Устройство для измерения количества тепла Советский патент 1984 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к тепловым измерениям, а именно к устройствам для измерения количества тепла, пер носимого теплоносителем в системах теплоснабжения. Известно устройство для измерени количества тепла, содержащее расход мер, измеритель разности температур и множительное устройство С1 . Одяако в данном устройстве не учитывается изменение плотности и удельной энтальпии теплоносителя, ч не позволяет измерять количество теп ла с высокой точностью. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения количества тепла, содержащее расходомер, мосто вую схему, состоящую из двух параллельно включенных цепей, точки соединения которых,являющиеся выходной диагональ, мостовой схемы, подключены к входу время-импульсного преобразователя, при этом первая цепь включает в себя последовательно соединенные термопреобразователь сопротивления прямого потока теплоносителя, первый и второй резисторы а вторая цепь - последовательно соединенные третий резистор, термопреобразователь сопротивления обратного потока теплоносителя и четвертый резистор, первый ключ, управляющий- вход которого соединен с первым выходом время-импульсного преобразователя, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого подключен к nepBQMy выходу источника тока, а выход - к точке соединения первого и второго резисторов, пятый резистор t2 J. Недостатком известного устройстг ва является то, что его чувствительность пропорциональна величине расхода теплоносителя, из-за чего невоз можно обеспечить необходимую точност измерения при малых расходах теплоно сителя, когда мост питается соответственно -уменьшенным током. Цель изобретения - повьппение чувствительности и точности измерения при малых расходах теплоносителя. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения количества ..тепла, содержащее расходомер, мостовую схему, состоящую из двух параллельно включенных цепей, точки соединения которых, являющиеся выходной диагональю мостовой схемы, подключены к входу времяимпульсного преобразователя, при этом первая цепь включает в себя последовательно соединенные термопреобразователь сопротивления прямого потока теплоносителя,- первый и второй резисторы, а вторая цепь последовательно соединенные третий резистор, термопреобразователь сопротивления обратного потока теплоносителя и четвертый резистор, первый ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом время-импульсного преобразователя, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого подключен к первому выходу источника тока, а выход - к точке соединения первого р второго резисторов, пятый резистор, введены блок сопряжения, третий и четвертый ключи, управлякяцие входы которых соответственно соединены с первьау и вторым выходами время-импульсного преобразователя, а входы - соответственно с входами второго и первого ключей, при этом выход третьего ключа подключен к точке соединения термопреобразователя сопротивления обратного потока и четвертого резистора, последовательно с которым во вторую цепь включен пятый резистор, причем точка соединения четвертого и пятого резисторов подключена к выходу четвертого ключа, вход которого соединен с вторым выходом источника тока, выход первого ключа соединен с точкой соединения термопреобразователя сопротивления прямого по,тока и первого резистора, а выход расходомера через блок сопряжения подключен к управляющему входу время-импульсного преобразователя. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит расходомер 1, мостовую схему, состоящую из двух цепей, первая из которых включает в себя термопреазВразователь 2 сопротивления прямого потока теплоносителя, первый и второй резисторы 3 и 4 а вторая цепь включает в себя термопреобразователь 5 сопротивления обратного потока теплоносителя, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 резисторы, первьй ключ 9, источник 10 тока, второй ключ 11, время-импульсный преобразователь (ВИЛ) двойного интегрирования, включшощий в себя интегратор 12, компаратор 13, блок Т4 управления, генератор 15 опорной частоты, вентильную схему 16 и счетчик 17 импульсов, третий ключ 18, четвертый ключ 19 и блок 20 сопряжения . Устройство работает следующим образом. I Сигнал, поступающий от расходомеpa 1, трансформируется блоком 20 сопряжения в импульс запуска цикла преобразования. При поступлении этого импульса на управляющий вход .блока 14 управления на его первом выходе (вых.1) появляется управляющий сигнал 1, который переводит ключи 9 и 18 во включенное состояние. С этого момента начинается первый такт преобразования, в течение которого источник 10 тока подклю чен к точкам в и г мостовой схемы. Напряжение с выходной диагонали мос товой схемы (трчки л,5 ). поступает на интегратор 12 и напряжение на его выходе возрастает. Длительность перт вого такта интегрирования Т задается блоком управления По окончании пер-вого такта по сигналу с блока управления ключи 9 и 18 переходят в выкл ченное состояние, а ключи 11 и 19 во включенное. С этого момента начинается второй такт преобразования длительностью t, в течение которого источник 10 тока подключен к точкам див мостовой схемы. Это вызывает разряд интегратора. напряжение на выходе интегратора достигнет начального уровня, срабатьшает компа ратор 13, по сигналу которого блок управления переводит ключи 11 и 19 в отключенное состояние. Второй такт закончен. В течение второго такта сигналом с выхода блока управления открывается вентильная схема 16, и на счетчик 17 поступает серия импуль сов от генератора 15. Цикл преобразования закончен. Устройство находит ся в ждущем режиме до постзтления следукщего импульса с блока сопряжения. Полярность подключения источ-г ника тока в первом и втором тактах, а та.кже величины резисторов мостовой схемы так, что длительность второго такта вьфажается зависимость (Ч-) R. -«/R. т, (Я 4Vh где R и RI, - сопротивление термопре2 образователей 2 и 5 сопротивления соответствен но; a,b,c,dиK- постоянные коэффициенты, величины которых зависят от величин сопротивлений IL,R, R,R7 и Rg резисторов 3,4,6,7 и 8 соответственно- Rfc Rr d RJ ТГ где т - длительность первого такта интегрирования. Конкретные эначения этих коэффициентов зависят от типа передаточной характеристики расходомера (линейная или квадратичная) и градуировок термопреобразователей сопротивления и определяется расчетни путем. Например, для расходомера переменного перепада давления (квадратичная характеристика) с платиновым термопреобразоЕлтелем сопротивления в прямом потоке и медньи в обратном потоке с начальник сопротивлением 100 Ом выражение (1) должно быть следукйцим:, R. -0,9055/Rx +-(1,084 1 V a(Rt/« |-Pt5 ЛлЛЛ I Методическая погрешность вьражения (1) по отношению к действительной тепловой мощности (с учетом плотности, удельной энталыши) в диапазонах температур прямого потока 60-150 с, обратного 30-70 С и при перепаде 20-100 С при соответствующем подборе коэф4 1циентов (2) не превыпает ±0,25%, Следовательно, .длительность t и,соот ветственно, число импульсов N, / t, поступивщих на счетчик за один цикл преобразования, пропорциональны тепловой монщости. Так как частота следования серий пропорциональна расходу теплоносителя, то число импульсов N ZNj(, зарегистрированных счетчиком за определенный промежуток времени Jt,пропорционально количеству тепла. Функция блока сопряжения заключается в нормировании выходного сигнала расходомера, например, если выходной сигнал расходомера аналоговый в виде тока (напряжения), то блоком сопряжения является преобразователь ток

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА, содержащее расходомер, мостовую схему, состоящую из двух параллельно включенных цепей, точки соединения которых, являнициеся выходной диагональю мостовой схемы, подключены к входу время-импульсного преобразователя, при этом первая цепь включает в себя последовательно соединенные термопреобразователь сопротивления прямого потока теплоносителя, первый и второй резисторы, а вторая цепь - последовательно соединенные третий резистор, термопреобразователь сопротивления обратного потока теплоносителя и четвертый резистор, первый ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом время-импульсного преобразователя, второй выход которого соединен с ущ авляю1цим входом второго ключа, вход которого подключен к первому выходу источника тока, а выход - к точке соединения первого и второго резисторов, пятый резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения при малых расходах теплоносителя, в него введены блок сопряжения, третий и четвертый ключи, управляющие входы которых соответственно соединены с первым и вторые выходами время-импульсного преобразователя, а входы соответственно - с входами второго и. первого ключей, ,при этом выход третьего ключа подключен к точке соединения термопреобразователя сопротивления обратного потока и четвертого резистора, последовательно с которым во вторую цепь включен пятый резистор, причем точка соединения четвертого и пятого резисторов подключена к выходу четвертого ключа, вход СХ) которого соединен с вторым выходом источника тока, выход первого ключа ;о соединен с точкой соединения термопреN(ik образрвателя, сопротивления дрямого 00 потока и первого резистора, а выход Од расходомера через блок сопряжения подключен к управляющему входу время-импульсного преобразователя. ,