Устройство для измерения суммарного расхода жидкостей и газов Советский патент 1990 года по МПК G01F1/00 

ретий счетчик 10, сумматор 11, элеент И 12, элементы 13 неравнозначно- 20 ти, инвертор 14, элемент ИЛИ 15, ервый коммутатор 16, первый 17 и торой 18 управляемые генераторы, ервый фазочувствительный детектор 9, второй фазочувствительный детек- 25 тор 20, второй коммутатор 21, образцовый резистор 22, первый 23 и второй 24 регулирующие (переменные) резисторы, постоянный резистор 25, счетчик 26, результата и индикатор 27. ,Q

Устройство работает следующим образом .

Импульсы с выхода датчика 1 расхода синхронизируются импульсами опорного генератора 3 и в виде коротких импульсов (длительность импульса на выходе тактирующего устройства 2 равна половине периода сигнала на выходе генератора 3) поступают на входы установки в О счетчика 4 и триггеров 5-8. В этом состоянии коммутатор 16 подключает к входу счетчика 4 выход опорного генератотэа 3, а коммутатор 21 подключает к второму входу генератора 17 резистор 22 (состояние I) постоянной величины. Первый, следующий после этого, импульс генератора 17 устанавливает в 1 триггер 7, в результате чего коммутатор 21 переключается в состояние О, при котором ни один резистор не подключается к входу генератора 17, благодаря чему генератор 17 остается в том же полоении, сразу же после появления перепада на его выходе, так как процессы заряда-разряда времязадающих емкостей в этом генераторе прекращаются. Следующий после этого импульс генератора 3 устанавливает в 1 триг35

40

45

50

55

5

0

5

N4

2f

(1)

f. MOtKC,

где N - емкость счетчика 4;

частота импульсов генератора 3j

частота сигнала с выхода датчика 1 при максимальном расходе.

После первого переполнения счетчика 4 триггер 5 устанавливается в состояние 1. При этом коммутатор ,21 подключает к входу генератора 17 регулируемый резистор 23, от величины которого зависит частота генератора 17, фазочувствительный детектор 19 отключается, коммутатор 16 подключает к входу счетчика 4 выход генератора 17. Счетчик 4 начинает подсчитывать импульсы с выхода генератора 17. Частота этих импульсов регулируется резистором 23 так, чтобы время от начала счета до момента переполнения счетчика 4 в сумме с , бьшо равно периоду сигнала с выхода уже конкретного экземпляра датчика 1 при расходе, вьше которого коррекция ха- рактеристики датчика не требуется

N,

T7f ,Л72

(2)

моте.

где частота сигнала с выхода конкретного образца датчика,1 при расходе, выше которого коррекция не требуется.

После второго переполнения счетчика 4 устанавливается в 1 триггер 6, в результате чего коммутатор 21 подключает к входу генератора 17 второй регулирующий резистор 24, открывается элемент И 12.для прохождения импульсов генератора 17 на вход счетчика 9.

При поступлении очередного импульса с выхода тактирующего устройства 2 устройство приводится в исходное состоящее нулевое состояние устанавливаются триггеры 5-8 и счетчик 4.

Для турбинных расходомеров типа турбокванта, ротокванта характерным является увеличение импульс-фактора по мере уменьшения расхода - расходомеры с падающей характеристикой. Это означает, что частоту с выхода датчика 1 расхода необходимо корректировать в сторону уменьшения.

У некоторых типов расходомеров, например типа кента, по мере уменьшения расхода импульс-фактор уменьшается - расходомеры с поднимающейся характеристикой. В этом случае по мере снижения расхода частоту с выхода датчика расхода необходимо корректировать, в сторону увеличения .

В счетчик 26 результата измерения импульсы поступают с выхода старшего разряда сумматора 11. Объемы счетчиков 10 и 9 а также сумматора 11 одинаковы

в(.1Х

f,. t ,

(3)

где f-a частота на выходе переполнения счетчика 9;

I - частота на выходе переполнения счетчика 10.

Знак + относится к случаю, когда счетчик 9 суммирующий, знак - когда счетчик 9 вычитающий.

Таким образом, в случае использования расходомеров с падаюищми характеристиками счетчик 9 должен быть вычитающим, а с поднимающимися характеристиками - суммирующим.

