Устройство для измерения параметров парогазовой смеси Советский патент 1989 года по МПК G01K17/06 G01F1/00 

/V -

Изобретение относится к области тепловых измерений, а именно к устройствам для измерения количества теплоты и газа,

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы.

Устройство (фиг.1) содержит первичный измерительный преобразователь (ПКП) 1 давления, включенный в схему преобразователя 2 давления в электрический сигнал, ПИП 3 температуры пара включенный в схему 4 преобразователя температуры пара в электрический сигнал, ПИП 5 разности давлений, включенный в первую 6 и во вторую.7 схемы преобразователей разности давлений в электрические сигналы, ПИП 8 температуры воды в источнике водоснабжения, включенный в схему 9 преобразователя температуры воды в электрический сигнал, интегратор 10 с входом уставов- ки в нулевое состояние, первый 11, второй 12, третий 13 интегральные АПП двойного интегрирования, первый 14, второй 15, третий 16 ключи, пер- вьй 17 и второй 18 блоки синхрониэа- ПИИ работы АЦП, переключатель 19 уста новки масп1табного коэффициента, счетчик 20 импульсов, переключатель 21 установки коэффициента сжимаемости.

Устройство работает следующим образом.

Циклы преобразования (фиг,2) Тц, первого II АЦП, Тц,. второго 12 АЦП, Тц, третьего 13 АЦП, состоящие из трех тактов, имеют постоянную длитель ность, причем соблюдается условие Тц, 2Ту, .

В первом такте преобразования первого АЦП 1I в течение времени Т, (фиг,2,а) напряжение Up с выхода преобразователя 2 давления в электрический сигнал поступает на аналоговый первый вход (Ир,) АЦП 1 . Во втором такте преобразования напряжение Uf с выхода преобразователя 4 температуры пара в электрический сигнал в течение времени t поступает на второй вход опорного напряжения (Up) АЦП 11, Интегратор АЦП 11 заряжается и разряжается (фиг,2,б), Дпительность t, времяимпульсного сигнала на первом выходе АЦЦ 11 с учетом характеристик преобразователей 2 и 4 соответственно (p+A) и .„ (Т„.+Б) равна (фиг.2,в):

К

+ А

Ч ГЕ

(I)

где

RTn г - °стоянные коэффициенты ,

Сигнал длительностью t, поступает на первый вход первого блока 17 синхронизации, на второй вход которого поступает сигнал t третьего такта автокоррекции нуля с второго выхода второго АЦП 12. Блок 17 синхронизации вырабатывает сигнал t,t,,

Сигнал длительностью Т, tj (фиг,2,г) закрьшает второй ключ 15 и напряжение с выхода первого преобразователя 6 разности давлений в электрический сигнал поступает на первый вход (Ug) АЦП 12. Напряжение V

с выхода преобразователя 9

температуры воды в электрический сигнал в течение времени t поступает на второй вход (U) АЦП 12. Интегратор АЦП 12 заряжается и разряжается (фиг.2,д)„ Длительность t время- импульсного сигнала на первом выходе второго АЦП 12 с учетом характеристик преобразователей 6 и.К р- Др

и 9 и

TUB

хв

(Т,)

и выражения (1)

равна( фиг.2,е):

J.E(EIA).

к,

(Т„+Б)(Т,-.В) ,

(2)

К т -1 -- 2. If If

ip

В - поQ

5

0

5

стоянные коэффициенты.

Сигнал длительностью t поступает на первый вход второго блока 18 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал tд).з третьего такта автокоррекции нуля с второго выхода третьего АЦП 13, Блок 18 синхронизации вырабатывает .j (фиг.2,е).

Сигнал длительностью закрывает третий ключ 16 и напряжение Up-z. пропорциональное квадрату значения

if

масштабного коэффициента С с выхода переключателя 19 установки масштабного коэффициента, поступает на первый вход (Ug ) третьего АЦП 13.

