Устройство для измерения объема вещества в емкости Советский патент 1979 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в частности, для измерения объема жид ких, сыпучих, твердых или газообразных веществ, находящихся в емкости. , Известны устройства для измерения объема, принцип действия которьох осно ван на использовании уравнения состояния газа. Эти устройства содержат бак, в измеряемом объеме которого находится вещество и установлен основной возбудитель колебаний давления газа. Дл выработки опорного сигнала предусмотрен эта/1онный возбудитель. Преобразование изменений колебаний давления газа в газовой подушке в электрический сигнал производится дифференциаль ным термоанемометрическим преобразов телем, реагирующим на изменение давления.) -а также на скорость изменения давления. Дифференциальный термоанемометрический преобразователь однока мерный и включает в себя терморезисторную камеру,чувствительные элементы и сопла. терУиоанеморезистор, расположенный у выходного отверстия сопла, . является рабочим. Для компенсации по гпешностей служит второй термоанеморезистор, расположенный у другого выходного сопла. Оба термоанеморезистора включены в электроизмерительную схему и разогреваются электрическим током. Для управления интенсивностью работы основного возбудителя в устройство введена обратная цепь преобразования, состоящая из усилителя и регулирующего органа, очередность подключения основного и эталонного возбудителей к термоанемометрическому преобразователю производится с помощью элёктропневмоклапана. Работа обоих возбудителей и электропневмоклапана осуществляется от генератора. Величина измеряемого объема определяется указателем. Согласование характеристик основного и эталонного возбудителей производится с помощью компенсационной камеры. Для выравнивания давления в термоанемометрическом преобразователе служит дроссель 1. Недостатком устройства является низкая точность при расширенном диапазоне измерения, вызванная невозможностью обеспечения широкого частотного диапазона работы термоанемометрического преобразователя, вследствие большой инерционности полупроводниковых термоанеморезисторов, приводящая к потере чувствительности при их обдуве энакопеременн1лми потоками. К сни жению точности приводит также возрастание величины индуктивного сопротивления пневматических каналов с увеличением частоты пневматических сигналов основного и эталонного возбудителей. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерения. Это достигается тем, что устройство выполнено, по симметричной схеме сравнения пневматических сигналов и снабжено дополнительными элементами типа сопло-сопло, формирующие con ла которых соединены с STanoHHbnvi возбудителем колебаний и верхней частью емкости, а приемные сопла через сглаживающие камеры соединены с термоанемометрическим преобразователем, и через электропневмоклапан между собой. rfa чертеже представлена схема пред лагаемого устройства. Устройство содержит бак 1, в котором находится измеряемое вещество 2, основной возбудитель 3 колебаний давления газа. Для выработки опорного сигнала предусмотран эталонный возбудитель 4. Преобразование изменений колебаний давления газа в газовой подушке 5 в электрический сигнал производится дифференциальным термоанемометрическим преобразователем, реагирующим на изменение давления и скорость изменения дав ления. Преобразование переменных пнев матических сигналов в постоянный расход воздуха, протекающего через, сопла 6 и 7 термоанемометр.ического преобразователя производится пне вматиче кими элементами типа сопло-сопло установленными в измерительном и ком пенсационном каналах. Эти элементы с из встречно направленных форми рующих 8, 9 и приемных 10, 11 сопел. Сглаживание пульсаций производится сглаживающими камерами 12 и 13. Термоанемометрический преобразователь од нокамерный. он состоит из терморезисторной ка меры 14, в которой расположены чувст вительные элементы 15 и 16. в качест ве чувствительных элементов применяются термоанеморезисторы типа СТ1- . Каждый из термоанеморезисторов включен в самостоятельную электроизмерительную схему и разогревается электр отоком. Термоанеморезистор 15 измерительного канала включен в элек троизмерительную схему 17, а термоан морезистор 16 компенсационного канала - в электроизмерительную схему 18 Работа возбудителей (основного 3 и эталонного 4) осуществляется от гене ратора 19. Управление интенсивностью работы каждого возбудителя осуществляется отдельно, введением в измерительный и компенсационные каналы обратных цепей преобразования, состоящих из усилителей 20, 21 и регулирующих органов 22, 23. Сигналы, снимаемые с регулирующих органов, сравниваются в блоке сравнения 24 и разность, их подается на указатель 25, шкала котороо отградуирована в единицах объема. В условиях установившегося режима при постоянных температуре и давлении окружающей среды и неизменном объеме измеряемой жидкости режимы работы возбудителей и электроизмерительных схем по каждому из каналов подобраны так, что выходные сигналы, снимаемые с них, а следовательно, и с регулируюишх органов 22 и 23, оказываются равными, а их разность - равной нулю. Сигнал на выходе блока сравнения 24 отсутствует. С изменением температуры и давления и при неизменном измеряемом объеме сигналы рассогласования отрабатываются изменением интенсивности работы возбудителей в каждом канале. Изменение интенсивности работы возбудителей происходит, пока сигналы, снимаемые с регулирующих органов 22 и 23, не окажутся равными, а их разность - равной нулю. При этом прЬисходит одновременное изменение сигналов, снимаемых с регулирующих органов, при их измененной разности. Для устранения возможного дрейфа нуля выходного сигнала устройства в термоанемометрический преобразователь введен, электропневмоклапан 26, служащий для выравнивания давления в сглаживающих камерах 12 и 13. Работа электропневмоклапана 26 осуществляется от генератора 19. Дроссели 27 уменьшают пульсации давления в терморезисторной камере. Устройство работает следующим образом. При изменении объема измеряемого вещества 2 давление и скорость изменения давления в газовой подушке 5 бака 1 изменится, а следовательно, изменится интенсивность обдува термоанеморезистора 15 в канале измерения. В компенсационном канале интенсивность обдува термоанеморезистора 16 останется неизменной. В результате этого сигнал, снимае№1й с электроизмерительной схемы 17, изменится, а сигнал с электроизмерительной схемы 18 останется неизменным. Измененный сигнал с электроизмерительной схемы 17 в канале измерения усиливается и подается на вход регулирующего органа, изменяя интенсивность работы .основного возбудителя. Изменение интенсивности работы основного возбудителя будет происходить, пока давление и скорость изменения давления в газовой подушке 5 не достигнут, первоначальной величины. Измененный сигнал, снимаемый с регулирующего органа 22, сравнивается в блоке сравнения 24 с неизменным, сиг