Устройство для измерения количества теплоты Советский патент 1988 года по МПК G01K17/06 

4

ю

ел

4

ел

Изобретение относится к области тепловых измерений, а именно к устройствам для измерения количества теплоты, переносимого перегретым паром в теплоэнергетических установках, - теплосчетчикам.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерений количества теплоты, переносимого перегретым паром, путем учета температуры исходной воды, служащей для получения перегретого пара.

На фиг. 1 приведена блок-схема устрой- ю ства; на фиг. 2 - функциональная схема блока синхронизации работы аналого-цифрового преобразователя (АЦП); на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу АЦП и блока синхронизации работы АЦП.

Устройство содержит первичный измери- тельный преобразователь 1 давления, включенный в схему преобразователя 2 давления в электрический сигнал, первичный измерительный преобразователь 3 температуи с учетом характеристик преобразователей 2 и 4 Up Кр(Р+А) и (Т„+Б) определяется выражением

Тп+Б

где К|, Кр, Ктп., А, Б - постоянные коэффициенты.

Сигнал длительностью iz поступает на пер вый вход блока 14 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал ТА|С| третьего такта автокоррекцин нуля с второго выхода второго АЦП 11. Блок 14 делит частоту сигнала tz после инвертора 19 делителем 22 (фиг. 3 г), с помощью логического элемента И-НЕ 25 и инвертора 21 выбирает времяимпульсные сигналы iz2 (фиг. 3 д) и синхронизирует начала первых тактов циклов преобразования второры пара, включенный в схему преобразо- 2о го АЦП 11 (фиг. 3 д) с началом вторых тактов циклов преобразования первого АЦП 10 (фиг. 3, в) с помощью элементов И-НЕ 24, 26 и 27 инвертора 20 и делителя 23 опорной частоты fo импульсов на два (фиг. 2)

Резисторы 16-18 служат для создания 25 необходимых уровней напряжения на 1,4 и 2-м входах блока 14 синхронизации.

Сигнал длительностью закрывает второй ключ 13, и напряжение UAp с выхода преобразователя 6 разности давлений в электрический сигнал поступает на аналователя 4 температуры пара в электрический сигнал, первичный измерительный преобразователь 5 разности давлений, .включенный в схему преобразователя 6 разности давлений в электрический сигнал, первичный измерительный преобразователь 7 температуры исходной воды, включенный в схему преобразователя 8 температуры исходной воды в электрический сигнал, интегратор 9 с входом установки в нулевое состояние, первый 10 и второй II интегральные АЦП двойного интегрирования, первый говый первый вход (Uexa) второго АЦП 11.

12 и второй 13 ключи, блок 14 синхронизации работы АЦП, счетчик. 15 импульсов.

Блок 14 синхронизации работы АЦП (фиг. 2) содержит резисторы 16-18, инверторы 19-21, делители 22 и 23 частоты импульсов на два, логические элементы И-НЕ 24-27.

Устройство работает следующим образом.

Циклы преобразования (фиг. 3) Тц2 первого АЦП 10 и Тц1 второго АЦП 11, состоящие из трех тактов, имеют постоянную длительность, причем соблюдается условие

Тш 2Тц2.

В первом такте преобразования первого АЦП 10 в течение времени Т2 (фиг. 3 а) напряжение Up с выхода преобразователя 2 давления в электрический сигнал поступает на аналоговый первый вход UBX; АЦП 10. Напряжение Urri с выхода преобразователя 4 температуры пара в электрический сигнал поступает во втором такте преобразования на второй вход Uo,,, первого АЦП 10. Интегратор АЦП 10 заряжается и разряжается (фиг. 3 б). Длительность времяимпульсно- го сигнала на первом выходе первого АЦП 10

35

40

Напряжение UTXB с выхода преобразователя 8 температуры исходной воды в электрический сигнал поступает на вход интегратора 9 с входом установки в нулевое состояние, и во втором такте преобразования t| второго АЦП 11 напряжение с выхода интегратора 9, линейно возрастающее (по абсолютной величине, фиг. 3 е) поступает на второй вход Uona АЦП И. Длительность импульса

v

2Т2- ts

UAP UTXB

где Т2 - постоянная интегрированная интег 45ратора АЦП 11,

и с учетом характеристик преобразователей 6 и 8 идя КА А/- и UTXB Ктхв (Тхв -f -|- В) определяется выражением

