Сигнализатор расхода

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. 6 01 Г 1/00 1 ооударстееиый комитет СССР оо делан изооретеиий к открытий(5 Й) СИГНАЛИЗАТОР РАСХОДА Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовано для сигнализации и измерения расходов жидкостей и газов.Известны сигнализаторы, сравнивающие измеряемый параметр с уставкой и выдающие на выходе сигнал о превышении или понижении измеряемого параметра относительно уставки.Наиболее близким к предлагаемому является сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, частота сигнала, которого пропорциональна значениям расхода, и вторичную схему, содержащую измерительный преобразователь, схему уставки, сравнивающее устройство и выходное устройство. Измерительный преобразователь представляет собой счет" чик электрических импульсов, который суммирует колебания измеряемого сигнала, поступающие от первичного преобразователя расхода, Схема уставки содержит генератор опорной частоты,которая плавно изменяется отдо 50 Гц и счетчика электрических импульсов, который считает колебания с генератора, В качестве сравнивающего устройства применен триггер с раздельными входами, которым управляют по разным входам выходными импульсами от обоих счетчиков. Если счетчик измерительного преобразователя заполняется первым, то триггер устанавливается в первое устойчивое положение, а если сначала заполнится схема счетчика уставки, то триггер устанавливается в другое устойчивое положе.ние. Заполнение одного из счетчиков сбрасывает на нуль оба счетчика,не изменяя состояния триггера. В первом устойчивом состоянии триггер включае выходное реле. Уставка задается изменением частоты генератора опорной частоты 3.Случайные кратковременные срывы пограничного слоя в местных сопротив лениях технологическогО трубопровода9322создаютна выходе первицного преобразователя расхода кратковременныйсигнал, соответствующий локальномурезкому увеличению значений расхода,что в свою очередь вызовет кратковременное срабатывание сигнализатора наповышение с возвратом в исходное состояние после прекращения действия помех.В процессе измерения может наблю Одаться кратковременный разрыв сплошности потока жидкости через первичныйпреобразователь расхода за счет включения газовых пузырей или других инородных Сред, что вызовет исчезновение 15сигнала на это время, Сигнализаторсработает на понижение, с последующим восстановлением состояНИя,Если поток жидкости перекачиваютпоршневым насосом, мгновенное значение скорости потока через первичныйпреобразователь будет периодическиизменяться с большой глубиной пульсации. Если среднее значение скорости,потока соответствует области устав- дки, то укаэанные пульсации скоростипотока будут создавать периодическиесрабатывания и отпускания сигнализатора,Описанные ситуации воспринимаютсясистемой управления, получающей информацию от сигнализатора, как лонные срабатывания, так как среднеезначение установившегося расхода остается неизменным в пределах погрешности измерения,Цель изобретения - повьшение помехозащищенности путем устранениянедостатков,Поставленная цель достигается тем,40что в сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, счетчик, схему сравнения, схему уставки, ВБ триггер и выходное реле введены включенная между выходомпервичного преобразователя и входом45счетчика схема защиты от воздействиявысокочастотной модуляции скоростиконтролируемого потока, содержащаяключ, конденсатор, два резистора икомпаратор, прицем клюц шунтируетконденсатор, оба они подключены к одному из входов компаратора, второйвход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения;схема защиты от воздействия низкочастотных модуляций скорости контролируемого потока, содержащая элементы ИЛИи И, резистор, интегрирующий усилитель 38 4с конденсатором и шунтирующим их клюцем, компаратор с источником опорногонапряжения, причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору,выход которого подключен к одному извходов элемента ИЛИ и к одному из входов элемента И, выход элемента ИЛИподключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходусхемы сравнения, а выход элемента Ико второму входу В 5 триггера; и схема защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока,содержащая источник опорного напряжения,два резистора и ключ, причемрезисторы через ключ подключены кодному из входов схемы уставки, к этому же ключу подключен выход В 5 триггера.