Напряжение с7др с выхода второг-о . преобразователя 7 разности давлений в электрический сигнал поступает на вход интегратора 10 с входом установки в нулевое состояние и во втором такте преобразования t третьего АЦП 13 напряжение с выхода интегратора 10, линейно воэрастаю щее (по аб7 солютной величине, сМфеИ г р нафиг.2,ж), подается на второй вход () АЦП 13. Интегратор АЦП 13 заряжается и разряжается (фиг,2,з)о Длительность импульса t,j с учетом характеристик преобразователя 7 (Д+лр) и переключателя 19 Uj.4 Kj С равна;

j

2t

t;

jiii

вЧ

где С - постоянная интегрирования

интегратора третьего А1Щ 13,

с учетом (2) определяется выражением:

К,

где К,

стоянные коэффициенты„

Коэффициенты А, Б, В, Д являются параметрами настройки устройства.

Сигналом t, открывается первый ключ 14 и на счетчик 20 импульсов начинают поступать импульсы f с второго выхода первого АЦП 11. Число импульсов N, за время t пропорционально количеству теплоты q, переносимому перегретым паром (,и) с учетом изменения поправочного множителя на распшрение среды:

(Д-ь4р)(Т„+Б)(Т,5+В)

где К - постоянный коэффициент.

Значения поправочного множителя на расширение в (4) соответствует приближенно гу эмпирическому выражению (3):

-К

1

(Д -t-Ap)

;

где Kj - постоянный коэффициент.

Выражение (5) имеет методическую погрешность ±0,5% от действительного значения и при извлечении квадратного корня уменьшается в два раза.

Изменение значений поправочного множителя от давления учитывается при нахождении коэффициентов Кр и А характеристики преобразователя 2, из менение от температуры учитывается характеристикой преобразователя 4.

Устройство позволяет повысить точность измерения количества теплоты, переносимого перегретым паром в теплоэнергетических установкак, путем учета изменения величины поправочного множителя на расширение измеряемой среды на сужающем устройстве от измеиения перепада давления, давле0 ния и температуры пара.

При изменении количества газа напряжение и с выхода переключателя установки коэффициента сжимаемости в течение времени t поступает иа

5 второй вход (Uon,) АЦП II, Интегратор АЦП 11 заряжается и разряжается (фиг,2,д). Длительность t времяим- пульсного преобразователя 6 идр К ip переключателя установки коэф0 фициента сжимаемости U, Кц К и выражения (1) равиа:

t к i Ч г (т-ьБ)К у

у

-,

25

30

40

45

50

где v к постоянные Кц С

коэффициенты„

Сигиал длительностью tg поступает на первый вход второго блока 17 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал третьего такта автокоррекции нуля с второго выхода третьего АЦП 12. Блок 17 синхронизации вырабатывает сигнал 35 (фиг,2,е).

Сигнал длительностью закрывает третий ключ 15 и напряжение

и,г.

пропорциональное квадрату значе2.

ния масштабного коэффициента с выхода переключателя 18 установки масштабного коэффициента, поступает на первый вход (lJg,j) третьего АЦП 12« Напряжение с выхода второго преобразователя 7 разности давлений в электрический сигнал поступает на вход интегратора 9 с входом установки в нулевое состояние и на втором такте преобразования t третьего АЦП 12 напряжение с выхода интегратора 9, линейно возрастающее, подается на второй вход (1 опз ) 2. Интегратор АЦП 12 заряжается. Длительность им-. пульса tj равна:

55

п

Цс

АР

где t - .постоянная интегрирования интегратора третьего АЦП 12,

опреде(7)

лр

В пос тоя иные коэффициейты,

Коэффициенты А, Б и В являются параметрами настройки устройства.