50

Wt2TT Кз-/

ДР(Р 4- А) (Тп+Б}(Тхв+В)

55

где К2, Кз, КАР. Ктхв, В - постоянные коэффициенты, являющиеся параметрами настройки устройства. Сигналом ti открывается ключ 12 и на счетчик 15 импульсов начинают поступать счетные импульсы с второго выхода первоt2 T2

и

итп

и с учетом характеристик преобразователей 2 и 4 Up Кр(Р+А) и (Т„+Б) определяется выражением

Тп+Б

где К|, Кр, Ктп., А, Б - постоянные коэффициенты.

Сигнал длительностью iz поступает на пер вый вход блока 14 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал ТА|С| третьего такта автокоррекцин нуля с второго выхода второго АЦП 11. Блок 14 делит частоту сигнала tz после инвертора 19 делителем 22 (фиг. 3 г), с помощью логического элемента И-НЕ 25 и инвертора 21 выбирает времяимпульсные сигналы iz2 (фиг. 3 д) и синхронизирует начала первых тактов циклов преобразования второго АЦП 11 (фиг. 3 д) с началом вторых тактов циклов преобразования первого АЦП 10 (фиг. 3, в) с помощью элементов И-НЕ 24, 26 и 27 инвертора 20 и делителя 23 опорной частоты fo импульсов на два (фиг. 2)

35

40

Напряжение UTXB с выхода преобразователя 8 температуры исходной воды в электрический сигнал поступает на вход интегратора 9 с входом установки в нулевое состояние, и во втором такте преобразования t| второго АЦП 11 напряжение с выхода интегратора 9, линейно возрастающее (по абсолютной величине, фиг. 3 е) поступает на второй вход Uona АЦП И. Длительность импульса

v

2Т2- ts

UAP UTXB

где Т2 - постоянная интегрированная интег 45ратора АЦП 11,

и с учетом характеристик преобразователей 6 и 8 идя КА А/- и UTXB Ктхв (Тхв -f -|- В) определяется выражением

50

Wt2TT Кз-/

ДР(Р 4- А) (Тп+Б}(Тхв+В)

55

где К2, Кз, КАР. Ктхв, В - постоянные коэффициенты, являющиеся параметрами настройки устройства. Сигналом ti открывается ключ 12 и на счетчик 15 импульсов начинают поступать счетные импульсы с второго выхода первого АЦП 10. Число счетных импульсов N за время ti пропорционально количеству теплоты Q, переносимому перегретым паром в теплоэнергетических установках, с учетом температуры Тхв исходной воды

П-К -../АР(Р + А) Q - К V /Т„ + Б (Тх,

(Tn + B){TxB-f В)

которого соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя и с выходом схемы преобразователя разности давлений в электрический сигнал, выходы схем преобразователей давления и температуры пара в электрический сигнал соединены соответственно с первым и вторым входами второго аналого-цифрового npeq6pa3o- вателя, выход схемы преобразователя температуры зоды в электрический сигнал соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, первый выход которого соединен с четвертым чхо- дом блока синхронизации, управляющим вхо

где К4 - постоянный коэффициент.

Устройство позволяет повысить точность измерения количества теплоты, переносимого перегретым паром, путем учета количества теплоты, вносимого источником водоснабже- 5 ДО первого ключа и входом установки в ния, что повышает точность определения нулевое состояние интегратора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен блок синхронизации, содержащий первый, второй и третий резисторы, первый, второй и третий инверторы, 20 первый и второй делители частоты имиуль- сов на два, первый, второй, .третий и четвертый логические элементы И-НЕ, при этом первый вход блока синхронизации соединен с входом первого инвертора и первым вы- давления и температуры пара, включенные 25 водом первого резисторг;, второй вывод ко- соответственно в схемы преобразователей торого соединен с шиной питания, второй давления и температуры пара в электрические сигналы, интегратор с входом установки в нулевое состояние, первой аналого-цифровой преобразователь, первый кл.юч, счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с ЗО целью повышения точности измерений колиэконо.мичности теплогенерирующих установок.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения количества теплоты, переносимого перегретым паром, содержащее установленные в трубопроводе первичные измерительные преобразователи