Счетчик 10, фазочувствительный детектор 20 и управляемый генератор 18 представляют собой узел автоподстройки частоты, в результате работы которого частота на выходе переполнения счетчика 10 равна частоте сигнала на выходе тактирующего устройства 2,

to ftx

Частоту переполнения счетчика 9

можно определить по .формуле

, f .TI 9 N

f- - частота сигнала с выхода

БХ

датчика 1 или тактирующего устройства 2;

. - частота сигнала генератора 17 при подключенном к входу 17.2 резисторе 24;

Tj - время счета счетчиком 9 за

один период; N - объем счетчиков 9 и 10 и

сумматора 11.

Та - f- - f ву .

Из (3) - (5) следует 11

feb.x

ftaRC

(5)

(6)

14

Таким образом, в счетчик результа- та поступает непрерывная импульсная последовательность, за счет чего по- вьшается точность измерения расхода. Кроме того, за счет исключения переключателей устройство упрощается, а также снижается стоимость поверки и настройки.

Формула изобретения

25

30

50

Устройство для измерения суммарного расхода жидкостей и газов, содержащее датчик расхода, тактирующее устройство, подключенное входом к выходу датчика расхода, первый счетчик, опорный генератор, выход которого подключен к входу синхронизации тактирующего устройства, первый и второй триггеры, к входом установки в О которых и к входу установки в О

35 первого счетчика подключен выход тактирующего устройства, второй счетчик, подключенный выходами к первой группе входов сумматора, третий счетчик, . элемент И, к первому входу которого

Подключен выход второго триггера, четвертый счетчик с цифровым индикатором, подключенным входами к его выходам, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

45

. измерения и упрощения устройства,

в него введены третий и четвертый триггеры, элемент неравнозначности, элемент ИЖ, инвертор, первый и второй коммутаторы, первый и второй уп- равляемь1е генераторы, первый и второй фазочувствительные детекторы, два пе- ременньк и два постоянных резистора, причем выход элемента И подключен к входу второго счетчика, выход так- - тирующего устройства подключен к входам установки в О третьего и четвертого триггеров и к первому входу в рого фазочувствительного детекторе

выход опорного генератора подключен к первым входам первого коммутатора и первого фазочувствительного детектора и к С-входу четвертого триггера выход старшего разряда первого счетчика подключен к С-входам первого и второго триггеров, выход первого триггера подключен к первому входу элемента неравнозначности, и к перво му управляющему входу второго коммутатора, управляющему входу первого коммутатора и к D-входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход треть его триггера подключен к D-входу четвертого триггера и через инвертор - к третьему входу элемента ИЛИ, выход четвертого триггера подключен к D-входу первого триггера и к второ му входу элемента неравнозначности, выходы-третьего счетчика подключены к второй группе входов cyf MaTopa, выход переполнения третьего счетчика подключен к второму входу второго фазочувствительного детектора, вьпсод старшего разряда сумматора подключен к входу четвертого счетчика, выход элемента неравнозначности подключен . к управляющему входу первого фазочув ствительного детектора и к первому

входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу второго коммутатора, выход первого коммутатора подключен к входу первого счетчика, выход первого управляемого генератора подключен к вторым входам первого фазочувствительного детектора, элемента И, первого коммутатора и к С-входу третьего триггера, выход второго управляемого генератора подключен к входу третьего счетчика, выход первого и второго фазочувстви- тельных детекторов подключен к входам первого и второго управляемых генераторов соотве ственно, общий вывод второго коммутатора соединен с токо- задающим выводом первого управляемого генератора, первый, второй и третий индивидуальные выводы второго коммутатора соединены соответственно через первый и второй переменные и первый постоянный резисторы с общей шиной устройства, токозадающий вывод второго управляемого-генератора через второй постоянный резистор соединен с общей шиной устройства, D-вход третьего триггера и управляющий вход второго фазочувствительного детектора соединены с шиной логической едиНИЦЬ.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения расхода жидкостей и газов, и позволяет повысить точность измерения при одновременном упрощении устройства. Повышение точности измерения достигается за счет коррекции нелинейности характеристики тахометрического датчика расхода. Наличие в устройстве первого и второго управляемых генераторов 17 и 18, первого и второго фазочувствительных детекторов 19 и 20, счетчиков 9, 10, 26, триггеров 5...8 и других логических элементов позволяет получить на выходе устройства скорректированную непрерывную последовательность импульсов. При этом достигается высокая стабильность импульс-фактора в широком диапазоне измерения расхода. 2 ил.