Устройство для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах Советский патент 1988 года по МПК G01P3/50 

t-utomvof t-HdarrKoat

3-й ffa/niae/

СП

Од

1Ч

Изобретение предназначено для измерения скоро.сти перемеп1ения пленки, может быть использовано в пузырьковых расходомерах и является усовершенствованием устройств.а по авт. ев, № 1096588.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах; на фи г.2 - бл ок-схема вычислителя; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

В устройстве для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузьфьковьпс расходомерах выходы первого., второго и третьего датчиков 1-3 -подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего детекторов 4-6,вторые входы которых-, а также входы датчиков подключены к выходу ге нератора 7. Выход перрого детектора подключен к первым входам счетчика 8 и триггера 9, .второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 10, а-выход - к первому входу первого элемента И 11, второй вход которого подключен к выходу второго детектора 5.и к второму входу счетчика 8. Выход триггера подключен также к первым входам первого 12 формирователя временного ин- терв ала и второго формирователя 13. временного интервала.-Второй вход первого формирователя 12 временного интервала подключён к выходу первого элемента Mil, подключенного также к . первому входу измерителя 14 времен ного интервала.

Группа вторых входов элемента ИЛИ 10 подключена к группе выходов счетчика 8. Второй вход второго формирователя 13 временного интервала подключен к второму входу первого формирователя 12 вреь енного интервала, а выход - к третьему входу элег мента ИЛИ 10 и к первому входу второго элемента И 15. Второй вход второго элемента И 15 подключен к. вы- ходу третьего детектора 6, а выход - к второму входу измерителя 14 временного интервала.- Первый вход формирователя 12 временного интервала под- ключен к первому входу элемента ИЛИ 10. Выход второго датчика соединен также с входом первого амплитудного

5

0

5

0

5

0

5

0

5

детектора 16, выход которого через компаратор 17 соединен с первым в хо- дом первого регистра 18. Выход третьего -датчика подключен к входу второго амплитудного детектора 19, выход которого через компаратор 20 соединен с первым входом второго регистра 21,- Выход первого регистра 18 связан с пе.рвым входом вычислителя 22, второй вход которого так же, как и второй вход первого регистра ,18, подключен к выходу измерителя 14 временного интервала. Второй вход второго регистра 21 соединен с выходам дополни- тельного измерителя 23 временного интервала, а выход - с третьим входом вычислителя 22. Первый и второй входы дополнительного измерителя 23 временного интервала подключены соответственно к выходам второго элемента И 15 и первого элемента И 11. Четвертый вход вычислителя 22 связан с выходом второго формирователя 15 временного интервала.

Вычислитель 22 может быть реализован в соответствии с блок-схемой - на Фиг.2. Первый и третий входы вь1- числителя являются первыми входами соответственно первого 24 и второго. 25 делителей, на которые подаются результаты измерения временных интервалов Тр и Tp/j. Вторым входом вычислителя являются соединенные вместе вторые входы первого 24, второго 25 и третьего 26 делителей. Первый вход третьего делителя 26 подключен к выходу сумматора 27. Первый и второй входы сумматора 27 подключены соответственно через первый 28 и вто- рой 29 масштабные блоки к выходам первого 24 и второго 25 делителей. Кроме того, выходы первого 24 и второго 25 делителей подключены соответственно через первый 30 и второй 31 блоки возведения в куб к третьему и четвертому входу сумматора 27. Пятьй вход сумматора 27 подключен к выходу источника 32 постоянного кода. Тре- . тьи входы делителей 24-26 объединены и являются четвертым входом вычислителя,

. Устройство для бесконтактного измерения, скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах работает следующим образом.

Пленка, движущаяся под действием потока газа по трубке, поочередно проходит датчики 1-3, расположенные

3U

в точках с координатами X,, Х, Х Сфиг.За). При. этом на выходах детекторов А-6 появляются импульсы (фиг.36,в,г). Каждьй входной импульс .детектора 4, поступая на пер-вый вход счетчика 8, увеличивает содержащееся в нем число на единицу. Данное число уменьшается на единицу при поступлении импульса на второй вход счет- чика 8 с выхода второго детектора 5. На выходах счетчика 8 появляется информация о его состоянии, представ- ленная двоичным кодом. Информация о младшем разряде этого коДа на выход счетчика 8 не поступает.

