Объемно-массовый расходомер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистнческикРеслублнк(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09.11.78(21) 2685348/18-10с присоединением заявки МоР 1 М К з С 01 Г 1/00 Государственный комитет С С С Р по делам изобретений и открытий(088,8) П. И. Маненьков, Б. Г, Боцманов, В, А. Фи атоК.и В, Б. Смоленский1.Казахский государственный научно-исследо, елЪскийи проектный институт нефтяной промьп 1 ленности(54) ОБЪЕМНО-МАССОВЫЙ РАСХОДОМЕР Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в области информационно-измерительной техники, в частности для создания систем автоматического контроля массового и объемного расхода жиЛкостей, газов и газожилкостных смесей.Йзвестны расхоломеры, принцип действия которых основан на создании в потоке лополнительных движений и измерении инерционных усилий потока 1 .Известно устройство, которое содержит датчик расхода, Формирователь, триггер, генератор импульсов, вентили, вычислитель мгновенного значения массового расхола 2 1.Недостатком известного устройства является то, что предполагается, что массовый расход (выходная величина вычислителя) прямо пропорционален разности временных интервалов между сигналами с ведущей и ведомой крыльчаток датчика расхода,.хотя Функциональная зависимость массового расхода от разности временных интервалов является нелинейной даже в том случае, когда поток представляет собой однофаэную срелу, В том слу тле, когда поток представляет собой гаэожидкостную смесь, Функциональная зависимость массового расхода от разности временных интервалов становитсясущественно нелинейной,Недостатком известного устройстваявляется также невозможность вычисления объемного расхода, так как данное устройство не позволяет однозначно определить плотность и скоростьпотока, которые являются по отношению друг к другу мультипликативнымипомехами,Цель изобретения - повышение точности и расширение Функциональныхвозможностей.Поставленная цель достигается тем,что в расходомер введены два одновибратора, триггер, сравнивающееустройство, два интегратора, два управляемых ключа, два преобразователя напряжения в частоту, делительное.устройство и .счетчик импульсов, причем выход генератора импульсов черезпоследовательно соединенные первый25 одновибратор, сравнивающее устройство, первый ключ, первый интегратор,первый преобразователь напряженияв частоту и вторую схему И подключенк первому счетчику импульсов, а через последовательно соединенныс вто 996868рой интегратор, делительное устройство, второй преобразователь напряжения в частоту и третью схему И к второму счетчику импульсов, вход первого преобразователя напряжения в частоту через второй ключ и датчик расхода соединен с первым триггером, первый выход которого через второй одновибратор подключен к второму входу третьей схемы И, а второй выход - к второму входу второй схемы И, второму входу второго интегратора и к входу второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а через первую схему И с управляющим входом первого ключа, при этом установочные входы триггеров и второй .вход первой схемы И подключены к выходу первого однонибратора.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие его работуОбъемно-массовый расходомер содержит генератор импульсов 1, первый однонибратор 2, первый и второй триг геры 3 и 4, сравнивающее устройство 5, первый интегратор 6, первую схему И 7 и первый управляемый ключ 8, датчик расхода 9, второй управляемый ключ 10, первый преобразователь на пряжения в частоту следования импуль.сов (ПНЧ) 11, вторую схему И 12, первый счетчик 13 и второй интегратор 14, делительное устройство 15, второй преобразователь напряжения в 35 частоту следования импульсов 16, второй одновибратор 17, третью схему И 18 и второй счетчик импульсов 19,Устройство работает следующим образом. 40Импульс с генератора 1 поступает на вход одновибратора 2 и запускает его своим передним фронтом. Импульс одновибратора 2 дает разрешение на работу триггеров 3 и 4, так как поступает на их входы установки н "0". В момент появления импульса на выхо. де одновибратора 2 срабатывает сравнивающее устройстно 5 и выходное напряжение интегратора 6 начинает уменьшаться до тех пор, пока управляемый ключ 8 замкнут. Когда заканчивается импульс на выходе схемы И 7, а это свидетельствует о появлении информационного импульса на выходе датчика расхода 9, ключ 8 размыкается, т.