Струйный автогенераторный преобразователь расхода Советский патент 1992 года по МПК G01F1/20 

Изобретение относится к приборе- - строению, а более конкретно к струй- ( ныи автогенераторным преобразователям расхода и может быть использовано в энергетике, химической, нефте- . химической и других отраслях промышленности .

Известен струйный автогенераторный преобразователь расхода, содержащий струйный автогенератор с каналами обратной связи, датчиками пульсаций давления, один из которых установлен во входной части одного из каналов / обратной связи, а другой - в выходной части другого канала и преобразователь колебаний давлений в электрический сигнал.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является струйный автогенераторный преобразователь расхода, содержащий струйный автогенератор с каналами обратной связи, в середину каждого из которых установлены датчики пульсаций давления, подключенные к входам дифференциального усилителя, соединенного выходом через первый фильтр низких частот с входом формирователя импульсов. 8 известном устройстве имеется возможность различить полезный сигнал от паразитного по фазе, так как полезные сигналы в каналах обратной связи струйного автогенератора сдвинуты относительно друг друга по фазе на 180°, а паразитный сигнал оказывается синфазным.

Однако известное устройство является чувствительным к паразитным пульсациям давления, возникающим в трубопроводах, а также к вибрациям и ударам при отсутствии расхода через струйный датчик, что обусловлено следующим.

Пьезодатчики, установленные в ка10

15

20

расхода путем устранения влияния па разитных пульсаций давления.

Цель достигается тем, что в стру ный автогенераторный преобразовател расхода, содержащий струйный автогенератор с каналами обратной связи в середину каждого из которых устан лены датчики пульсации давления, по ключенные к входам дифференциальног усилителя, соединенного выходом чер первый фильтр нижних частот, с вхо дом формирователя импульсов, введен последовательно соединенные сумми- рующий усилитель, входами подключен ный к-датчикам пульсаций давления, второй Фильтр нижних частот и компа ратор, а также схема совпадения и двухполупериодный выпрямитель, вклю ченный между вторым входом компарат ра и входом формирователя импульсов соединенного выходом с вторым входо схемы совпадения.

На фиг.1 представлена блок-схема

25 предлагаемого устройства; на фиг.2 а диаграммы изменения сигналов для различных режимов работы струйного преобразователя расхода (2а - диаграмма сигналов в различных точках

чп формирования для нормального режима работы струйного преобразователя расхода, когда в каналах обратной связи автогенератора возникают противофазные пульсации давления; 26 - .диаграмма сигналов в различных точк

35 формирования при возникновении пара зитного сигнала, когда в каналах обратной связи автогенератора возн кают синфазные пульсации давления). Струйный автогенераторный преобразователь расхода состоит из автогенератора 1 с двумя симметричными относительно оси, каналами обратной связи 2 с установленными в сере дине каждого из них пьезодатчикамч

40

налах обратной связи не являются стро- 45 и дифференциального усилителя 5, го идентичными, поэтому амплитуда фильтра 6 низких частот, формиросуммирующего

сигнала на их выходах, возникающая в результате воздействия синфазной пульсации давления, не одинакова, что порождает на выходе дифференциального усилителя сигнал, отличный от шума, который проходя через схему формирования, порождает сигнал, идентичный полезному сигналу.

Цель изобретения - повышение точ ности и помехоустойчивости струйной автогенераторного преобразователя

50

55

вателя 7 импульсов, усилителя 8, второго фильтра 9 низк частот, двухполупериодного выпрямителя 10, компаратора 11 и схемы 12 совпадения.

В каналах обратной связи 2 (фиг. установлены пьезодатчики 3 и k пуль саций давления, выходы которых соответственно соединены с входами ди ференциального усилителя 5 и суммирующего усилителя 8. Выход дифферен циального усилителя 5 соединен с вх

5

расхода путем устранения влияния паразитных пульсаций давления.

Цель достигается тем, что в струй ный автогенераторный преобразователь расхода, содержащий струйный автогенератор с каналами обратной связи, в середину каждого из которых установлены датчики пульсации давления, подключенные к входам дифференциального усилителя, соединенного выходом через первый фильтр нижних частот, с входом формирователя импульсов, введены последовательно соединенные сумми- рующий усилитель, входами подключенный к-датчикам пульсаций давления, второй Фильтр нижних частот и компаратор, а также схема совпадения и двухполупериодный выпрямитель, включенный между вторым входом компаратора и входом формирователя импульсов, соединенного выходом с вторым входом схемы совпадения.

На фиг.1 представлена блок-схема

5 предлагаемого устройства; на фиг.2 а,б- диаграммы изменения сигналов для различных режимов работы струйного преобразователя расхода (2а - диаграмма сигналов в различных точках

п формирования для нормального режима работы струйного преобразователя расхода, когда в каналах обратной связи автогенератора возникают противофазные пульсации давления; 26 - .диаграмма сигналов в различных точках

5 формирования при возникновении паразитного сигнала, когда в каналах обратной связи автогенератора возникают синфазные пульсации давления). Струйный автогенераторный преобразователь расхода состоит из автогенератора 1 с двумя симметричными относительно оси, каналами обратной связи 2 с установленными в середине каждого из них пьезодатчикамч 3

0

5 и дифференциального усилителя 5, фильтра 6 низких частот, формиросуммирующего

0

5

вателя 7 импульсов, усилителя 8, второго фильтра 9 низких частот, двухполупериодного выпрямителя 10, компаратора 11 и схемы 12 совпадения.