Пройдя через элемент ИЛИ 10 эти импульсы поступают на второй вход триггера 9 и устанавливают его в нулевое состояние. Поступая на первый вход триггера 9, выходные импульсы детектора 4 переводят его в единичное состояние (фиг.Зд) при у :ловии отсутствия на его втором входе импульсов с элемента ИЛИ 10. При этом импуль.с с выхода .триггера 9 поступает на пер вые входы первого 12 и второго .13 формирователей временных интервалов. В момент, КОГД9 пленка проходит тлч- ку второго датчика 2, импульс с вы- хода второго датчика 2, пройдя через первый элемент И 11, поступает на . второй вход первого формирователя 12 временного интервала. При этом на его первом выходе вьщеляется импульс, поступивший через элемент ИЛИ 10 на ,второй вход триггера 9, устанавливающий его в нулевое положение (фиг.Зд) . в этот момент в первом 12 и втором 13 формирователях временных интервалов фиксируется нулевой временной интервал 1., равный времени прохождения пленкой расстояния от точки X, (фиг.За). Начиная с этого момента, в первом формирователе 12 производится формирование первого временного интервала Т,. Первый временной интервал формируется- таким образом, что при любой величине нулевоЛ) временного интервала Т выполняется равенство

Т Т«,(Хз-Х)/(Хг- Х) - 1/2.

По окончании первого временного интервала на втором выходе первого формирователя 12 выделяется импульс (фиг.Зж), поступающий на второй вход, второго формирователя 13. Начиная с этого момента, во втором формировате

5

g

5 о ,. „

5

1934

ле 13 формируется временной интервал Т (фиг.Зз). Длительности второго временного интервала Т и интервала Тд равны. Сигнал с выхода второго формирователя 13 поступает на третий вход элемента И.ИИ 10 и на первый вход второго элемента И 15, На второй вход второго элемента И 15 поступает сигнал с выхода третьего детектора 6. Если момент появления импульса на вькоде третьего детектора 6 совпадает с вторым временным интервалом Tj, то на выходе второго элемента И 15 появляется импульс (фиг.Зи), который, поступая на второй вход измерителя 14 временного интервала, вызывает его останов. За-, пуск измерителя 14 временного интервала производится в момент появления импульса на вьгходе второго детектора 5 (фиг.Зв) при условии единичного состояния триггера 9 (фиг.Зд). При этом в измерителе 14 временного интервала фиксируется временной интервал Ту, соответствующ1-гй времени прохождения пленкой отрезка Xj-X., т.е. расстояния между вторым и третьим датчиками.

. Сигналы с выхода второго датчика 2 (фиг,3л) и третьего датчика 3 (фиг.3м), вызванные прохождением пленки в зоне их срабатывания, поступают соответственно на вход амплитудных детекторов 16 и 19, откуда после детектирования (фиг.3н,о) поступают на входы первого 17 и второго 20 компараторов. Первый t7 и

второй 20 компараторы работают таким образом, что единичные импульсы на их выходах (фиг.Зп.,р) вьщеляются при превьшении уровнем входных сигналов заданных порогов срабатывания. Сериям положительных всплесков напряжения на выходах амплитудных детекторов 16 и 19 соответствуют серии единичных импульсов на выходах компараторов 17-и 20. Серия импульсов с выхода первого компаратора Т7 (фиг,3п) поступает на первый вход первого регистра 18, Эти импульсы производят запись в первый регистр 18 цифрового кода, поступающего на его второй вход с выхода измерителя 14 временного интервала. Таким образом, в момент поступления последнего импульса с первого компа1 1атора 17 на первый вход первого регистра 18 производится последняя запись циф5 . рового кода, В результате чего в ;первом регистре 18 фиксируется цифровой код временного интервала Тр (фиг.3с). В момент прохождения пленкой точки установки третьего датчи- :ка 3, когда импуль с с выхода второго элемента И 15 поступает на первый :вход дополнительного измерителя 23 iвременного интервала, происходит его запуск. Серия импульсов с выхода второго компаратора 20 (фиг.Зр) пос- :тупает на первый вход второго регист ;ра 21. Эти импульсы производят за- пись во второй регистр 21 цифрового I кода, поступающего на его второй 1ВХОД с дополнительного изме- |рителя 23 временного интервала, В мо |мент поступления последнего импульса с в-Горого компаратора 20 на |вход второго регистра 21 производит- 1 ся последняя запись цифрового кода с дополнительного измерителя 23 вре- |менного интервала. В результате чего во втором регистре 21 фиксируется цифровой код временного интервала Тр(фиг,3у). Сбррс дополнительного измерителя 23 временного интервала в нулевое состояние (фиг.3т) осуществляется импульсом с выхода первого элемента И 11, поступающего на его второй вход. Цифровые коды,соответствующие значениям измеряемых временных интервалов Т р , Tp,j, Ту с выходов первого регистра 18, измерителя 14 временного интерваша и второго регистра 21,подаются соответственно на первый, второй и третий входы вычислителя 22.