вход блока соединен с входом второго инвертора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, третий вход блока соединен с входом второго делителя частоты импульсов на два, четвертый вход блока соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с шиной питания, второй вход первого элевход блока соединен с входом второго инвертора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, третий вход блока соединен с входом второго делителя частоты импульсов на два, четвертый вход блока соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с шиной питания, второй вход первого элечества теплоты, переносимого перегретым паром, в него дополнительно введены первичный измерительный преобразователь разности давлений, включенный в схему преобразователя разности давлений в электри- 35 мента И-НЕ соединен с выходом второго ческий сигнал, первичный измерительный инвертора, вход первого делителя частоты преобразователь температуры воды в источнике водоснабжения, включенный в схему преобразователя температуры воды в электрический сигнал, второй аналого-цифровой преобразователь, второй ключ, блок синх- ронизации, первый вход которого соединен с первым выходом второго аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен с первым входом первого клюимпульсов на два соединен с выходом первого инвертора и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого делителя частоты импульсов на два, а выход соединен с входом третьего инвертора, выход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации и первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с

ча и с третьим входом блока синхрони- .г выходом первого элемента И-НЕ, выход тре,., , . . ..11ТТ . . ...

зации, первый выход которого соединен с третьим входом первого аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен с вторым входом блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход

тьего элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты импульсов на два, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с первым выходом блока синхронизации.

0

которого соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя и с выходом схемы преобразователя разности давлений в электрический сигнал, выходы схем преобразователей давления и температуры пара в электрический сигнал соединены соответственно с первым и вторым входами второго аналого-цифрового npeq6pa3o- вателя, выход схемы преобразователя температуры зоды в электрический сигнал соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, первый выход которого соединен с четвертым чхо- дом блока синхронизации, управляющим вхо5 ДО первого ключа и входом установки в нулевое состояние интегратора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен блок синхронизации, содержащий первый, второй и третий резисторы, первый, второй и третий инверторы, первый и второй делители частоты имиуль- сов на два, первый, второй, .третий и четвертый логические элементы И-НЕ, при этом первый вход блока синхронизации соединен с входом первого инвертора и первым вы- водом первого резисторг;, второй вывод ко- торого соединен с шиной питания, второй

вход блока соединен с входом второго инвертора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, третий вход блока соединен с входом второго делителя частоты импульсов на два, четвертый вход блока соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с шиной питания, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго инвертора, вход первого делителя частоты

мента И-НЕ соединен с выходом второго инвертора, вход первого делителя частоты

импульсов на два соединен с выходом первого инвертора и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого делителя частоты импульсов на два, а выход соединен с входом третьего инвертора, выход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации и первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с

выходом первого элемента И-НЕ, выход тревыходом первого элемента И-НЕ, выход тре..11ТТ . . ...

тьего элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты импульсов на два, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с первым выходом блока синхронизации.

Изобретение касается тепловых измерений и относится к устройствам для измерения количества теплоты, переносимого перегретым паром в теплоэнергетических установках. Цель изобретения - повышение точности измерения ко. ;ичества теплоты. Устройство содержит первичные преобразователи 1, 3, 5, 7 давления, температуры пара, разности давлений и температуры холодной воды соответственно. Первичные преобразователи включены соответственно в схемы 2, 4, 6, 8 преобразователей первичных величин в электрические сигналы. В устройство входит также интегратор 9, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй АЦП 11, ключи 12 и 13. Блок 14 синхронизирует работу АЦП. Число импульсов, накопленных счетчиком 15, пропорционально количеству теплоты, переносимому перегретым паром. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. о (Л