В каналах обратной связи 2 (фиг.1) установлены пьезодатчики 3 и k пульсаций давления, выходы которых соответственно соединены с входами дифференциального усилителя 5 и суммирующего усилителя 8. Выход дифференциального усилителя 5 соединен с входом первого фильтра 6 низкой частоты а выход суммирующего усилителя 8 с входом второго фильтра 9 низкой частоты соединяется с входом формирователя 7 импульсов и входом двух- полупериодного выпрямителя 10. Выход второго фильтра 9 низкой частоты соединен с входом компаратора 11., Другой вход компаратора соединен с выходом двухполупериодного выпрямителя 10. Выход компаратора 11 соединен с входом схемы 12 совпадения, к второму входу которой подключен выхо формирователя 7 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При протекании измеряемого потока через автогенератор в каналах обратной связи последнего возникают противофазные пульсации давления. Пьезодатчики 3 и k воспринимают эти пульсации и формируют противофазные сигналы 13 и 1 (фиг.2а), которые поступают на входы дифференциального усилителя 5 (фиг.1), с выхода которого разностный сигнал 15 (фиг.2а) через фильтр 6 низкой частоты (фиг.1 подается на формирователь 7 импульсов (фиг.1), двухполупериодный выпрямитель 10 (фиг.1). Сигналы 13 и 1 (фиг.2а) также поступают на входу суммирующего усилителя 8 (фиг.1), с выхода которого просуммированный сигнал 16 (фиг.2а) через дополнительный фильтр 8 низкой частоты (фиг.1) подается на один из входов компаратора 11 (фиг.1). На другой вход компаратора подается выпрямленный сигнал 17 (фиг.2а) с входа двухполупериодного выпрямителя 10 (фиг.1). В компараторе происходит сравнение сигналов 16 и 17 (фиг.2а) по амплитуде. На выходе компаратора формируется сигнал 18 (фиг.2а). Этот сигнал 18 (фиг.2а) поступает на инверсный вход схемы 12 совпадения и разрешает прохождение сформированных прямоугольных импульсов 19 и 20 (фиг.2а) с входа, к которому подключен выход формирователя 7 импульсов (фиг.1), на выход схемы 12 совпадения (фиг.1).

0

5

0

В случае возникновения паразитных пульсаций давления (без вибраций, ударов) на входе автогенератора в его каналах обратной связи образуются синфазные пульсации давлений. Как и в предыдущем случае пьезодатчики 3 и k воспринимают эти пульсации и формируют синфазные сигналы 21 и 22 (фиг.26), которые поступают на входы дифференциального 5 и суммирующего 8 усилителей (фиг.1). На выходе дифференциального усилителя формируется разностный сигнал 23 (фиг.26) амплитудой в несколько раз меньшей, чем на выходе суммирующего усилителя 2k (фиг.2б). Выпрямленный разностный сигнал 25 (фиг.26) сравнивается с суммарным сигналом 2 (сЬиг.2б) компаратором 11 (фиг.1). В результате на выходе компаратора вырабатывается сигнал 26 (фиг.26), который, поступая на инверсный вход схемы 12 совпадения, запрещает прохождение пря5 моугольных импульсов 27 (фиг.26) с выхода формирователя 7 импульсов (фиг.1) на выход схем 12 совпадения (фиг.1). В результате на выходе схемы 12 совпадения сигнал 28 (фиг.26) равен нулю.

° Формула изобретения Струйный автогенераторный преобразователь расхода, содержащий струйный автогенератор с каналами обратной связи, в середину каждого

5 из которых установлены датчики пульсаций давления, подключенные к входам дифференциального усилителя, соединенного выходом через первый фильтр нижних частот с входом фор0 мирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные суммирующий усилитель,

5 входами подключенный к датчикам пульсаций давления, второй фильтр ниж-- них частот и компаратор, а также схема совпадения и двухполупериод- ный выпрямитель, включенный между вторым входом компаратора и входом Формиоователя импульсов, соединенного выходом с вторым входом схемы совпадения.

0

Изобретение относится к расходометрии и позволяет повысить точность измерения и помехоустойчивость струйных автогенераторных преобразователей расхода. При протекании измеряемого потока через автогенератор в каналах обратной связ и последнего возникают противофазные пульсации давления. Пьезодатчики 3 и k воспринимают эти пульсации и формируют противофазные сигналы, поступающие на входы дифференциального усилителя 5. На выходе компаратора 11 появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов на выход схемы 12 совпадения. Частота появления импульсов пропорциональна величине расхода. 2 ил. $ и с