Газодинамическое устройство для определения объема тел Советский патент 1991 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. ISfc 1315812.

Целью изобретения явлк ется повышение точности измерения объема.

Устройство содержит источник 1 постоянного перепада давления, первый 2, второй 3 и третий 4 дроссели, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 электропневмок- лапаны, установленные на входах и выходах пневмолиний измерительной 9 и эталонной 10 камер, рабочие полости которых сообщены с первым 11 и вторым 12 сигнализаторами давления. Два выхода первого

сигнализатора 11 давления последовательно соединены с входом запоминающего устройства 13 и первыми входами первого 14 и второго 15 коммутаторов. Два выхода сигнализатора 12 давления соединены с вторыми входами коммутаторов 14 и 15 Один выход коммутатора 15 через генератор 16 прямоугольных импульсов соединен с элементом 17 сравнения через делитель 18 импульсов и генератор 19 прямоугольных импульсов. Выход элемента 17 сравнения через триггер 20 и третий коммутатор 21 соединен с шаговым двигателем 22, Один конец вала шагового двигателя 22 соединен со счетчиком 23, а другой конец через перео

s| СА) 00

сл о

ю

дачу 24 винт гайка - со штоком поршня 25, установленного в эталонной камере. Первый, второй, третий, четвертый выходы коммутатора 14 включены в линию управления электропневмоклапанами 5 8. К штоковой полости эталонной камеры 10 подключена гидролиния 26 с последовательно размещенными на ней резервуаром 27 с рабочей жидкостью, гидронасосом 28 и клапаном 29, входы которых подключены к выходу третьего коммутатора 21.

Устройство работает следующим образом.

Исходное положение поршня 25 эталонной камеры 10 крайнее правое, при том рабочий объем (до поршня) эталонной камеры максимален. (Объем эталонной камеры показывает счетчик 23 в зависимости О положения поршня 25 в каморе 10) Ход передачи винт-гайка выбран таким образом, чтобы при крайнем правом положении поршня за ним оставалась некоторая гарантированная полость, объем которой заполнен рабочей жидкостью, например индустриальным маслом. Заполнено маслом и рабочее пространство, подсоединенное к этой полости, идролинии 26 до клапана 29. При таком положении поршня 25 электропнсвмоклапаны 6 и 8 и клапан 29 закрыты, а электропневмоклапаны 5 и 7 открыты, и воздух от источника 1 постоянного перепада давления через дроссель 2 поступает п измерительную камеру 9, в которую помещено тело с неизвестным объемом Л Давление в измерите/u.ной камере 9 начинает постепенно повышаться В момент достижения выбранного минимального давления Рмин замыкается нижний контакт сигнализатора 11 давления и включается на заряд1 запоминающее устройство 13. Давление в измерительной камере 9 продолжает повышаться до заданного максимального значения Рмакс. При достижении PMJKC замыкается верхний контакт сигнализатора 11 д ,1вния, отключается запоминающее устроГч. чо 13, заряд которого длился на протяжении времени ti. Одновременно сигнал подается на коммутатор 14, на закрытие электропневмоклапанов 5 и 7 и открытие электропневмоклапана 8. После открытия электропневмоклапана 8 воздух от источника 1 постоянного перепада давления через дроссель 2 начинает поступать в эталонную камеру 10, и давление в ней начинает постепенно повышаться. Так как полость камеры 10 за поршнем 25 и рабочая полость гидролинии 26 до клапана 29 полностью заполнены несжимаемой рабочей жидкостью. вязкость которой значительно выше вязкости воздуха, а клапан 29 закрыт, утечки воздуха из рабоче о объема эталонной емкости в пространство за поршень и в окружающую среду исключаются

Когда давление в эталонной камере 10

достигнет Рмакс. замыкаются верхние контакты сигнализатора 12 давления, с которого сигнал подается на коммутатор 15, и он включает генератор 19 прямоугольных импульсов. С последнего сигнал через дели0 тель 18 поступает на второй вход элемента 17 сравнения, который выполнен на базе фазового детектора так. что при замкнутых верхних контактах сигнализатора 11 давления на втором входе фазового детектора

5 логический ноль. Поэтому сигнал поступивший на второй вход элемента 7 сравнения от генератора 19 через делитель 18. не воспринимается

Одновременно сигнал с верхних контак0 TOR сигнализатора 12 давления поступает на коммутатор 14, который закрывает электро- пневмоклапан 8 и открывает электропневмоклапаны ( и 7. Давление в измерительной 9 и эталонной 10 камерах наминает падать

5 так как воздух из них через дроссели 3 и 4 выходит в атмосферу, При этом давление в эталонной камере падает быстрее, так как она меньшего объема При достижении давления Рмин замыкается нижний контакт сиг0 нализатора 12 давления, с которого сигнал идет на коммутатор 14, и он закрывает элек- тропневмоклапан 7 и открывает электро- пневмоклапан 8 Давление в эталонной камере начинает возрастать и при достиже5 нии замыкаются верхние контакты cm нализатора. с которого сигнал подается на коммутатор 15, опять включающий генератор 19 прямоугольных импульсов, и сигнал с него через делитель 18 поступает на

0 второй вход элемента 17 сравнения. Так как верхние контакты сигнализатора 11 давления к этому времени разомкнуты, на втором входе элемента 17 сравнения в этот момент - логическая единица. Поэтому сигнал, раз5 деленный делителем 18, элементом сравнения воспринимается. Одновременно при замыкании верхних контактов сигнализатора 12 давления подается сигнал на коммута- тор 14, который закрывает

0 электропневмоклапан 8 и открывает элект- ропневмоклапан 7, и цикл операций повторяется.