В вычислителе 22 после завершения второго временного интервала Т/; с приходом сигнала с. выхода второго формирователя 13 на его четвертый вход выполняются следующие операции.

Определяются величины относительных прогибов в точках Xj по формулам

h, Тр,/Т,; (1) hi Тр,,/Т„. (2)

Определяется величина объемного расх;ода по формуле

Q..M (К,+К,,)/Т„, (3)

при этом, величина Кр задается постоянной в виде К о ilr21, величины

415193.

кодов К и К связаны с величинами

относительных прогибов пленки Ь и h

2

К, h l1irV2;(4)

К-г .Ь211Гг2/2;(5)

Kg . (6)

К .(7)

При работе вычислителя 22 операции деления (1) и (2) выполняются в делителях 24 и 25, операции возведения в куб - в блоках 30 и 31 возведения в куб (ББК) и соответствуют уравнениям (6) и (7). При этом коэффициенты передачи этих блоков равны 1Г/6. Операции суммирования и деления по

формуле () выполняются соответственно в сумматоре 27 и третьем делителе 26.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения скорости перемещения ттленки в пузырьковых расходомерах по п.1 авт.св. № 1096588, о т л и ч а та Щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй компараторы, дополнительный измеритель временного

интер вала и вычислитель, первый вход которого связан с выходом первого регистра, первый вход первого регистра через последовательно включенные первый компаратор и первьй амплитудный детектор подключен к выходу вто- , рого датчика, а второй .вход первого регистра связан с выходом измерителя временного интервала и вторым входом вычислителя, третий вход которого подключен к выходу второго регистра, первый вход второго регистра через последовательно включенные второй компаратор и второй амплитудный детектор связан с выходом третьего

датчика, а его второй вход - подключен к выходу дополнительного измерителя временного интервала, первый вход которого связан с выходом второго элемента И, а второй вход - с

выходом первого элемента И, четвертый вход вычислителя связан с выходом второго формирователя временного интервала, при этом вычислитель сос- тоит из первого, второго и третьего делителей, первого и второго блоков возведения в куб, перрого и втр- рого масштабных блоков, источника постоянного кода и сумматора, пер- вьй и второй входы которого подключены через первый и второй масштабные блоки к выходам первого и второго делителей, выходы первого и второго делителей подключены через первый и второй блоки возведения в куб к третьему и четвертому входам сумм.атора, пятый вход котррого подключен к выходу источника постоян

ного кода, первый и третий входы вычислителя являются первыми входами первого и второго делителей, вторым входом вычислителя являются соединенные вместе входы первого, второго и третьего делителей, первьй вход третьего Делителя подключен к выходу сумматора, третьи входы первого, второго и третьего делителей объединены и являются четвертым входом вычислителя, выходом вычислителя и устройства является выход третьего .делитеЛя,

Изобретение относится к пузырьковым расходомерам и может быть ис- пользрвано для точного измерения расхода и скорости потока газа. Целью изобретения является повьппение точности измерения за счет учета изменения объема газа в трубке, вызванного прогибом движущейся пленки. Учет изменения объема газа за счет прогиба пленки достигается дополнительно введеннь Ми амплитудными детекторами 16, 19, входы которых соединены с выходами датчиков 2 и 3. Информация об огибающей сигналов с выхода амплитудных детекторов содержит данные об относительном прогибе пленки при прохождении ею датчиков 2, 3 и поступает через компараторы 17, 20 н а регистры 18, 21 соответственно. На вькоде регистра 18 формируется код (число), равньш величине относительного прогиба, пленки в зоне срабатывания датчика 2, а на выходе регистра 21 - величина относительного прогиба пленки при прохождении ею датчика 3. В вычислителе 22, в который поступает информация с выходов регистров 18, 21, вычисляется изменение объема га- за по величинам относительного проги- -ба пленки в точках датчиков 2,3. Это изменение объема газа учитывается, что приводит к повышению точности, 3 ил. .

Фиг.2