Измеритель скорости движения воздуха Советский патент 1976 года по МПК G01F1/75 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к тахометрическим анемометрам и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля расхода воздуха в горных выработках в системах диспетчерского и автоматического управления вентиляцией шахт, опасных но газу и пыли.

Известные измерители скорости движения воздуха предназначены для периодического контроля и регистрации скорости движения воздуха в горных выработках в месте установки первичного датчика. Для получения информации о расходе воздуха в горной выработке необходимо показания анемометра умножить на сечение выработки в месте установки его и на коэффициент поля cKOpocTcfi, т. е. при обработке исходной информации, с целью перераспределения воздуха по горным выработкам, в системах диспетчерского и автоматического управления вентиляцией шахт необходимо иметь дополнительные данные об этих параметрах.

При передаче информации на пульт диспетчера значительное влияние на погрешность измерения анемометром оказывает сопротивление линии телеизмерения.

Целью изобретения является обеспечение возможности прямого измерения объемного

расхода воздуха, проходящего по горнон выработке и повышение точности измерения за счет повышения точности калибровки и исключения влияния сопротивления линии телеизмерения.

Это достигается тем, что в предлагаемый измеритель последовательно с формирователем стандартных импульсов и источником питания через переключатель включен переменный резистор, а интегрируюш,ее звено выполнено двухзвенным, причем звено с большой постоянной времени подключено к источнику питания через кнопку, а линия телеизмерения включена последовательно с индикатором между выходом постоянного тока и общей точкой источника питания.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного измерителя.

Прибор содержит блок питания 1, тахометрический датчик 2, генератор звуковой частоты 3, модулятор 4, детектор 5, усилитель 6, формирователь импульсов, например триггер Шмитта 7, формирователь 8 стандартных импульсов, например ждущий мультивибратор, интегрирующее звено 9, усилитель 10 постоянного тока, индикатор 11.

Блок питания 1 состоит из блока питания 12, выполненного в виде отдельного узлавовзрывобезопасной оболочке, и блока питания электронного ирибора 13. Блок питания 12 через выключатель 14 подключается к сети. С помощью силового трансформатора 15 напряжение сети понижается до требуемой величины. Проволочные резисторы 16, 17, конденсаторы 18--21 и цепочка диодов - стабилитронов 22 обеспечивают искробезопасность выходиого напряжения сетевого блока питания 12. Напряжение с выхода сетевого блока питания 12 постуггаег в блок питания электронного прибора 13. Блок питания электронного прибора состоит из понижающего трансформатора 23 с элементами искрозащиты в первичной и вторичной обмотках, выпрямительного моста 24, сглаживающего фильтра 25 и иараглетрического стабилизатора на диодах - стабилитронах 26. Измеритель содержит модулятор, представляюилий собой усилительный каскад ка транзисторе 27 с включенной в цепь коллектора катушкой индуктивности 28 с разомкнутым Ш-образным магнитопроводом; диодный детектор 5 на диодах 29, 30; двухкаскадный усилитель 6 на транзисторах 31, 32; триггер Шмитта 7; вырабатывающий импульсы с крутым фронтом, которые дифференцируются цепочкой 33; ждущий мультивибратор 8, формирующий равные по длительности и амилитуде импульсы.

Измеритель работает следующим образом, (Сигнал от генератора 3 поступает на транзи,сторньи1 модулятор 4. Крыльчатка тахометрического датчика 2, вращаясь от движущегося потока воздуха, армированными магнито-мягкпм материалом торцами лопастей замыкает магнитный поток разомкнутого Ш-образного сердечника индуктивности 28, вследствие чего осуществляется амплитудная модуляция сигнала генератора 3. Огибающую этого сигнала детектируют, усиливают и формируют триггером Ш.1итта в имлульсы с крутым фр:онтом, которые после дифференцирования запускают ждущий мультивибратор 8. Частота следования импульсов несет информацию о скорости движения воздуха. Постоянство амплитуды импульсов обеспечивают за счет мультивибратора от параметрического стабилизатора на диодах-стабилитронах 26. Длительность импульсов определяется конденсатором 34 и резисторами 35, 36 или при другом положении переключателя 37 резисторами 35, 38. Переменный резистор 36 служит для тарировки прибора по скорости движения воздуха в аэродинамической трубе. Калибровка прибора по расходу воздуха в горной выработке производится переменным резистором 38, с помоп1,ь10 которого осуществляется операция умножения

скорости движения воздуха в точке установкп тахометрического датчика на коэффициент поля скорости и сечение. При этом информацию о сечении выработки и коэффициенте.поля скоростей несет длительность импульсов. Счет импульсов производит интегрирующее звено 9, выходной сигнал которого усилитель 10 преобразует в унифицированный сигнал постоянного тока, являющийся мерой объемного расхода воздуха. Усилитель постоянного тока охвачен отрицательной обратной связью. Линия телеизмерения с регистрирующим приборо.м 39 включена последовательно с индикатором 11 выхода, ироградуированным в единицах расхода, в nenii эмиттера второго каскада усилителя постоянного тока 10, обладающую высоким дифференциальным сопротивлением, в результате чего величина выходного сигнала прибора практически не зависит от сопротивления линии телеизмерения.

Воздушный поток в горных выработках пульсирует. Для получения усредненных данных о скорости движения воздуха выходной сигнал интегрируют. Для уменьп1ения иогрешпости калибровки измерителя интегрирующее звено выполнено двухзвенным и состоит из резисторов 40-42 и конденсаторов 43, 44. Конденсатор 44, имеющий значительно большую емкость, чем конденсатор 43, при калибровке отключается кнопкой 45.

Фор м у .I а изобретения

Измеритель скорости движения воздуха, содержащий блок питания, генератор звуковой чистоты, модулятор с тахометрическим датчиком, выход которого через детектор, усилител1, формирователь импульсов, формирователь стандартных импульсов, интегрирующее звено, усилитель постоянного тока и линию телеизмерения соединен с индикатором, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности прямого измерения объемного расхода воздуха, проходящего по горной выработке, и повышения точности измерения за счет повыгиения точности калибровки и исключения влияния сопротивления линии телеизмерения, в него последовательно с формирователем стандартных импульсов и источником питания через переключатель включен пере.менпый резистор, а интегрирующее звено выполнено двухзвенным, причем звено с большей постоянной времени подключено к источнику питания через кнопку, а линия телеизмерения включена последовательно с индикато1ЮМ между выходом усилителя постоянного тока II общей точкой источника питания. з 1 --1 %i ii I i ii:--r±r±.