В измерительной камере 9, параллельно с работой эталонной камеры по цикличе5 скому впуску и выпуску ноздуха. давление продолжает падать и при достижении РМин замыкаются нижние контакты сигнализатора 11. Сигнал с него поступает на запоминающее устройство 13 и коммутатор 14 Время выпуска воздуха из измерительной камеры

9 до давления РМин рапно Г2 . Сигнал с коммутатора Нзакрывает тлектропневмок- лапан 6

В момент окончательной разрядки запоминающего устройства 13 сигнал с него поступает на коммутатор 15, который включает генератор 16 прямоугольных импульсов, и сигнал с него поступает на первый вход элемента 17 сравнения, определяющий сдвиг фаз конечных фронтов импульсов, поступивших с генераторов 16 и 19 за время Г2 + т .

Если в измерительную камеру 9 помещено тело неизвестного объема, то объем камеры меньше номинального, на элементе сравнения 17,выполненном в виде фазового детектора, имеется сдвиг фаз. и сигнал с элемента сравнения при такой полярности сдвига фаз поступает на триггер 20. который через коммутатор 21 одновременно включает шаговый двигатель 22, гидронасос 28 и открывает клапан 29 Вал двигателя 22 поворачивается, перемещая через винтовую передачу 24 поршень 25 влево, т.е. на уменьшение объема эталонной камеры 10. В момент остановки двигателя 22 гидронасос 28 отключается, а клапан 29 закрывается. Таким образом, штоковач полость эталонной камеры 10 и рабочее пространство гидролинии 26 до клапана 29 остаются полностью заполненными рабочей жидкостью, исключая утечки воздуха из рабочего объема эталонной емкости.

Циклическое перемещение поршня 25 влево и процессы впуска и выпуска повторяются до тех пор пока элемент 17 сравнения не зафиксирует совпадение фаз. В этом случае устройство отключается, и объем измеряемого тела определяется как разность номинального объема измерительной камеры 9 и объема по счетчику 23.

При перемещении поршня вправо одно- 5 временно с включением шагового двигателя 22 открывается клапан 29 и избыток жидкости из штоковой полости эталонной емкости 10 по гидролинии под давлением, создаваемым поршнем, перемещается в резервуар

0 27. После выключения шагового двигателя клапан 29 закрывается, оставляя полностью заполненными жидкостью участок гидролинии до клапана 29 и штоковую полость эталонной камеры 10.

5Использование изобретения позволит

значительно повысить точность измерения объема тел. Точность повышается вследствие того, что утечки воздуха через подвижные соединения эталонной камеры

0 исключаются, так как штоковая полость эталонной камеры полностью заполнена вязкой рабочей жидкостью, исключающей проникновение воздуха из рабочей полости эталонной камеры 10 в штоковую полость.

5Формула изобретения

Газодинамическое устройство для определения объема тел по авт.св. N 1315812, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения точ0 ности измерения, оно снабжено последовательносоединеннымирезервуаром с рабочей жидкостью, гидронасосом и клапаном, выход которого соединен со штоковой полостью

5 эталонной камеры, причем управляющие входы гидронасоса и клапана подключены к выходу третьего коммутатора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения объема тел неправильной формы. Цель изобретения - повышение точности измерения. Если в измерительную камеру 9 помещено тело неизвестного объема, то объем камеры будет меньше номинального, и на элементе 17 сравнения, выполненном в виде фазового детектора, будет сдвиг физ. Сигнал элемента 17 сравнения поступает на триггер 20, который через коммутатор 21 включает шаговый двигатель 22. Вал последнего поворачивается, перемещая через винтовую передачу 24 поршень 25 влево, т.е. на уменьшение объема эталонной камеры 10. Циклическое перемещение поршня 25 влево и процессы выпуска - впуска повторяются до тех пор, пока элемент 17 сравнения не зафиксирует совпадение фаз. Устройство отключается, и объем тела определяется как разность номинального объема измерительной камеры 9 и объема по счетчику 23. На протяжении всего измерения с помощью гидролинии 26 штоковую полость эталонной камеры 10 поддерживают заполненной вязкой несжимаемой жидкостью, что позволяет избежать просачивания газа из рабочей полости эталонной камеры в штоковую и т.о. повысить точность измерения. 1 ил.

Рв