Тепломер Советский патент 1987 года по МПК G01K17/16 

Изобретение относится к тепловым измерениям, а именно к измерителям тепловой энергии в замкнутых системах теплообмена.

Целью изобретения является повышение точности измерения количества тепла путам учета изменения плотности теплоносителя в широком диапазоне температур.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого тепломера; на фиг.2 сигналы на выходах основных элементов .

Тепломер содержит прямой 1 и обратный 2 трубопроводы, по которым проходит поток теплоносителя, В прямом трубопроводе размещен расходомер 3 любого типа с частотным выходом. К выходу расходомера подключен формирователь 4 импульсов, выход которого подсоединен к входам двух идентичных широтно-импульсных модуляторов 5 и 6, к другим входам которых подключены термопреобразователи 7 и 8 сопротивления, расположенные в прямом и обратном трубопроводах .

С выходов широтно-импульсных модуляторов 5 и 6 снимаются синхронно импульсы, частота следования которых определяется объемным расходом теплоносителя, а длительность каждого пропорциональна температуре теплоносителя в соответствующем трубопроводе . Выходы широтно-импульсных модуляторов подключены к входам элемента ИЛИ 9 и входам блока 10 управления. Выход элемента ИЛИ 9 подключен к одному из входов элемента И 11, второй вход которого подсоединен к выходу генератора 12 тактовых импульсов. Выход элемента И 11 подключен к входу двоичного счетчика 13, выходы разрядов которого соединены с адресными входами постоянног запоминающего устройства (ПЗУ) 14. Выходы ПЗУ 14 подключены к входам предустановки двух счетчиков 15 и 16, выходы которых поданы на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, Выход последнего подключен к одному из входов элемента И 18, к второму входу которого подключен выход генератора 12 тактовых импульсов, соединенный с одним из входов второго элмента И 19. Выход элемента И 18 подключен к входу накопительного счетч

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ка 2С - указателя количества израсходованного тепла.

Широтно-импульсные модуляторы 5 и 6 могут быть реализованы на основе вольтметра с двойным интегрированием. Принцип их работы следующий. Импульс тока с выхода формирователя 4 импульсов поступает на термопреобразователь. Во время действия импульса тока на вход интегратора вольтметра поступает напряжение с термопреобразователя, величина которого прямо пропорциональна измеряемой температуре, что приводит к заряду интегратора, В момент окончания импульса тока к входу интегратора подключается источник опорного напряжения противоположной полярности. Длительность импульса от момента подключения источника опорного напряжения до равенства нулю сигнала на выходы интегратора прямо пропорциональна измеряемой температуре ,

Блок управления имеет два входа, на которые поступают сигналы с выходов, широтно-импульсных модуляторов, и четыре выхода 21-24,

Сигналы, формируемые на выходах блока управления, показаны на фиг.2, На выходах 21 и 22 формируется последовательность импульсов для управления работой счетчиков 13, 15 и 16, на выходе 23 - короткие импульсы для управления работой ПЗУ 14, на выходе 24 - импульсы, поступающие на один из входов элемента И 19,

Тепломер работает следующим образом.

Выходные импульсы расходомера 3, частота которых пропорциональна мгновенному объ.емному расходу теплоносителя, поступают на формирователь 4 импульсов, на выхода которого формируется последовательность прямоугольных импульсов определенной дли- тельности, следующих с частотой, пропорциональной расходу теплоноси- .теля, поступающая на входы широтЬо- импульсных модуляторов 5 и 6, Длительность прямоугольных импульсов на выходах широтно-импульсных модуляторов прямо пропорциональна темпе- . ратуре теплоносителя в соответствующем трубопроводе. На выходе элемента ИЛИ 9 выделяется более длинный импульс, поэтому на счетный вход счетчика 13 с выхода элемента И 11 поступает пачка импульсов (с час

тотой генератора 12 тактовых импульсов) с длительностью всей пачки, равной длительности импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 5, Счетчик 13 импульсов ведет счет им-

-пульсов, меняя коды разрядных выходов в соответствии с двоичным представлением последовательного ряда чисел. Коды, поданные на адресные шины ПЗУ 14, в котором записана таб- лица коррекции объемной теплоемкости теплоносителя в функции температуры, позволяют получить на выходных шинах ПЗУ код ранее занесенного числа, соответствующий входному чис- лу (адресу). По заднему фронту импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 6 ( более короткого) блок управления посьшает импульс на вход Разрешение ПЗУ, и код с выхода ПЗУ пересылается в регистр предустановки счетчика 15, такая же пересылка кода осуществляется в регистр предустановки счетчика 16 по заднему фронту импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 5 (более длинного). По команде блока 10 управления сразу же после записи кода в счетчик 16 осуществляется синхронный счет входных.импульсов с генератора 12 тактовых импульсов в обоих счетчиках 15 и 16. Счет прекращается в момент поступления к-го импульса, где к соответствует числу, двоичное представление которого бьто-записа- но в данный счетчик на вход его предустановки. При этом во время работы счетчиков 15 и 16 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 формируется импульс с длительностью, пропор- циональной разности температур в прямом и обратном теплопроводах с учетом коррекции. Частота следования этих импульсов пропорциональна объ-- емному расходу. Заполнив этот ин- тервал импульсами с выхода генера-- тора тактовых импульсов и просуммировав их на накопительном,счетчике, на индикаторе состояния этого счетчика получим цифровую инди- кацию израсходованного тепла с учетом установленной в ПЗУ корркции.

j

Формул

4 и 3

обретения

5

O

5 0 0 5

Тепломер, содержащий частотньм датчик расхода теплоносителя, под- ключенньй к формирователю импульсов, выход которого соединен с первыми входами широтно-импульсных модуляторов, вторые входы которых подключены к термопреобразователям сопротивления, установленным в прямом и обратном трубопроводах с теплоносителем, накопительный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения количества тепла путем учета изменения плотности теплоносителя в широком диапазоне температур, в него введены генератор тактовь/х импульсов, три счетчика, блок управления, постоянное запоминающее устройство, три элемента И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам широтно-импульсных модуляторов, соединенных с входами блока управления, а выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к .выходу генератора тактовых импульсов, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выходы подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства, управляющий, вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выходы подключ ены .к входам предустановки второго и третьего счетчиков, управляющие входы которых соединены с третьим выходом блока управления, счетные входы подключены к выходу второго элемента И, а выходы соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к накопительному счетчику, а вто-- рой вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, при этом входы второго элемента И соединены со- о тветственно с выходом генератора тактовых импульсов и четвертым выходом блока управления.

Изобретение относится к измерителям тепловой энергии в замкнутых системах теплообмена. Цель изобретения - повьшение точности измерения количества тепла. Импульсы расходомера 3 поступают на формирователь 4 импульсов, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы, поступающие на входы широт- но-импульсных модуляторов 5 и 6. Во время работы счетчиков 15 и 16 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ Ш1И 17 формируют синхронные импульсы, частота следования которых определяет- . ся объемным расходом теплоносителя, а длительность каждого пропорциональна температуре теплоносителя в соответствующем трубопроводе 1, 2. Выход элемента И 1-8 подключен к входу накопительного счетчика 20, где отражается цифровая индикация израсходованного тепла с учетом установленной постоянным запоминающим устройством 14 коррекции. 2 ил. с сл с ю о