Способ градуировки жидкостных расходомеров с аналоговым электрическим выходным сигналом Советский патент 1986 года по МПК G01F25/00 

« Изобретение относится к измерительной технике, а.именно к измерению расходов жидкости, и может быть использовано для градуировки жидкост ных расходомеров с аналоговыми электрическим выходным сигналом, например для электромагнитных индукционных расходомеров, в широком интервале значений расхода и температур жид кости. Целью изобретения является уменьшение погрешности задания расхода и увеличения производительности процесса градуировки. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа градуировки жидкостных расходомеров с аналоговым электрическим выходным сигналом; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы работы иммерсионного измерителя массы с под ключенным к нему измерителем периода и работы аналого-цифрового преобразователя. Устройство для осуществления способа содержит (фиг. 1) мерный резер вуар 1 с измерителем 2 количества жидкости 3 в резервуаре, выполненном в виде иммерсионногоизмерителя массы жидкости с частотно-модулированны выходным сигналом, получаемым от струнного датчика 4, преобразующего момент выталкивающей силы, действующей на погружаемый элемент 5, в частоту колебаний механического резонатора, технологический трубопровод 6, соединенный с мерным резервуаром 1 и используемый для размещения проверяемого расходомера 7, сливной резер вуар 8, насос 9 с трубопроводами 10 и 11, первый из которых - напорный и соединен с другим концом технологического трубопровода 6, а второй всасывающий и соединен со сливным резервуаром, электронный блок 12 формирования команд, в толненный в виде формирователя прямоугольных импульсов по переднему фронту частотно модулированного сигнала с датчика 4, клапан 13 с трубопроводом 14., соединенный с мерным резервуаром I, источник 15 давления сжатого газа, выполненный в виде емкости, соединенный с трубопроводом 14 клапана 13, измеритель 16 периода следования импульсов, вход которого соединен с выходом блока 12, аналого-цифровой преобразователь 17, управляюпщй вход 66 которого также соединен с выходом блока 12, а измерительный - с выходом расходомера 7, и цифровой регистратор 18, входы которого соединены с выходами измерителя 16 периода и аналого-цифрового преобразователя 17. Кроме того, для удобства заполнения системы жидкостью и ускорения возврата ее в исходное положение устройство снабжено вентилями 19 и 20, установленными на мерном резервуаре 1 и сливном резервуаре 8, а также вентилем 21 с трубопроводом 22, соединенными с источником 15 давления сжатого газа и сливным резервуаром В, Способ осуществляют следующим образом. Устройство, с помощью которого осуществляют способ, подготавливают к работе, для чего жидкость 3 насосом 9 закачивают в мерный резервуар 1 из сливного резервуара 8. Клапан 13 при этом закрыт, а в источнике 15 имеется давление сжатого газа, достаточное для создания максимальной скорости потока жидкости в трубопроводе 6. Уровень жидкости 3 в мерном резервуаре 1 контролируется по показаниям измерителя 16 периода. В момент пуска установки в действие насос 9 выключается, клапан 13 открывается и над жидкостью 3 в ре-. зервуаре 1 создается давление, близкое к исходному давлению в источнике 15. Это давление вынуждает жидкость 1 течь по трубопроводу 6 и далее ч.ерез трубопроводы 10 и 11 и выключенный насос 9 в сливной резервуар. Таким образом, формируют и пропускают через проверяемый расходомер и образцовый измеритель количества жидкости в резервуаре поток ясидкости с монотонно убывающим расходом. На выходе расходомера 7 при этом появляется аналоговый электрический выходной сигнал, а на выходе иммерсионного измерителя 2 - частотно-модулированный сигнал с периодом, изменяющимся по зависимости кривой 23, приведенной на фиг. 2. Показания образцового измерителя и расходомера можно регистрировать в цифровой форме. Объемы мерного резервуара 1 и источника 15 давления сжатого газа подобраны так, что их отношение равно 3 oTHOiiGHnio максимального расхода жид кости к минимальному, например 10:1 При этом давление газа по мере исте чения жидкости 3 падает, скорость и течения жидкости, а, следовательно, и расход монотонно убывают. Одновременно убывает текущее зна чение периода Т частотно-модулирова ного сигнала. Поскольку измеритель периода регистрирует среднее значен периода за интервал измерения, то цифровой код NJ на его выходе изменя ется в соответствии с кривой 24 на фиг. 2. Этот код появляется только после окончания интервала измерения т.е. запаздывает относительно момента, в который текущее значение периода совпадает с полученным средним значением, на половину интервала измерения (принимая пренебрежимо малой погрешность такого приближенного представлеш я, связанную нелинейностью зависимости кривой 23 на малом интервале). Для получения не абсолют ного значения массы жидкости 3 в резервуаре 1, а ее изменения за время одного измерения необходимо вычесть два соседних результата измерения массы. Так как каждое из них относится к середине интервала измерения то среднее значение производной, вычисляемой по конечным разностям, относится к середине отрезка между этими точками, т.е. к точке, являющейся границей двух соседних интервалов времени измерения. Б то же время сигнал проверяемого расходомера (кривая 25 на фиг. 3) от слеживает значение мгновенного расхода практически без задержки. Поэтому измерения необходимо производить в тех же точках, для которых вычисляется производная сигнала иммерсионного измерителя массы, т.е. в точках на границах интервалов измерения. Последнее достигается тем, что по переднему фронту частотномодулированного сигнала формируют прямоугольные импульсы и одновременно с того же датчика измеряют интервалы времени между ними. Средний мас совый расход в i-ый момент времени определяется как взятое дпя i-ro и (i+l)-ro моментов времени отношение разности абсолютных значений масс жидкости к полусумме, этих же интервалов. Сигнал с поверяемого расходомера измеряют в момент прохожде шя 664 1 прямоугольных импульсов на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя, т.е. п i-ый момент времени, тем самым произнодят синхронизацию сигналов частотного датчика и расходомер«1 по передним фронтам cui налов частотного датчика. После получения значен1п1 массовых расходов по мерному баку и расходомеру в синхронизированные моменты времени определяют градуированную характеристику расходомера. Таким образом, путем одновременного непрерывного измерения массы и интервалов времени одним датчиком с частотным выходным сигналом достигается уменьшение погрешности задания .расхода в сравниваемые с показателями градуируемого расходомера моменты времени. Формула изобретения Способ градуировки жидкостных расходомеров с аналоговььм электрическим выходным сигналом, заключающийся в том, что из мерного резервуара с жидкостью и размещенным в нем погружаемым элементом силоизмерителя вытесняют жидкость через градуируемый расходомер, измеряют выталкивающую силу на погружаемом элементе и выходной сигнал расходомера в синхронизированные моменты времени, а также длительность интервалов времени между этими моментами и определяют средний массовый расход и градуировочную характеристику расходомера в i-й момент времени, о т л и ч а и и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности задания расхода и увеличения проиэводитель1гости процесса градуировки, при вытеснении жидкости из мерного бака обеспечивают монотонно убЕЛвающий расход, величину выталкивающей силы измеряют датчиком с частотным выходным сигналом, а средний массовый расход в i-й момент времени определяют как взятое для i-ro и (i+l)-ro моментов времени отношение разности абсолютных значений масс жидкости к полусумма этих же интервалов времени, сравнивают этот средний массовый расход с показаниями градуируемого расходомера в i-й момент времени, а синхронизацию сигналов с частотного датчика и расходомера производят по передним фронтам сигналов.частотного датчика.

23 2ii

фиг. 2

26

фиг.З