Компенсационный расходомер обтекания Советский патент 1989 года по МПК G01P5/14 G01F1/34 

Изобретение относится к измери- технике и мстжет быть исполт - зовано для измерения расхода газа или жидкости.

Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне измерения.

На чертеже представлена схема компенсационного расходомера обтекания с несколькими участками измерения.

Расходомер содержит измеритель 1, вход которого посредством подпружиненного рычага 2 соединен с осью 3 вращения размещенного в измеряемом потоке жидкости или газа крыла 4 обтекания, переключатель 5 участков измерения, вход которого связан с выходом измерителя 1 и входом блока 6 индикаторов, зыходы связаны с соответствующими управляющими входами блока

6 индикаторов. Измеритель 1 выполнен в виде HHeBMOcyN NiaTopa 7 с камеро; 8 отрицательной обратно снязи, включенного с помощью постоянного сопротивления 9, усилителя 10 мо1ЦН(.и :тп и делителей 11 и 12 по схеме усп.тито- ля 13, давление питания через соиро- , тивление 9 подклнэче ю к входу пнта- НИИ пневмосумматора 7, выход которого посредством усилителя 10 мощности связан с выходом измерителя 1 и через делители 1 и 12 с камерой 3 отрн- нательной обратной связи. OTiii ua ie. u.- ная камера 14 пненмосуь матора 7 ется его компенсацнонн м входом н соединена посредством нормально замкнутого контакта 15 и повторителя 16 соответственно с входом и В1.1ходом компенсатора 17 в виде двух параллельно включенных повторителе 18 и

4;ii (Х ю ю

00

со

19 с положительными (Р) и отрицательным (-4Р4) сдвигами, входы и выходы которых связаны соответственно с входом и посредством нормально разомкнутых контактов 20 и 21 с выходом компенсатора 17. Переключатель 5 участков измерения выполнен в виде двух элементов 22 и 23 сравнения, прямой и инверсньш входы которых соединены тельной камере 14 и давления Pg в ката поддиапазонов измерения. Вход блока 6 связан со стрелкой 41.

Работа расходомера обтекания основана на принципе пневматической силовой компенсации усилия динамического давления Р измеряемого потока на крыло 4 обтекания усилиями компенсационного давления Р в отрицаего входом, другие - с выходами соответствующих задатчиков 24 и 25 давления верхнего (0,1 МПа) и нижнего (0,02 МПа) уровней срабатьшания, а выходьг подключены к входам соответствующих импульсных элементов 26 и 27 выходы которых связаны с управляющими входами соответствующих элементов 26 и 27, посредством переменных сопротивлений 28 и 29. Одновременно выходы элементов 26 и 27 соединены с первым и вторым выходами переключателя 5 и одними входами двух элементов И 30 и 31, параллельно вклютельной камере 14 и давления Pg в ката поддиапазонов измерения. Вход блока 6 связан со стрелкой 41.

Работа расходомера обтекания основана на принципе пневматической силовой компенсации усилия динамического давления Р измеряемого потока на крыло 4 обтекания усилиями компенсационного давления Р в отрицамере 8 отрицательной обратной связи. Компенсационное давление в камере 14 формируется компенсатором 17. В линии выхода измерителя 1 формирует- ся давление , являющееся мерой измеряемого расхода рабочего поддиапазона измерения.

PI К(Р4- РН);

0,02 МПа . PBJ, iO,I МПа,

где К - коэффициент усиления, устанавливаемый переменным сопротивлени

Изобретение относится к измерительной технике ,в частности, к устройствам измерения расхода газа или жидкости. Цель изобретения - повышение точности измерения. Расходомер содержит крыло обтекания, соединенное с компенсационным измерителем, переключатель участков измерения и блок индикаторов. Входы поддиапазонов измерения блока индикаторов соединены с выходами поддиапазонов измерения переключателя участков измерения. Диапазон измерения с нелинейной расходной характеристикой делится на участки, в пределах которых расходная характеристика линейна. Измерение расхода производится на линейных участках. 1 ил., 1 з.п. ф-лы.

ченных цепочек, а,в,,..,г, переключе-25

ния участков измерения. Управляющие входы элементов ЗАПРЕТ 32 и размыкателя 33 цепочек связаны соответственно с входом элемента 34 памяти последующей цепочки и выходами импульсных элементов 26 и 27 посредством элемента ИЛИ 35. Выход элемента ЗАПРЕТ 32, являющийся выходом цепочки, подключе к соответствующему выходу переключатля и посредством размыкателя 33 и ем-,

кости 36 к другим входам соответстве

но второго элемента И 31 своей и первого элемента И 30 последующей цепочек переключателя. Выходы элементов И 30 и 31 подключены соответственно входам Запоминание и Стирание элеменга 34 памяти, выход которого связан с входом элемента ЗАПРЕТ 32. Выход шемента 34 z памяти последней цепочки соединен с последним выходом переключателя и другим входом второг элементи И 31. -Вход элемента ЗАПРЕТ 32а первой цепочки соединен с линией 37 питания. Дополнительные два выхода переключателя 5 соединены с соответствующими управляющими входами ко тактов 20 и 21 компенсатора 17 и посредством элемента ИЛИ 38 с управляющим входом нормально замкнутого контакта 15 измерителя 1. Блок 6 индикаторов содержит несколько (по числу участков измерений) индикаторов 39а, 39B,...,39z, соответствующих шкалам 40а,40в,...,40z отсче

Диапазон измеряемого динамического давления Р, соответствующий измеряемому расходу Q, разбивают на п одинаковых участков с давлением Р4 каждый:

Р 4

Компенсационное давление Р,, т-го рабочего участка измерения сом, т

(т-1)ЛР ,

где m - номер рабочего участка измерения, О га п.

