Устройство для измерения скорости потока жидкости или газа Советский патент 1980 года по МПК G01P5/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти nfWMeHeHHe для контроля скорости потока жидкости или газа в технологических процессах производства жидких и газообразных веществ. По основному авт. св. № 347664 известно устройство для измерения скорости потока жидкости иди газа, содержащее преобразовате скорости потока в электрический сигнал, выполненный в виде симметричного мультивибратора, работающего в автоколебательном режиме. Два идентичных термочувствительных элемента на основе полупроводниковых приборов, иапример диодов, имеющих отрицатель ный (положительный) температурньгй коэффициент сопротивления, включены в цепи разряда времязадающих концентраторов в симметричных плечах мультивибратора. Однако этому устройству свойственно иаличие до,полнительных погрецгностей от нестабильности источника питания, изменения температуры окружающей среды и плотности исследуемого потока. Цель изобретения - повышение точности .измерения. Для этого предложенное, устройство снабжено блоком вьщеления разности полупериодов, вход .которого подключен к выходу мультивибратора, а выход - к входу индикатора. На фиг. 1, изображена принципиальная электрическая схема устройства для измерения скорости потока жидкости или газа с блоком вьгделения разности полупериодов в аналоговой форме; на фиг. 2 - схема устройства для измерения скорости потока жидкости или газа с блоком вьщеления разности полупёриодов в цифровой форме. Устройство содержит преобразователь 1 сопротивления термочувствительных элементов в электрический сигнал, блок 2 вьщеления разности двух полупериодов и индикатор 3. Преобразователь 1 сопротивления термочувствительных элементов в электрический сигнал выполнен в виде симметричного мультивибратора, включающего две времязздающие цепочки, состоящие из транзисторов 4 и 5, конденсаторов 6 и 7, резисторов 8 и 9, и двух идентичных термочувствительных элементов 10 и И, включенных соответственно в цепи разряда конденсаторов 6 и 7. Элемент 10 расположен непосредственно в исследуемом потоке, а элемент 11 в предварительно заторможенном исследуемом потоке. Выход преобразователя 1 сопротивлений термочувствительных элементов в электрический сигнал соединен с входом блока 2 выделения разности двух ползшериодов, состоящего из транзисторного ключа на транзисторе 12, цепочек заряда и разряда ковденсатора 13, вы-1 полненных на диодах 14 и 15, резисторе 16 и стабилизаторе 17, предназначенного для стабилизации амплитуды импульсов на выходе транзистора 12, разделительного конденсатора 18 и резистора 19. Выход блока 2 выделения раз. ности двух полупериодов соединен с входом ивдикатора 3, выполненного в виде стрелочного прибора, например вольтметра. В устройстве с цифровым вь5ходом блок 2 выделения разности двух полупериодов содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик 20, прямой управляющий вход которого соединен . с коллектором транзистора 5, а инверсный управляющий вход - с коллектором транзистора 4, и генератор 21 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 20. К выходу реверсивного счетчика 20 через дешифратор 22 подключено цифровое табло 23 предназначенное для индикации измеренной скорости потока жидкости или газа. Устройство работает следующим образом. При изменении скорости исследуемого потока, нгшримср жрщкости, омывающей термочувствительный элемент 10, разогреваемый про текающим через него током, температура, а сл довательно, и сопрот1шление этого термочувствительного элемента изменяются. На изменение соцрот1галени:я термочувствительного элемента 10 влияют и друтие факторы, такие как температу ра и плотность исследуемого потока, за счет изменения теплоотдачи термочувствительного элемента. Указанные факторы, а также нестабильность источника питания и температуры окружающей среды вызывают изменение постоянной времени цепи разряда конденсатора 6, что соответственно изменяет длительность импульса напряжения, ге- нерируемого мультивибратором на транзисторах 4 и 5. В цепи разряда конденсатора 7, входящего в симметри шое плечо мультивибратора и формирз/ющего длительность второго полупериода (паузы), включен идентичный термочувствительный элемент 11, работающий в аналогичном режиме, помещенный в заторможенный поток и реагирующий на изменение температу.ры и плотности потока. Следовательно длитель ность второго (юлупериода, также как и перво го содержит информацию о действии вышепеечисленных факторов. Последовательность имульсов с коллектора транзистора 5 через разелительный компенсатор 18 поступает в блок вьщеления разности двух полупериодов, предазначенный для вьщеления среднего значения азности време1шых интервалов между полуериодами, в которой содержится информация скорости потока жидкости или газа. При потуплении отрицательного импульса транзистор 12 закрывается, при этом конденсатор 13 заяжается через диод 15 и резистор 19. При потуплении на транзистор 12 положитейьного импульса кодаенсатор 13 разряжается через транзистор 12, резистор 16 и диод 14. Резистор 19 и стабилизатор 17 стабилизируют амплитуду импульса, заряжающего конденсатор 13. К выходу блока 2 вьщеления разности двух полупериодов параллельно о конденсатору 13 подключен стрелочный индикатор 3, например вольтметр, на вход которого подается разность двух полупериодов в виде постоянной составляющей напряжется сформированной на конденсаторе 13 и соответствующей разности двух полупериодов, т.е. скорости потока жидкости ли газа. При необходимости получения выходной информации в цифровом виде работа блока 2 вьщеления разности двух полупериодов происходит следующим образом. При поступлении на прямой зшравляющий вход реверсивного счетчика 20 импульсов с коллектора транзистора 5, реверсивный счетчик 20 суммирует тактовые импульсы, поступающие на счетный вход с выхода генератора 21 тактовых импульсов. При поступлении на инверсный управляющий вход реверсивного счетчика 20 импульса с коллектора транзистора 4 происходит операция вычитания вновь поступающих на счетньш вход импульсов из ранее занесенной суммы. Операция суммирования и вычитания происходит в течение временных интервалов, определяемых постоянными времени конденсаторов 6 и 7 соответственно. Сформировавщаяся в реверсивном счетчике 20 последовательность тактовых импульсов через дешифратор 22 поступает на .. цифровое табло 23, где индицируется измеренное значение скорости потока. Формула изобретения Устройство для измерения скорости потока жидкости или газа по основному авт. св. № 347664, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено блоком вьщеления разности полупериодов, вход которого подключен к выходу мультивибратора, а выход - к входу индикатора.

20

n

13