генератор 1 частоты выдает импульсы на вход задатчика 2 времени измерения, который формирует временной интервал, установленный дискриминатором 14. В сумматоре 5 происходит суммирование значений плотностиот кодового преобразователя 11 столькораз, сколько импульсов пройдет черезблок 4-совпадения от датчика 12 расхода, при этом сигналы переноса поступают в счетчик б импульсов. Поокончании времени измерения по команде с эадатчика 2 триггер 3 управлениявозвращается в исходное состояние, иблок 4 совпадения закрывается, Циклизмерения заканчивается, а значениемассового расхода записывается врегистр 7 и высвечивается на индикаторе 8.Измеренный массовый расход вычисляется по формулей, =И;у;, 73 где Й - частота выходного сигналадатчика расхода;время измерения, задаваемоезадатчиком 2, численноравное тангенсу угла наклона харакреристики датчикарасхода в 1-щ пределе измерения, установленном дискриминатором;плотность жидкости;Ь; - уставка, задаваемая шифратором 11, численно равнаявеличине смещения характеристики датчика расходаотносительно начала координат в 1-в пределе, установленном дискриминатором.На графике (фиг.2) линия 1 соответствует фактической зависимости между частотой Й выходного сигнала датчика расхода и измеряемым расходом 0 . Отрезками 11 и 111 изображена линеаризованная характеристика датчика, т.е. диапазон измерения разбит на заданное количество пределов, например, на два, причем каждому пределу соответствуют уставки Ь,Ь и время измерения 1,1 . Значения б и б Соответствуют йогрешностям измерейия в каждом пределе.Формула изобретенияРасходомер, содержащий датчик расхода, датчик плотности, соединенные 12966последовательно кварцевый генератор частоты, задатчик времени измерения, григгер управления, блок совпадения, сумматор, счетчик, регистр и индикатор, причем датчик плотности соединен 5с сумматором через кодовый преобразователь, второй выход которого соединен со вторым входом триггера управления, выход триггера управления связан со входом кварцевого генератора и через шифратор - со вторым входом счетчика, датчик расхода подключен ко второму входу блока совпадения, а ко второму входу задатчика времени подсоединен выход многопредельного дискриминатора, о т л и ч а ющ и й с я 15 тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения схемы, он снабжен измерителем частоты, включенным между выходом датчика расхода и вхоцом многопредельного дискриминатора, 2 О а к выходу многопредельного дискриминатора подключен второй вход шифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 426149, кл. С 01 Р 1/56, 1971.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2515770/10,кл. С 01 Р 1/86, 1977.т. М ы 73129 б Составитель Т.Звенигородскаактор Н.Хубларова Техред Ж.Кастелевич" орректор М. Кост Подписн лиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,аз 2875/44 Тираж 801 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам иэобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская н