Тепловой расходомер Советский патент 1985 года по МПК G01F1/68 

.4

00 4) Изобретение относится к приборестроению и может быть использовано для измерения расхода жидкости. Известен тепловой расходомер, использующий для измерения расхода принцип стабилизации теплопотерь на участке расположения двух термодатчиков, включенных дефференциально, содержащий источник питания, соединенный с двумя последовательно размещенными термодатчиками, и усилитель, соединенный через блок регулирования с подстроечньм блоком Cl Недостатком известного расходомера является низкая точность измерений, обусловленная высокой чувствительностью к внешним воздействиям. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому рег;ультату является тепловой расходомер, содержащий расположенкые на патрубке два .термочувствительных элемента, нагреватель, дифференциальное измерительно е устройство, усилитель, времязадающее устройство и преобразователь напряжения в частотУэ вход которого через усилитель постоянного напряжения подклю чен к выходу дифференциального устройства Сз. Недостатками расходомера являются низкие точность и надежность работы поскольку на измерения расхода оказы вают влияние тепловые связи термочувствительных элементов с источника ми тепла самого расходомера, а также внешние тепловые воздействия. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений, Для достижения поставленной цели в тепловой расходомеру содержал5Ий источник питания, соединенньй с шиной нулевого потенциала, транзисторный ключ, два Термочувствительных элемента, расположёниых в дифференциальном измерительном блоке, усилитель и преобразователь напряжениечастота, при этом первый выход источ ника питания соединен с входом транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, второй выход Источника питания соединен с входом дифференциального измерительного блока, выходы которого соединены с входами усилителя, введен запоминающий блок, содержащий полевой транзистор, исток которого через кон денсатор соединен с шиной нулевого потенциала, при этом сток полевого транзистора подключен к выходу усилителя, исток - к входу преобразователя напряжение-частота, а затвор к входу транзисторного ключа, выход которого соединен с одним из термочувствительных элементов. На чертеже приведена схема теплового расходомера. Тепловой расходомер содержит термочувствительные элементы 1 и 2, размещенные в дифференциальном блоке 3, усилитель 4, запоминающий блок 5, состоящий из полевого транзистора 6 И конденсатора 7, преобразователь 8 напряжение-частота, транзисторный ключ 9 и источник 10 питания. Тепловой расходомер работает следующим образом. В исходном состоянии при отсутствии расхода жидкости, дифференциальньй блок 3 разбалансирован, напряжение с выхода усилителя 4 через полевой транзистор 6 подается на конденсатор 7. В начальный момент напряжение на выходе преобразователя 8 напряжение-частота имеет зна чение, при котором полевой транзистор 6 открыт, а транзисторньй ключ 9 закрыт. Так как преобразователь 8 напряжение-частота работает в управляемом автоколебательном режиме, то через время t напряжение на его выходе измеряется и элементы 6 и 9 меняют свои состояния на противоположные. От источника 10 питания через транзисторньй ключ 9 ктермочувствительному элементу 1д расположенному в одной капсуле с компенсационным термочувствительным элементом 2 (термочувствительные элементы разделены теплоизоляционным материалом), подводится электрический ток, разогревающий его. Разогрев уменьшает разбаланс дифференциального измерительного блока 3, при STOM изменяется величина напряжения на выходе усилителя 4. Затем преобразователь 8 напряжение-частота переключает транзисторньй ключ 9 и полевой транзистор 6 запоминающего блока 5, и напряжение с выхода усилителя 4 подается на конденсатор 7. Новый уровень напряжения на конденсаторе 7 задает время t - время выключенного состояния транзисторного ключа 9 и включенного состояния по- , 3 левого транзистора 6о По истечении времени преобразователь 8 напря жение-частота снова включает транзисторный ключ 9 для разогрева термочувствительного элемента 1 на вре мя t2 котарое является величиной постоянной, и отключает, полевой транзистор 6. Цикл повторяется в стационарном режиме на выходе преобразователя 8 напряжение-частота появляются импульсы с частотой f и длительностью tj . При наличии расхода жидкости увеличивается количество тепла, ОТВОДИМОГО от термочувствительного элемента t. Это приводит к уменьшению температуры, изменение нйпряжения на входе и усилителя 4. Изменение напряжения на кондеисаторе 7 вызывает уменьшение паузы между импульсами, т.е. повышение частоты генерации сигналов преобразователя 8 напряжение-частота. Если расход жидкости не меняется,то для разогрева те1 ючувствнтельного элемента I необходима постояйная Mcffif4 . ность, число его включений на разогрев в единицу времени не меняется , и частота приобретает новое постоянное значение f, причем f f . При изменении расхода идкости изменяются количество тепла, отводимого от термочувствительного элемента 1, напряжение на выходе усилителя 4 и частота генерации сигналов преобразователя 8 напряжение-частота. При длительности импульсов разогрева, меньшей постоянной временк .разогрева термочувствительного элемента, его температура изменяется в зависимости от средней частоты импульсов. Средняя частота импульсов разогрева является вюсодн{л4 сигналом для измерения расхода жидкости, при этом чем больше расход, тем вьше частота. Изобретение позволяет повысить точность и надёжность работы теплового расходомера путем исключения из устройства нагревателя и проведения разогрева термочувствительного элемента меньшей мощности в импульсном режиме.

ТЕПЛОВОЙ РАСХОДШЕР, содержащий источник питания, соединенный с шиной нулевого потенциала, транзисторный ключ. Два термочувствительных элемента, расположенных в дифференциальном измерительном блоке, усилитель и преобразователь напряжениечастота, при этом первьй выход источника питания соединен с входом тран - зисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, второй выход источника питания соединен с входом дифференциального измерительного блока, выходы которого соединены с входами усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него введен запоминающий блок, содержащий полевой транзистор, исток которого через конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, при этом сток полевого транзистора подключен к выходу усилителя, исток - к входу преобразоватет с ля напряжение-частота, а затвор к входу транзисторного KJB04a, выход которого соединен с одним из термочувствительных элементов.