Расходомер

ОЮЗ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИЧЕСН 19 СПУБЛИ 9) Г 1/26 5) ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ.институтитутКотляров змерителььш поели в счет- очередного го числом ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛ(71) Львовский политехническиии Львовский лесотехнический инс(57) Изобретение относится к иной технике и позволяет уменгрешности измерения расхода. Ечике 8 к моменту окончанияимпульса измерения Т заданно постоянного запоминающего устройства 10 (ГЗУ), не станет больше числа, записанного в ПЗУ 11, то компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на левый выход кгпоца 15, что добавляетв счетчик адресов ПЗУ 8 и удлиняет время измерения. Если же время измерения, задаваемое ПЗУ 10, станет больше числа, записанного в ПЗУ 11, то комяаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на правый выход ключа 15. Это вызывает добавление к уже полученному числу в регистре 4 импульсов от преобразователя 16 кодов результатов аналого-цифрового преобразования. Г 1 осле подачи всех импульсов на информационпый выход преобразователь 16 кодов выдает импульс на его управляющий а выход, который перенесет результат в индикаторный регистр 5 Результат измерения фр массового расхода определяется по приве. Ъфф енной формуле 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения массового расхода жидкостей с помощью тахометрических датчиков объемного расхода, имеющих частотный выходной сигнал, и датчиков плотности.Цель изобретения -- уменьшение погрешности измерений массового расхода.На фиг.представлена структурная схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 кусочно-линейно аппроксимированная характеристика датчика расхода; на фиг. 3 - график для подсчета импульсов, поступающих от датчика расхода, третьим счетчиком.Расходомер содержит датчик 1 плотности, подключенный к входу аналого-цифроВого 11 рсобразователя (АЦП) 2, выходы которого подключены к входам сумматора 3 комбинационного типа, выходы которого подключены к входам регистра 4. Выходы последнсго ш 1 дключены к вторым входам суммат 1331 3 и входам индикатозного зегистра 5, выполненного совместно с устройстВом и 11 цикации Уп)авл 51 юций ВыхОд АЦП 2 подключен к входам усгановки В О регистра 4, первого 6, второго 7 и третьего 8 счстциков и первому входу триггера 9. ВыхоДы Второго счетчика 7 подключены к адресным Входам трех постоя 1 гных запоминающих сгройств 1 ПЗУ) 10 2. Выходы перво. го счетчика 6 и первого ПЗУ 10 подключены к первым и Вторым входам пер 1 зого ком 11 аратор 13 кодов, а выходы второго ПЗУ 11 и третьего счетчика 8 подключены к перВым Входам второго компаратора 14 кодов. Выходы компараторов 3 и 14 кодов подключены соответствснно к информационному и у 11 равляющему входам ключа 15.Один выход ключа 15 подключен к сцетному входу второго счетчика 7, а второй к управляющему Входу преобразователя 6 кодов и второму входу триггера 9. Информационный выход преобразователя 16 подключен к первому входу схемы ИЛИ7, и второму входу которой подкл 1 очен выход схемы И 18. К первому входу схемы И 18 и информационному входу третьего счетчика 8 подключен выход датчика 19 расхода, а к второму входу схемы И 18 и входу генератора 20 подключен выход триггера 9 управления. Выход генератора 20 подклюцен к информационному входу первого счетчика 6, выход схемы ИЛИ 17 подключен к входу Перенос регистра 4, а выход ПЗУ 12 - к входу преобразователя 16, управляющий выход которого подключен к входу Перенос индикаторного регистра 5.Импульс на управляюшем выходе АЦП появляется после окончания аналого-цифрового преобразования сигнала от датчика 1 плотности. Преобразователь 16 кодов преобразует входной двоичный код, поступаюший с выхода ЗУ 12, в унитарный код (число импульсов) на информационном выходе, подключенном к входу схемы ИЛИ 17, по сигналу, поданному на его управляющий вход с выхода ключа 15. Импульс на управляющем выходе преобразователя 16 появляется после окончания преобразования входного кода в число импульсов.В первое ПЗУ записаны числа МТ 1, 1 ЧТ 2 МТ 3 и т. д., определяемые по формулам)х)Т 1 - 1 хТ 2 - Т 1 хТз - Тз- -. 10 где 1 - частота кварцевого генератора 20; Т 1, Т 2 и Тз время измерения для каждого участка характеристики датчика расхода, 15 определяемое из условия получения результата (числа импульсов), пропорционального расходу, которое определяется по формуле 20 т, ";т,=Я 2 Я 1 11 - 1.1 ЬЯ 1 г - 1 Ь Яз - Яя (3 12) 1 Я где ЛЯ - требуемая разрешающая способность расходомера по объемному расходу; Я,Я 1,Я 2 Яз - ординаты (величины расхода) узлов кусоцно-линейно аппроксимированной характеристики датчика расхода; 1 12, Гз - абсциссы (частоты) узлов этойхарактеристики. 