Устройство для измерения давления Советский патент 1986 года по МПК G10L21/00 

Изобретение относится к контроль-- но-измерительной технике и предназначено для многоточечного измерения давлений, изменяющихся в широком диапазоне.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения за счет устранения перегрузок дифференциального датчика давления.

На фиг.1 изображена принципиаль- ная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - принципиальная схема коммутатора опорного давления устрой- CTBai на фиг. 3.- конструктивная схема одномембранного, реле; на фиг.4- конструктивная схема двухпозицион- ного разгруженного золотника с электромагнитным приводом.

Устройство для измерения давления (фиг.1) содержит дифференциальный датчик 1 давления, одна из полостей которого через коммутатор 2 измеряе- Morj3 давления (ПК ) соединена каналами PU ,Рц ,. .., PU с источни- ками 3 измеряемых давлений, а другая через коммутатор 4 опорного давления

(ПК о„ .) каналами РОП , ,Pot; , РОЛ п с источниками 5 опорных давлений,до- полнительньш датчик 6 давления,сое- диненньш с выходным каналом ПК у,зм. два электропневмоклапана 7 и 8 - нормально открытый и нормально закрытый и электронное вычислительное управ- лящее устройство (ЭВУУ) 9, соединенное по измерению с датчиками давления, а по управлению - с коммутаторами и электропневмоклапанами.

ЭВУУ содержит электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 10, например, типа СМ-4, которая по измерению через, многоканальньш аналого-цифровой преобразователь (МАЦП) 11 и усилители 12 нормализации соединена с основным и дополнительным датчиками, а по управлению многоканальное устройство 13 выдачи дискретных управ ляющих сигналов (УВДС) - с электропневмоклапанами, приводами коммутаторов измеряемых и опорных давлений.

Коммутатор опорного давления в предлагаемом устройстве (фиг.2) выполнен на одномембранных реле 14, имеющих каждое входной 15 и выходной 16 каналы и канал 17 управления.Выходные каналы реле объединены в выходной канал коммутатора IR, а каналы управления сообщены с распределителем 19 управляющего давления.

0 5

0

5

0

5

0

5

Распределитель управляющего давления выполнен в виде двухпозиционных разгружающих золотников с электромагнитными приводами 20, вход каждого из которых соединен с источником 21 управляющего давления, один из выходов - с каналами 17 управления реле, а другой - с каналом 22 сброса.

Реле 14 (фиг.З) образуется за счет зажатия эластичной мембраны 23, например, из резины между корпусом коммутатора 24 и фланцем 25.

Золотник с электромагнитным управлением (фиг.4) содержит плунжер 26, который может перемещаться в цилиндре 27 в одном направлении за счет электромагнита 28, а в другом направлении - за счет пружины 29, входной канал 21, соединенный с источником управляющего давления, выходные каналы 17 и 22, один из которых соединен с каналом 17 управления реле, а другой - с каналом 22 сброса.

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

Б исходном состоянии электропнев- моклапан 7 устройства открыт,- а элек- тропневмоклапан 8 закрыт. В обе полости основного датчика давления подано одно из опорных давлений (любое). В дополнительный датчик давления подано одно из измеряемых давлений (любое), лежащее в его диапазоне измерения. При этом сигнал с основного датчика равен нулю, так как опорное давление заведено в его обе полости, а с дополнительного датчика поступает сигнал, пропорциональный поданному в него измеряемому давлению. В момент измерения в соответствии со своей программой ЭВМ через УВДС и привод Г1К„, устанавливает первое заданное состояние коммутатора и в дополни- тельньш датчик давления поступает измеряемое давление PU, , лежащее в его диапазоне измерения. На выходе , усилителя нормализации устанавливается напряжение, пропорциональное Р|Д| . ЭВМ в соответствии со своей программой через МАЦП преобразует величину сигнала на выходе усилителя нормализации дополнительного датчика в цифровой код и перемасштабирует

. I

коего в величину давления г , торое грубо определено с помощью дополнительного датчика. По величине значения Рд, ЭВМ находит ближайщее

