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 газообразных веществ, находящихся в емкости,

Известно устройство для измерения объема, принцип действия которого основан на использовании уравнения состояния газа, содержащее основной и эталонный возбудители, термоанемометрическтш преобразова тель, электроизмерительную схему и цепи обратной связи, управляющие работой возбудителей ij .

Однако у устройства недостаточны чувствительность и точность измереНП51,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее основной и эталонный возбудители колебаний давления газа, соединенный с регулирующим органом первым выходом генератор колебаний, услитель, индикатор, две электроизмерительные схемы, подключенные к термоанемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными, соответственно, через первую входную камеру, измеряемую емкость с основным возбудителем и через вторую входную камеру с эталоным возбудителем 2 .

Недостатком известного устройств является то, что при отключенных возбудителях колебаний давления газ на вькодах электроизмерительных схем имеются некоторые начальные напряжения, обусловленные самой работой электроизмерительных схем, причем величины .этих напряжений зависят от температуры окружающей среды и не несут в себе никакой информации об измеряемом объеме.

Цель изобретения - повышение точкости измерения за счет вьщеления из сигналов с электроизмерительных схем величин информативных приращений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащ основной и эталонный возбудители колебаний давления газа, соедикеякык с регулирухж;} « органом первым выходом, генератор колебаний, уси литель, индикатор, две электроизмерительные схемы, подключенные к термоанемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенны 1И соответственно через перву входную камеру и измеряемую емкость с основным возбудителем и. через втог рую входную камеру с эталонным возбудителем, снабжено источником пневмопитания с двумя выxoдa IИ, задающим генератором и двумя детекторами, причем задающий генератор соединен с источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второй входньп-1 камерам, входы детекторов подключены к электроизмерительным схемам, выходы - к регулирующему органу, соединенному через усилитель с индикатором и основным возбудителем, а генератор колебаний соединен вторым выходом с эталонным возбудителем.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

В измеряемой емкости 1, в которой находится вещество 2, установлен основной возбудитель 3 колебаний давления газа.

Преобразование изменения интенсивности колебаний давления газа в газовой подушке 4 в электрический сигнал производится термоанемометрическим преобразователем 5, состоящим из чувствительньк элементов 6 и 7 с рабочими соплами 8 и 9 эталонного возбудителя 10, термоанеморезисторной камеры 11, первой и второй входньк камер 12 и 13 и источника пневмопитания. Источник пневмопитания состоит из электромагнита 14, двух мембран 15 и 16 и элементов типа сопло-сопло, выполненных из формирующих 17, 18 и приемных 19,

20сопл, вьтолняющих функции пневматических выпрямителей. Выходы источника пневмопитания в виде приемных сопл 19 и 20 соединены с первой и второй входными камерами 12 и 13 термоанемометрического преобразователя, а входы - с терморезисторной камерой 11.

Чувствительные элементы.6 и 7, в качестве которых.применены термоанеморезисторы включены в электроизмерительные схемы 21, 22 и разогре ваются электрическим током. Выходные сигналы с электроизмерителБИых схем

21и 22 поступают через соответствующие детекторы 23 и 24 с закрытыми входами на входы регулирующего органа 25, куда также подается сигнал с генератора 26 колебаний. В регулирующем органе 25 сигналы, поступившие с детекторов 23 и 24 сравниваются и вырабатывается сигнал управления интенсивностью работы основного возбудителя 3, на который он поступает после усиления в усилителе 27. К выходу-усилителя 27 также подключен индикатор 28, отградуированный в единицах объема. Для работы источника пневмопитания установлен задающий генератор 29. Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 29 вырабатывает переменное напряжение частотой около 1 кГц, поступающее на электромагнит 14 источника пневмопитания. При этом мембраны 15 и 16 совершают колебательные движения, подсасывая .газ ИЗ пространства между формирующими и приемными соплами и проталкивая его сквозь них. Это обусловлено различием гидравлических сопротивлеНИИ формирующих 17, 18 и приемных 19, 20 сопл. Газ при этом перетекает во входные камеры 12 и 13, в кото рых происходит сглаживание пульсационной составляющей давления, далее проходит рабочие сопла 8 и 9, обтека соответствующие термоанеморезисторы, и попадает в пространства между формирующими 17, 18 и приемными 19, 20 соплами. Поток газа, через рабочие сопла 8 и 9, охлаждая термоанеморезисторы, способствует появлению на выходах электроизмерительных схем постоянных напряжений, так как в силу своей тепловой инерционности, термоанеморезисторы 6 и 7 преобразуют осредненное значение скорости газа в элек рический сигнал. При возникновении в газовой подущке 4 измеряемой емкости 1 пульсаций давления, последние также возникают в первой входной камере 12 термоанемометрического преобразователя 5. В рабочем сопле В происходит суммирование постоянного потока, обусловленного работой источника пневмопитания и потока, вызванного возникгшими в первой входной камере 12 преобразователя пульсациями давления. При этом термоанеморезистор 8 обтекается пульсирукяцим потоком с частотой модуляции, равной рабочей частоте возбудителя 3. На выходе-электроизмерительной схемы 21 появляется сум;ма постоянного и переменного напряжений. Термоанеморезистор 7 также обтекается суммой постоянного потока от источника пневмопитания и переменного - от источника 10 опорного сигнала, установленного во второй входной камере 13 термоанемометрического преобразователя и питаемого от генератора электрических колебаний. Сигналы с электроизмерительных схем 21 и 22 поступают на детекторы 23 и 24, вьшолненные по схемам с закрытым входом. На выходе детекто-. ров появляются постоянные напряжения, пропорциональные переменным напряжениям и не зависящие от постоянных напряжений, возникающих на выходе электроизмерительных схем 21 и 22. Полученные напряжения подаются на регулирующий орган,, где сравниваются, и результирующий сигнал управляет величиной сигнала, снимаемого с выхода генератора 26 колебаний и поступающего через усилитель 27 на возбудитель 3 и, индикатор 28. Таким образом, введение источника пневмопитания позволит . применить в измерительных каналах детекторы с закрытым входом, что дает возможность исключить неинформативные составякицие напряжения, вызванные изменением температуры окружающей среды. Преимуществом предлагаемого устройства является повышение точности измерений в условиях широкого диапазона изменения температуры среды.

26

25

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее основной и эталонный возбудители колебаний давления газа, соединенный с регулирующим органом первым выходом, генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроизмерительные схемы, подключенные к термоанемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными соответственно через первую входную камеру и измеряемую емкость с основным возбудителем и через вторую входную камеру с эталонным возбудителем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено источником пневмопитания с двумя выходами задающим генератором и двумя детекторами, причем задающий генератор соединен с источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второй входным камерам;,, входы детекторов (Л подключены к элект;роизмеритепьным схемам, выходы - к регулирующему органу, соединенному через усилитель с индикатором и основным возбудителем а генератор колебаний соединен вторым выходом с эталонным возбудителем.

2..

К