35 Во второе ПЗУ 11 записаны числа Х 1, % и х 3, определяемые по формулам ,ч 1= Г 1 Т 2 М 2 - Г 2 ТЗ) 3= 13 Т 4. В третье Г 1 ЗУ 12 записываются числа, равные начальным смешениям характеристики датчика на различных участках Я, ОВ 1, 40 Яо 2, Яоз," Эти числа определяются по формулам хЯМЯо 1 - 1 о 1 )х)р - о 45О хр О 1В предлагаемом расходомере процесс определения рабочего участка характеристики датчика расхода и измерение расхода совмешены. Происходит это следующим образом. Каждый цикл измерения начинается с измерения плотности. Сигнал с датчика 1 плотности поступает в АЦП 2, который по окончании измерения плотности выдает кодовое ее значение на первые входы сумматора 3 и вырабатывает команду на уста новку в 1 триггера 9 управления и на установку в О регистра 4 и счетчиков 6 - 8. Сигнал триггера 9 запускает кварцевый генератор 20 и открывает схем И 18 совпа5 О 15 20 дения. Импульсы генератора 20 начинают подсчитываться счетчиком 6, а импульсы латчика 19 расхода начинают подсчитываться счетчиком 9 от нулевого состояния. Одновременно импульсы датчика 9 начинают проходить через схему И 18 совпадения и схему ИЛИ 17 на вход Перенос регистра 4. Каждый такой импульс переносит в регистр код, образованный на выходе сумматора 3,Первый импульс Перенос после установки в 0 регистра 4 переносит в него код АЦП 2, так как на вторых входах сумматора 3 нули. К моменту прихода второго импульса Перенос на выходе сумматора 3 имеется удвоенный код АЦП 2, так как на первые его входы поступает код с выхо- дов АЦП, а на вторые -- тот же код с выхо дов регистра 4. После второго импульса Перенос удвоенный код с выходов АЦП 2 будет в регистре 4, а на входах сумматора 3 устанавливается утроенный код АЦП 2, который третьим импульсом Перенос переносится в регистр 4 и т. д. Таким образом, кажлыи импульс Перенос увеличивает содержимое регистра 4 ца число, имеющееся на выходах АЦП 2, т.е. на измеренную плотность,В это же время происходит подсчет импульсов от датчика 19 расхода счетчиком 8. При этом каждый импульс Перенос в регистр 4 соответствует одному добавлению 1 в счетч и к 8.Переключение времени измерения Ть Т, Т производится прямо в процессе определения результата измерения массового расхода. После установки счетчика 7 в нулевое состояние, т.е. перед началом измерения, на вторые входы компаратора 13 поступает число ИТь соответствующее самому короткому времени измерения, т.е. самому крутому участку характеристики частота - расход датчика расхода (фиг. 2), При этом на вторые входы компаратора 14 кодов поступает число Х; из ПЗУ 11, определенное таким образом, что если частота латчика расхода ниже Ь, за время Т число в счетчике 8 не достигает Х, а если вышеза время Т число в счетчике 8 становится выше числа Мз. Сигнал ца выходе компаратора 13 кодов появляется в момент окончания времени Т. Если к этому моменту компаратор 14 кодов зафиксирует превышение числа импульсов в счетчике 8 числа хз, сигнал с выхода компаратора 13 кодов направляется на правый (по схеме) выход ключа 15. Это означает, что датчик 19 расхода работает на самом крутом участке характеристики с минимальным требуемым временем измерения расхода Т. Импульс с выхода ключа 15 устанавливает в исходное состояние триггер 9 управления и запускает преобразователь 16 кода в число импульсов, который выдает Мз импульсов на вход Перенос регистра 4 через схему ИЛИ 17. Каждый из этих им 25 30 35 40 45 50 55 пульсов добавляет в регистр 4 по одному значению плотности, зафиксированному в АЦП. На этом процесс измерения заканчивается,Если в момент появления сигнала на выходе компаратора 13, т.е. в момент окончания времени Т (фиг. 3), число в счетчике 8 не достигает Мз, это означает, что частота датчика меньше 1 з, т.е. датчик расхода работает на участке характеристики не с самой высокой крутизной и, следовательно, не с минимальным требуемым временем измерения. В этом случае сигнал с выхода компаратора 13 кодов сигналом с выхода компаратора 14 кодов, поступающим на управляющий вход ключа 15, направляется на его левый (по схеме) выход. При этом происходит добавлениев счетчик 7, который является счетчиком адресов ПЗУ0 - 12.