значение P.,

и по нему состояние

10

ПКо„ . Через УВДС и привод ПК ЭВМ устанавливает найденное состояние ПКдп , устанавливая тем самым требуемое для измерения Рц, значение опорного давления, которое поступает в обе полости основного датчика. Через некоторое заданное в прог рамме ЭВМ время u t , определяемое заранее расчетом или экспериментально и- необходимое на установление сигналов в магистралях, ЭВМ в соответствий с программой через УВДС закрывает электропневмоклапан 7 и от- крьшает электропневмоклапан 8. Изме- 5 ряемое давление Рц поступает в рабочую полость основного датчика, в другую полость которого уже бьшо подано требуемое и известное с высокой точностью значение давления Р,, На выходе усилителя нормализации устанавливается напряжение, пропорциональное разности PU, - РОП которое по программе ЭВМ через МАЦП прединена каналом с источниками измеря eMbjx давлений,а другая через второй коммутатор опорных давлений - с источниками опорных давлений, и много канальньш вычислительный управляющий блок, первый управляющий выход кото рого соединён с приводами коммутаторов, а первьй измерительный вход - с датчиком давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений за счет устранения перегрузок датчика давления, оно снабжено дополнительным датчиком давления, соединенным с-выходами первого коммутатора и двумя электропневмоклапанами - нор мально открытым и нормально закрытым при этом полости дифференциального датчика соединены между собой каналом и в нем установлен нормально открытый клапан, а нормально закрытьй клапан установлен в выходном канале первого коммутатора между каналом,со единяющим полости дифференциального

20

образуется в код и перемасштабируется 25 датчика и каналом подсоединения дов величину PU . Значение Р будет точным значением измеряемого давления. Далее ЭВМ в соответствии со своей программой через УВДС закрывает электропневмоклапан 8, открывает элекЗО тропневмоклапан 7 и устанавливает через УВДС и привод ПК,„ следующее положение коммутатора измеряемых давлений, после чего весь цикл измерения повторяется.35

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение давлений, изменяющихся в широких пределах, с высокой точностью.

40

Формула изобретения

1. Устройство для измерения дав- .ления, содержащее дифференциальный Датчик давления, одна из полостей которого через первьй коммутатор сое

10

5 76931с 4

динена каналом с источниками измеря- eMbjx давлений,а другая через второй коммутатор опорных давлений - с источниками опорных давлений, и много- канальньш вычислительный управляющий блок, первый управляющий выход которого соединён с приводами коммутаторов, а первьй измерительный вход - с датчиком давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений за счет устранения перегрузок датчика давления, оно снабжено дополнительным датчиком давления, соединенным с-выходами первого коммутатора и двумя электропневмоклапанами - нормально открытым и нормально закрытым, при этом полости дифференциального датчика соединены между собой каналом и в нем установлен нормально открытый клапан, а нормально закрытьй клапан установлен в выходном канале первого коммутатора между каналом,соединяющим полости дифференциального

20

О 5

0

5

полнительного датчика к выходу первого коммутатора, при этом многока- нальньй вычислительньй управляющий блок вторым измерительным входом соединен с дополнительным датчиком, а вторым управляющим выходом - с электропневмоклапанами .

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что многоканальньш вычислительньй управляющий блок содержит усилители нормализации, последовательно соединенные многокальньй аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительную мащину и устройство выдачи дискретных управляющих сигналов, подсоединенное к элек- тропневмоклапанам и приводам коммутаторов, при этом каждьй датчик давления через соответствующий усилитель нормализации подключен к входу многоканального аналого-цифрового преобразователя.

75 -

770

PUZ

P{J

PUS

8 gflHe

18

PUS

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность и надежность измерения за счет устранения перегрузок дифференциального датчика 1давления (ДДД). Измеряемое давление поступает в рабочую полость ДДД 3, в другую полость которого уже подано требуемое и известное зпяче- ние давления. На выходе усилителя 12 нормализации устанавливается напряжение, пропорциональное разности подаваемых в ДЯП 3 давлений, которое по программе ЭВМ 10 через аналого- цифровой преобразователь 11 преобразуется в код и перемасштабируется в величину измеряемого давления. ЭВМ 10 закрывает электропнепмоклапан 8 и открывает клапан 7 и устанавливает следующее положение коммутатора 2измеряемого давления . 1 з.п.ф-.пы. 4 ил. S (Л ю 05 СО 00

Tff

cpue.Z

2

5 5

77 77

фиг.З

27

28

фае

Редактор Л.-Пежиина

Составитель О .Полен

Техред Л. Сердюкова Корректор F, .Рошко

Заказ 6fi.S8/ tТираж 778 Подписное

Р.ИПИПИ Государственного комитета СССР

110 дс .пам и ЗО( 1р - 1Ч И11й и открытий , Москвл, Ж-li, Раушская наб., д. 4/5

Ироизвод.с i 1.|-1(||(-по,м11Г))афич1-ское предприятие , г.Ужгород, ул .Проектная , А