е. пластина датчика 9 чуть сдвигается с места в направлении движения потока среды. Этот момент характеризуется равенством электромагнитной силы, удерживающей 60 пластину, силе гидродинамического напора потока. Выходное напряжение интегратора 6, которое все время поступает на вход ключа 10 и вход ПНЧ 11, запоминается, ток н катушке 65 электромагнита датчика 9 падает до нуля (так как ключ 10 размыкается), и пластина продолжает свое движение по направлению потока при отключенной тяге (которая включится только после окончания работы одновибратора 2), На вход триггера 3 поступает информационный импульс, характеризующий время прохода пластиной зоны. действия чувствительного элемента, например геркона, при своем движении под действием только силы гидродинамического напора по направлению потока среды. Так как выходная частотаПНЧ 11 пропорциональна запомненному значению напряжения интегратора 6, которое в свою очередь пропорционально силе гидродинамического напора потока среди рч 2(рч - соответственно, плотность и скорость среды), а время движения пластины в зоне действиячувствительного элемента пропорциональ1но - то на выходе схемы И 12 количчестно импульсов, поступившее на счетчик 13, будет пропорционально массовому расходуТак как выходное напряжение интегратора 14 пропорционально длительности информационного импульса и запоминается после окончания этого импульса, то после дели 1тельного устройства 15 типа - выходчная частота ПНЧ 16 пропорциональная скорости среды, а значит, и объемному расходу, т,е, количеству импульсов, поступившему со схемы И 18 на счетчик 19. Импульсом генератора 1 "обнуляется" интегратор 14, После окончания работы одновибратора 2 ключ10 замыкается и ток в катушке электромагнита датчика расхода 9 постепенно возрастает до максимального значения, При этом пластина возвращаетсяобратно против потока среды, проходязону действия чувствительного элемента. При этом с датчика расхода 9 поступает информационный импульс, но устройство на него не реагирует, таккак на входах установки в "0" триггеров 3 и 4 - уровень напряжения, за-. прещающий им переключаться. Так как возможна регулировка длительностиимпульса одновибратора 17, постоянныхвремени интеграторов 6 и 14, а также частотных диапазонов ПНЧ 11 и 16, тоследовательно возможно тариронаниеустройства (в широких пределах) какпо объемному, так и по массовому расходу.Формула изобретенияОбъемно-массовый расходомер, содержащий датчик расхода, триггер, генератор импульсов, три схемы И и счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности ирасширения функциональных возможностей, в него введены два одновибратора, триггер, сравнивающее устройство,два интегратора, два управляемых ключа, два преобразователя напряженияв частоту, делительное устройство исчетчик импульсов, причем выход генератора импульсов через последовательно соединенные первый одновибратор,сравнивающее устройство, первый ключ,первый преобразователь напряженияв частоту и вторую схему И подключенк первому счетчику импульсов, а че-,рез последовательно соединенные второй интегратор, делительное устройство, второй преобразователь напряжения в частоту и третью схему Ик второму счетчику импульсов, входпервого преобразователя напряженияв частоту через второй клюц и датчик расхода соединен с первым триггером, первый выход которого через второй одновибратор подключен к второму входу третьей схемы И, а второй выход - к второму входу второй схемы И, второму входу второго интегратора и к входу второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а,через первую схему И с управляющим входом первого ключа, 10 при этом установочные входы триггеров и второй вход первой схемы И под- ключены к выходу гервого одновибратора 15. Источникиинформации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 459674, кл. С 01 Г 1/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 20 Р 481772, кл. С 01 Г 1/00, 1975 (прототип)..ла Закэ писное илиэл ПЛ 11 "11 аент", г. Ужгород, ул, Проекти.1.8/58 ВНИИПИ Государст по делам ивобр 13035, Москва, Ж ираж 641енного комитета СССРтений и открытий5, Рауиская наб., д.