На чертеже показана блок-схема,сигнализатора расхода,Сигнализатор содержит первицныйпреобразователь 1 расхода, схему 2защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, которая в свою очередьсодержит ключ 2,1, конденсатор 2,2,резисторы 2.3 и 2,4, а также компа,ратор 2.5 и истоцник опорного напрянения 2,6, счетчик 3, схему 4 устав-,ки, схему 5 защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемогопотока, имеющую переключатель 5.1,два резистора 5.2 и 5,3 и источник5.4 опорного напряжения, сравнивающее устройство 6, схему 7 защиты отвоздействия низкочастотных модуляций, которая содержит элемент ИЛИ 7.1,резистор 7.2, интегрирующий усилитель7 3 с конденсатором 7.4 и шунтирую=щим клюцем 7.5, компаратор 7,6, элемент И 7.7 и источник опорного напряжения 7.8. триггер 8 с раздельными вхо )дами и выходное реле 9.Сигнализатор работает следующимобразом.Выходной импульсный сигнал первичного преобразователя расхода 1 поступает на вход ключа 2.1, шунтирующегоконденсатор 2.2, и размыкает его навремя длительности импульса, За этовремя конденсатор 2.2 заряжается отисточника 2,6 опорного напряжениячерез резистор 2.3, Конденсатор 2,2подключен к входу компаратора 2.5,если напряжение на конденсаторе успеет возрасти до уровня, превышающего опорное напряжение на втором входекомпаратора 2.2, то последний сраба5 9322 тывает и формирует на выходе импульс, длительность которого зависит от длительности входного импульса. Прекращение входного импульса замыкает ключ 2.1, разряжает конденсатор 2.2 и возвращает компаратор 2.5 и исходное состояние, При попадании на вход схемы 2 импульса с длительностью, меньшей заранее заданной величины, конденсатор не успевает зарядиться до 1 О необходимого уровня, компаратор не срабатывает и импульс не проходит в следующие каскады схемы, цто позволяет защитить сигнализатор от случайных высокочастотных помех. Выход 15 схемы 2 соединен со счетчиком 3, который суммирует импульсы сигнала, полученные от первичного преобразователя расхода и прошедшие через схему 2, формируя временной интервал, 2 О пропорциональный периоду сигнала, Выходной сигнал от счетчика 3 поступает в схему б сравнения и одновременно запускает схему 4 уставки, которая в ответ на запускающий импульс д выдает сигнал эталонной длительности, соответствующий заданной величине расхода, поступающий также в схему сравнения. Сигнал на выходе схемы 6 сравнения, равный разности длительностей эталонного и измеренного импульсов, попадает на вход 5 В 5-триггера 8, который управляет срабатыванием выходного реле 9 Схема 6 сравнения выдает разностный импульс только в том слуцае, когда измеренный импульс по своей длительности больше, чем эталонный импульс уставки. В противном случае выходной импульс схемы 6 не появляется. Одновременно схема 6 сравнения управляет работой схемы 7, которая при отсутствии сигнала от схемы сравнения вырабатывает импульсы, устанавливающий выходной триггер 8 в нулевое положение и защищает сигнализатор от ложных срабатываний при кратковременном пропадании сигнала, вызванного, например, нарушением сплошности потока. Выходной импульс схемы сравнения ус 50 танавлиаает триггер 8 в положение "единица" и одновременно на время действия импульса запирает элемент И 7.7, а также через элемент ИЛИ 7.1 закрывает ключ 7 5, шунтирующий усилитель 7.3 и разряжает конденса55 тор 7.4, В результате полностью исключается возможность появления и прохождения импульса, устанавливаю 38 6щего триггер 8 в положение "ноль".