Сн1-налом t;j открывается первый ключ 13 и на счетчик 19 начинают поступать импульсы f опорной частоты с второго выхода первого АЦП 10 Число импульсов N за время t пропорционально количеству гаяа с учетом изменения коэффициентов распшре- ния среды на СУ и сжимаемости

15

второй блок синхронизации, первый вход которого соединен с первым выходом второго аналого-цифрового преобразователя и с четвертым входом первого блока синхрониза11 1и, второй вход соединен с вторым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход - с первым выходом первого блока синхронизации и с третьим входом второго аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход - с первым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, с входом установки в нулевое состояние интегратора и с управляющим входом первого ключа, первый выход соединен с треть20

О к . Г л ClEiA).,,

Л гв+лпит+

j (в+йрУ(т+к)- к

где К, К - постоянный коэффициент

Устройство позволяет повысить точность измерения количества газа путем учета изменения коэффициента расширения среды и значения коэффициента сжимаемостИс

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров парогазовой смеси, содержащее установленные в трубопроводе первичим входом третьего аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с управляющим входом третьего ключа, вход которого соеди нен с первым входом третьего аналого-цифрового преобразователя и с выходом переключателя установки масштабного коэффициента, а (8) 25 выход соединен с общой шиной устройства, первый вход первог о блока синхронизации соединен с первым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с вторым выходом второго аналого-цифрового преобразователя, третий вход - с вторым выходом первого аналого-цифрового преобразователя и с входом первого ключа, выход которого соединен со счетчиком импульсов, второй выход первого блока синхронизации соединен с управляющим входом второго к;тча, вход которого соединен с входом второго аналого-цифрового преоб30

35

второй блок синхронизации, первый вход которого соединен с первым выходом второго аналого-цифрового преобразователя и с четвертым входом первого блока синхрониза11 1и, второй вход соединен с вторым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход - с первым выходом первого блока синхронизации и с третьим входом второго аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход - с первым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, с входом установки в нулевое состояние интегратора и с управляющим входом первого ключа, первый выход соединен с треть

Изобретение касается измерений количества теплоты и газа. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит первичные преобразователи давления, температуры пара, разности давлений, температуры воды, включенные в схемы преобразования в электрический сигнал. Устройство также содержит АЦП 11...13, ключи 14...16, блоки 17, 18 синхронизации АЦП, интегратор 10, переключатель 19 установки масштабного коэффициента, счетчик 20 импульсов. 2 ил.

ные измерительные преобразователи разователя и с выходом г.ервой схемы

преобразователя разности давлений в электрический сигнал, а выход соедич нен с общей шиной устройства, при этом выход схемы преобразователя дав ления в электрический сигнал соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход схемы преобразователя температуры пара в электрический сигнал соединен с вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход схемы преобразователя темпер пуры воды в электрический сигнал - с вторым входом второго аналого-циф)(1вого преобразователя, выход интеграпора - с вторым входом третьег о аналого-цифрового преобразователя, а вход соединен с выходом второй гхемы преобра зователя разности данлени н электри

ности давлений, давления и температуры пара, температуры воды в источнике водоснабжения, включенные соответственно в схемы преобразователей разности давлений, давления и темпера- туры пара, температуры воды в электрические сигналы, интегратор с входом установки в нулевое состояние, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй ключи, блок синхронизации, счетчик импульсов отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены переключатели установки масштабного коэффициента и коэффициента

сжимаемости газа, вторая схема преобразователя разности давлений в электрический сигнал, третий аналого-цифровой преобразователь, третий ключ.

разователя и с выходом г.ервой схемы

преобразователя разности давлений в электрический сигнал, а выход соедич нен с общей шиной устройства, при этом выход схемы преобразователя давления в электрический сигнал соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход схемы преобразователя температуры пара в электрический сигнал соединен с вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход схемы преобразователя темпер пуры воды в электрический сигнал - с вторым входом второго аналого-циф)(1вого преобразователя, выход интеграпора - с вторым входом третьег о аналого-цифрового преобразователя, а вход соединен с выходом второй гхемы преобразователя разности данлени н электрический сигнал, вход которой соединен с выходом преобразователя разности давлений, выход переключателя усСоставитель В.Ярыч Редактор К.Крупкина Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Заказ 7840/3h

Тираж 573

ВНИИШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113(135, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент. г.Ужгород, ул. Гагарина,101

тановки коэффициента сжимаемости газа соединен с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя,

Подписное