После этого на входы компаратора 13 с ПЗУ0 поступает число хТз, соответствующее времени измерения Ть ца входы компаратора 14 с выходов ПЗУчисло Х., равное числу импульсов, поступающих от датчика 19 за время Тз. Далее работа расходомера протекает аналогично описанному, т.е., если число в счетчике 8 к моменту окончания очерсдного времени измерения Тзаданного числом ПЗУ 10, не станет больше числа, записанного в ПЗУ 11, компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13, который появляется в момент окончания очередного врсменц измерения Тна левый (по схеме) выход ключа 15, что вызывает добавление 1 в счетчик адресов Г 13 У 8 и, следовательно, удлинение времени измерения (переход от времени измерения Т, на время Т, а также замену числа х) на число М 1;на входах компаратора 14 для сравнения с состоянием счетчика 8 в конце интервала Т;Если число в счетчике 8 до окончания очередного времени измерения, задаваемого ПЗУ О, становится больше числа, записанного в Г 13 У1, компаратор 14 направляет сигнал компаратора 3 кодов, который появляется в момент окончания очередного времени измерения Тна правый (по схеме) выход ключа 15. Это вызывает добавление к уже полученному числу в регистре 4 в ответ на п импульсов от преобразователя 16 кодов результатов аналогоцифрового преобразования, где и - число, поданное в этот момент с ПЗУ 12 на преобразователь 16 кодов, пропорциональное начальному смещению характеристики датчика расхода Я;. После подачи всех импульсов на информационный выход преобразователь 16 кодов выдает импульс на управляющий выход, который производит перенос результата в индикаторный регистр. Результат измерения массового расхода Я,: определя. ется по формулеЯ = (Т 1 1 )огде Т; - время счета на 1-м участке характеристики;в часто датчика расхода;Ь; - начальное смешение в единицахобъемного расхода, полученное путем пересечения прямой -го участка характеристики датчика расхода с осью ординат;р - плотность вещества, расход которого измеряется (код плотности получен на информационных выходах АЦП 2).формула изобретенияРасходомер, содержащий тахометрический датчик расхода и схему И, связанную с его выходом своим первым входом, триггер и кварцевый генератор, при этом выход триггера подключен к входу кварцевого генератора и второму входу схемы И, а также последовательно соединенные датчик плотности, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, регистр сумматора, выходы которого подключены к вторым входам сумматора,а управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу триггера, индикаторный регистр, соединенный своими входами с выходами регистра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений массового расхода, в него введены три счетчика, три постоянных запоминающих устройства, два компаратора кодов, преобразователь кодов, ключ и схема ИЛИ, причем выход генератора подключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого подключены к первым входам первого компаратора кодов, соединенного вторыми входами с выходами первого постоянного запоминающего уройства, выход первого компаратора кодов подключен к информационному входу ключа, соединенного своим управляющим входом с выходом второго компаратора кодов, к первым вхо О дам которого подключены выходы второгопостоянного запоминающего устройства, а к вторым - выходы третьего счетчика, соединенного своим счетным входом с выходом датчика расхода, при этом вьход схемы 15И подключен к входу Перенос регистра через схему ИЛИ, соединенную своим вторым входом с выходом преобразователя кодов, к информационным входам которого подключены выходы третьего постоянного запоминающего устройства, при этом к 2 О управляющему входу преобразователя кодови второму входу триггера подключен первый выход ключа, а управляющий выход преобразователя кодов - к входу Перенос индикаторного регистра, соединенного своими информационными входами с выходами регистра, при этом управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входам установки в О счетчиков и регистра, второй выход ключа соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого подключены к адресным входам первого, второго и третьего постоянных запоминающих устройств.Редактор А. ШишЗаказ 7176/36ВНИИПИ Госуда113Производственно Соста ина Техр Тира ственного комитет 35, Москва, Ж -полиграфическоевитедь Л. Донед И. Верееж 690а СССР по л35, Ра шскапредприятие дошанский Корректор О. Луговая Подписное зам изобретений и открытий наб., л. 4/5