Таким образом Рвьи -(т-1)4Р,

К Р,; О Р, 4Р4.

Усилитель 13 настраивают переменным сопротивлением так, что при PJ 0, Pjn, 0,02 МПа, при Pg

. 0,1 МПа.

На выходах повторителей 18 и 19 устанавливают соответственно положительный ( &) и отрицательный (-йРд) сдвиги давления.

Шкалы 40а, 40B,.i.,40z отсчета поддиапазонов измерения размечены следующим образом: 40а - (CJ-Q соответствует давление О- ,

40н - (Q 1 QJ) соответствует длвле : нме 4Рд - 40z-(Q.,- OJ соответствует давление (n-l)P - Р

При включении устройства, когда пыходы элементов 22 и 23 сравнения

Р11 23

-О РЗ управляющий

вход элемента ЗАПРЕТ 32а первой цепочки а О В результате вмход элемента ПНИ 35 Р, 0. выход Pj каждо- го элемента 32 соединен контактом соответствующего размыкателя 33 с другими входами второго элемента И 31 своей цепочки и первого элемента И 30 последующей.

520 РМ«

Р 30 в

где Р

30

давление другого входа первого элемента И ЗОв цепочки в. Расходомер работает на первом участке измерения Рj О горит индикатор 39а. Отсчет показаний стрелки 41 следует производить по шкале 40а,

Переключение сигналов в линиях выхода переключателя с одной цепочк в последующую происходит, когда вых Р1 - ГГа (переключение в прямом направлении), или в предыдущую, когда Рдь,х Р, гО,02 МПа (перключение в обратном направлении) ,

Р 0,1 МПа, Р, 35 . где Р з„в Р

При Р4 7 4Р

Р заь

1«

4 Р

давление одного входа элемента ЗОв цепочки в.

Сигнал Р

30 в

отсекается разомкнувшимся контактом размыкателя ЗЗа в другом входе элемента И ЗОв. В связи с тем, что Р 30 в выходе элемента ЗОв формируется сигнал Р/ов 1, который повторяется и запоминается на выходе элемента 34в памяти второй цепочки в: 1. Выходной сигнал первой цепочки а зго сбрасывается в атмосферу с элемента 32а, поскольку Pj 8 на выходе элемента 32в и выходе второй цепочки в переключателя 5 формируется сигнал Р32 в - 1. зажигается индикатор 39в, отсчет показаний стрелки 41 следует вести по шкале 40в,

Р,4

Р

JP«-Pj,,, Р, 0,02 24 п О, Р 35 сигналы и

I. Расходомер работает на вто 30 с

ром участке измерения.

При Р (Р Pg) - PI 0,02 Мпа-

FIT 1 -p j,e ; РЗ. e РЗ

РЗ, в - Pj4e О - Рзгв 0- гаснет индикатор 39в - РЭЯ. зажигается индикатор 39а, Р Р|4

О

Р , 0,1 МПа

Z.-7

ЗОВ

:

ч- Q

15

20

о

В расходомере произошло переключение сигнала в обратном направлении со второго участка на первь;;).

Повышение точности в широком диапазоне измерения достигается за счет выполнения измерителя в виде пневмосумматора с камерой отрицательной обратной связи, включенного по схеме усилителя, к измерительному входу которого подключено усилие крьша обтекания, компенсационный вход связан с компенсатором, управляющие входы которого соединены с дополнительными двумя выходами переключателя участков измерения, вход которого связан с выходом измерителя, а выход - с управляющими входами блока индикаторов. Такое выполнение расходомера,,позволяет измерять расход линейных участков, аппроксими- руют.их нелинейную расходную характе- 25 ристику.

Формула изобретения 1. Компенсационный расходомер обтекания, содержащий крыло обтека30 ния, соединенное с измерителем, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен переключателем участков измерения и блоком индикаторов, вхо35 ды поддиапазонов измерения которого соединены с выходами поддиапазонов измерения переключателя участков измерения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым

40 входами измерителя, выход которого соединен с входом блока индикаторов и входом переключателя участков измерения, причем измеритель выполнен в виде пневмосумматора, включенного

45 с помощью постоянного сопротивления, усилителя мощности и делителя по схеме усилителя, измерительный вход которого соединен с крылом обтекания, а компенсационный вход - с выходом

У) первого повторителя и через нормально замкнутый контакт - с входами второго и третьего повторителей, выходы которых через нормально разомкнутые контакты соединены с входом первого

55 повторителя, первый и второй входы измерителя через элементы ИЛИ соединены с управляющим входом нормально замкнутого контакта, выход усилителя мощности является выходом измерителя.

5

0

являются пых(лами псроключлте.чп, vn- РЛНЛЧЮ1ЧИЙ лх(1Д тлемешл 3AIIPKT цеггоч- ки Hf pt K. ючепия соединен с выходом элемента памяти послелующей 1И 1тпчки, входы которог о соедушены соответственно с 1и 1хо;1ами иерпогсз и второго элементов И иепочки, второй вход перво- го элемента И послелую1ией цепочки через емкость и размыкатель соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ предыдущей цепочки, который является выходом соответствующего поддиапазона измерения переключателя, второй вход второго элемента И каждой цепочки соединен через емкость и размыкателт. с выходом элемента ЗАПРЕТ данной цепочки, управляю1цие входы размыкателеГ; соеди- с выходом элемента ИЛИ, выход элемента памяти последней цепочки соединен с вторым входом второго элемента И и является выходом последнего поддиапазона измерения.

,Т

tOt S