Когда действие разностного импульсаот схемы 6 сравнения заканчивается,схема ИЛИ 7.1 открывает ключ 7.5 и начинает линейный заряд конденсатора7,4 усилителя 7.3, Постоянную времени интегрирующих цепей усилителя7.3 выбирают в несколько раз большепериода следования импульсов сигнала от схемы 6 сравнения, поэтому конденсатор 7.4 не успевает зарядиться ис приходом очередного импульса сигнала разряжается. При таком режиме работы схемь 1 триггер 8 остается в положении "единица". Длительное отсутствие импульсов сигнала на выходесхемы 6 указывает на то, цто значение расхода через первичный преобра-зователь расхода меньше величины уставки. В этом случае напряжение навыходе интегрирующего усилителя 7,3превышает опорное напряжение компаратора 7.6 и вызывает его срабатывание. Полученный импульс через открытый элемент И 7.7 устанавливаеттриггер 8 в нулевое положение. Процесс при отсутствии импульсов сигнала будет продолжаться с частотой,определяемой времязадающими цепямиинтегрирующего усилителя 7.3 до техпор, пока не появятся импульсы сигнала, Пропадание сигнала на время, меньшее времени релаксации схемы 7, несоздает на выходе сигнализатора срабатывание в нулевое положение, цтоопределяет помехоустойчивость схемы.Изменяя постоянную времени интегрирующих цепей усилителя 7.3 задают вре,мя, в течение которого случайное пропадание импульсов сигнала не создаетна выходе схемы 7 импульсов сбросана ноль выходного устройства сигнализатора, цто предохраняет схему отложных срабатываний,В описываемой схеме сигнализатора предусмотрена возможность устанавливать точки срабатывания и отпускания отличными друг от друга,причем эту разницу выбирают большей,цем размах возможных периодицескихпульсаций скорости потока. Для этойцели схеме 4 уставки задают при помощи ключа 5.1 два уровня опорныхнапряжений, которые устанавливаютдве длительности эталонного импульса на входе схемы 4, При срабатывании сигнализатора длительность сигнала сравнивают с этапонным импульсом меньшей длительности, а при от.пускании сравнение осуществляют с эталонным импульсом большей длительности. Разница эта тем больше,чем больше необходимо установить гистерезис срабатывания сигнализатора. Опорные напряжения задают двумя последовательно включенными резисторами 5.2 и 5.3, а переключения ключа 5.1 осуществляют выходным напряжением триггера 8. 1 ОПредлагаемое устройство имеет повышенную помехоустойчивость, улучшает эксплуатационные характеристики и создает удобства в работе.15 Формула изобретенияжСигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода :о счетчиком на выходе, схему сравнения, схему уставки, Ю-триггер и выходное реле, причем выход счетчика подключен к схеме уставки и к одному из входов схемы сравнения, выход схемы уставки подключен к второму входу схемы сравнения, к выходу которой подключен один из входов ЙЬ-триггера, выходное реле подключено к выходу Й-триггера, о т л и ч а ю щ и й-в с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены: включенная между выходом первичного преобразователя и входом счетчика схема защиты от воздействия высокозз частотной модуляции скорости контролируемого потока, содержащая ключ,конденсатор, два резистора и компаратор, причем ключ шунтирует конденсатор, оба они подключены к одному из входов компаратора, второйвход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения; схема защиты от воздействиянизкочастотных модуляций скоростиконтролируемого потока, содержащаяэлементы ИЛИ и И, резистор, интегрирующий усилитель с конденсатороми шунтирующим их ключом, компараторс источником опорного напряжения,причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору, выходкоторого подключен к одному из входовэлемента ИЛИ и к одному из входовэлемента И, выход элемента ИЛИ подключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходу схемы сравнения, а выход элемента И квторому входу Й 5-триггера; схемазащиты от воздействия периодическихпульсаций контролируемого потока, содержащая источник опорного напряжения, два резистора и ключ, причемрезисторы через ключ подключены кодному из входов схемы уставки, кэтому же ключу подключен выход Й 5 триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ Ю 2627129кл, 6 О 1 0 4/1 О, 1976,932238 Составитель Т,ЗвенигородскаяТехред Ж, Кастелевич Корректор Н.Сте актор Е.Лущникова одписно ака пиал ППП "Патент", г, Ужгород,оектная,742/56 Ти ВНИИПИ Государс по делам изо 13035, Москва, Жаж 671 венного к ретений иРаушска итета СССРткрытийнаб., д. 4