Устройство для измерения объема вещества в емкости Советский патент 1985 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема жидких, сыпучих и газообразлых веществ, находящихся в емкости. Известно устройство для измерения объема содержащее основной и эталонный возбудители, термоаиемометрический преобразователь,эле троизмерительную схему, регистриругощее устройство и цепи обратной связи, управляющие работой возбудителей 1. Недостатками устройства является трудност выбора оптимального режима работы возбуди телен и термоанемометрического преобразователя, а также компенсации погрещностей, вносимых терг ;оанемометрическим преобразо вателем. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее задающий генера тор, связанный через преобразователь напряжение - ток с детектором и злектродинамическим возбудителем, вычитающее устройство подключенное к детектору, и индикатор (2. Недостатком известного устройства является возникновение погрещности измерения, связанной с изменением давления и темпера1урь окружающей среды. Цель изобретения -- повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для -измерения объема вещества в емкости, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь напряжение ток с детектором и электродинамическим ,. возбудителем, вычитающее устройство, подклю ченцое к детектору, и индикатор, введены . тактовый генератор, трехходовый электропневмоклапан, запоминающее устройство и регулируемый усилитель, причем между емкостью и электродинамическим возбудителем установлен трехходовый электропневмоклапан одан вход которого сообщен с атмосферой, выход тактового генератора соединен с трехходовым электропневмоклапаном и первым входом запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выходы запоминающего устройства соединены с входом вычитающего устройства и первым входом регулируемого усилителя, выход которого подключен к инд1п атору, а второй вход - к выходу вычитающего устройства. На чертеже изображено предлагаемое устройство. В измеряемой емкости 1, в которой находится вещество 2, установлен электродинамический возбудитель 3 колебаний давления газа, являющийся одновременно и преобраэователем изменения интенсивности колебаний давления газа в газовой подуЩке 4 в электрический сигнал. Питание электродинамического возбудителя 3 гфоизводится от задающего генератора 5 через преобразователь 6 напряжение-ток,, обеспечивающий питание катушки подвижной системы электродинамического возбудителя 3 током вида i(t) cos о) t, где 1щ const во всех режимах возбудителя. Для устранения погрешности, возникающей за счет измепепия давления и температуры окружающей среды, и обеспечения автоподстройки, в устройство введен трехходовый электропневмоклапан 7, состоящий из трехпозиционного пневмоклапана 8 и электромагнита 9, который управляет работой пневмоклапана. Питание электромагнита 9 производится от тактового геператора . 10. Сигнал с электродинамического возбудителя 3 поступает на вход детектора П, с выхода . которого подается на вычитающее 12 и запоминающее 13 устройства. В качестве запоминающего устройства 13 применена двухячеечпая аналоговая схема с синхронизацией ячеек от тактового генератора 10, причем выход одной из ячеек подключен к второму входу вычитающего устройства 12, а выход другой к управляющему входу регулируемого усилителя 14, сигнальный вход которого подключен к выходу вычитающего устройства 12, а выход - к индикатору 15, отградуированному в единицах объема. Работа устройства последовательно проходит три режима; измерительный, определение опорного сигнала и определение управля1сгщего напряжения, что определяется наличием и полярностью импульса на выходе тактового генератора 10, а, следовательно, и соответствующим положением электропневмоклапана 7. При питании катушки подвижной системы электродинамического возбудителя 3 от преобразователя 6 напряжепие-ток, для напряжения на ее зажимах справедливо выражение 3i . . „. сЗЬ и L-77- + Г -dt dl где L - индуктивность катущки возбудителя;1 - длина провода катушки; В - индукция в зазоре; г - активное сопротивление катущки; i - мгновенное значение тока в катущке; h - величина перемещения подвижной системы возбудителя. Последний член выражения (1) Ч В1 характеризует влияние пневматической нагрузки присоединенного к возбудителю объема.

В .измерительном режиме работы устройства, когда трехходовый электропневмоклапан 7 подключает электродинамический возбудитель 3 к объему измеряемой емкости 1, величина е является информативным сигналом о степени заполнения измеряемой емкости 1 веществом 2.

Выделение сигнала е. из полного сигнала, снимаемого с электродинамического возбудителя 3, производится вычитающим устройством

12,на второй вход которого подается опорное напряжение с заномш1ающего устройства

13,пропорциональное по величине неинформативным составляющим выражения (1)

ч- ЬОпределение величины опорного напряжения производится в соответствующем режиме работы устройства в тот момент, когда по сигналу тактового генератора трехходовый электропневмоклапан 7 отключает электродинамический возбудитель 3 от измеряемой емкости 1 и атмосферы. При этом электродинамический возбудитель 3 оказывается пневматически заторможенным, и значение dh / dt стремится к нулю. Сигнал с электродинамического воз)удителя 3 через детектор 11 поступает на запоминающее устройство 13, где запоминается в одной из ячеек памяти и в последующем режиме измерения подается на второй вход вычитающего устройства 12.

Для устранения мультипликативной составляющей погрешности в устройство введен режим определения управляющего напряжения, протекающий во время подключения электродинамического возбудителя 3 через трехходовый электропневмоклапан 7 к атмосфере. Значение dh / dt при этом стремится- к максимальнол1у, которое является функщюнально связанным с изменением температуры и давления окружающей среды. Сигнал, соответствующий этому режиму, также поступает в запоминающее устройство 13, где запоминается в другой ячейке и подается на управляющий вход регулируемого усилителя 14, изменяя крутизну преобразования в зависимости от изменения вненших условий.

Преимуществом предлагаемого устройства является высокая точность измерения объема вещества, обусловленная отсутствием влияния на показания изменения температуры и давления.

УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь натфяжение - ток с детектором и электродинамическим возбудителем. вычитающее устройство, подключенное к детектору, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены тактовый генератор, трехходовый электропневмоклапан, запоминающее устройство и- регул1фуемый усилитель, причем между емкостью и электродинамическим возбудителем установлен трехходовый злектропнев МО клапан, один вход которого сообщен с атмосферой,- выход тактового генератора соединен с трехходовым электропневмоклапаном и первым входом запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выходы запоминающего устройства соединены с входом вычитающего устройсгаа и первым входом регулируемого усилителя, выход W которого подключен к индикатору, а второй вход - к выходу вычитающего устройства.