Цифровое устройство для измерения влажности нефти Советский патент 1980 года по МПК G01R13/02 

I

Изобрете1ие относится к автоматиаа- ции нефтяной промышленности.

Известно цифровое устройство для намерения влажности нефти, содержащее емкостный датчик влажности, первый и второй блоки компенсирующих конденсаторов, блок коммутации, генератор, формирователь импульсов, нуль-орган, трансформатор и двоичный счетчик, причем прямые выходы триггеров последнего подкдюч«1Ы к соответст-... вующим Екодам блока коммутадии, выходы которого соединены соответственно со вк.о,дами первого и второго блока компенсирующих конденсаторов, выходы которого соединены с соответствующими выводами пер-,5 винной обмотки трансформатора, централь-на я точка которогчэ цодкпюЧй1а к выходу генератора и входу формирователя импульсов, а вторичная обмотка трансформатора соединена с входом нуль-органа l.20

В указанном устройстве осуществляется нелинейная аппроксимация характерисуики датчика, которая достигается подклю-чением второго блока компенсирующих конденсаторов (С. -t ) соответствующему вьшоду первичной обмотки трансформатора через конденсатор пергеменной емкости. ЗТо позволяет путем изменения емкости переменного конденсатора настраивать устройство на характеристику датчика для различных сортов нефти.

Однако точность данного устройства низка,

Цель изобретения - увеличение точности

измерения,

Поставленная цепь достигается тем, что в цифровое устройство для измерения влажности нефти содержащее генератор импульсову выход которого соединен со входом формирователя импульсов и с центральной точкой первичной обмотки трансформатора, первый и второй выводы которой подключены соответственно к выходам первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов и через емкостный датчик влажности - к общей шине, первый вьшод вторичной обмотки трансфорк-штора подвдючен ко входу нупь opre.iia, а второй вывод - к общей шине, которая также с единена с первыми входами первого и Еторого блоков компенсирующих, конденсаторов, Ейгорые входы ко торых соединены с вькодамк блока комму тации, входы которого подсоединены к MbBvt выходам основного авоично1х счетчика введены дополнцтепьньШ двоичный счетчик, дешифратор, матрица программы, блок формирователей,-блок ключей, элемент ИЯИ и элемент И, его первый вход соедгшен с выходом нуль-органа, второй Вход - с вькодом формирователя: импульсов, а выход - со входом дополнительногр д,воиШого счетчика, выход которого соединен со вх,одом ос}ювного двоичного счеачика, при этом прямые выходы обоих счет чиков соединены со вх.одами дешифратора. а инверсные выходы- через блок формирова телей - с первыми входами блока ключей, выходы коТорых соединены со входами эле мента ИЛИ, а вторые входк- -с вых,одами матрицы )11ммы, входы которой сое- . динены с выходами деил1фратора , На чертенса представлена структурная электр1гческаа схема цифровсгго устройства 1ЩЯ измерения влажности . Устройство содержит емкостньШ датчик 1 влажности, первый 2 и второй 3 блоки к,омпенсщ)уюш,их KOiiAeHcaTojxiB, блок 4 коммутации, элемент 5 И, генератор 6 импул1 сов, формирОЕкЛ-тель 7 импульсов, нуль-орган 8, трансформатор 9, основной 10 и дополтстепьный 11 дж)ичные , дешифратор 12 матрица 13 программы, блок 14 фррмироватедей, блок 15 юцочей и элем. 16 ИЛИ . Устройство работает следуюшям образом. Перед началом измерения основной 10 и дрполнительиый 11 двоичные счетчики. обнупяются. Обнуление осуществляется импульсом, поступшошим на установокые ВХОДЫ нуля О счстчихов. Этот имцульс формируется внешним устройством управления. Блок коммутации отключает от встречно вкаюче1ных обмоток трансформатора с тесной индуктивной связью первый и второй блоки компенсирующих конденсаторов, причем каждый блок представляет собой н бор конденсаторов, номиналы которых набр ны пропорционально 2. На вторичной обмотке трансформатора, который питается переменным напряжением с генератора 6, имеем Чшпряжение разбаланса, поступает на вход нуль-органа 8, Нуль-орган 8 вырабатывав С5ггнал, открывшощий элемент 5 И для импульсов, поступающих с формирователя 7 импульсов. Импульсы с вььхода элемента И поступают на вход дополнительного счетчика, а затем с его выхода -1 на вход основного счетчика, причем прямые выходы триггеров последнего управляют работой блока 4 коммутации. Блок 4 коммутацш подкшочаегг к соответствующим вььводам первичной обмотки трансформатора 9 первый 2 и второй 3 блоки компенсирующих конденсаторов. В момент времени, когда разность между суммарной емкостью компенсирующих конденсаторов, включенной в левое плечо первичной обмотки трансформатора 9 и суммарной емкостью компенсируюших конденсаторов 3, В1шюченной в правое плечо первичной обмотки трансформатора будет равна емкости дaтчiiкa 1 влажност и, во вторичной обмотке напряжение разбаланса примет нулевое аначй1ие. При этом нрть-орган Вырабатьтает сигнал, который закрывает элемент И, в основном счетчике записывается код N , пропорциональный емкости датчика 1 влаж1-1ости. Емкость датчика 1 и влажлость нефти cBsH заны нелинейной зависимостью. Лш1еаризаШ1я характеристики датчика осуществляется следующим образом. Логический элемент ИЛИ суммщэует импульсы, поступающие с выхода блока ключей, на первые входы которых подаются импульсы с выхода блока формирователей, которые формируются от перепадов поте шиалов из единицы в нуль на инверсных выходах триггеров основного и дополнительного счетчиков. Ключи блока 15 управляются с вььхода матрицы программы. Комбинация нулей и единиц на выходе матрицы программы зависит от состояния выходов дешифратора, которое, в свою очередь, определяется состоянием прямых выходов триггеров основного и дополнительного счет- 4iiKOB. Поэтому по мере заполнения основного и дополнительного счетчиков будет изменяться состояние выходов матрицы программы, а I следовательно, и. количество импульсов на выходе элемента ИЛИ по заданной программе . Программа рассчгагывается так, чтобы унитарный код, получаемый на выходе элемешга ИЛИ, был пропорционален влажности нефти, находящейся в емкостном датчике 1. Изменение программы осуществляется изменением внутренних связей в матрице программы. Например, если матрица программы вьшолнена ла базе логических интегральных схем, изменение программы осуществляется 575 изменением связей между логическими элементами. В предлагаемом устройстве погрешност аппроксимации нелинейной характеристики датчика 1 уменьшается до О, 1% и более. Формула изобр е т е н и я Цифровое устройство для измерения влажности нефти, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен со входом формирователя импульсов и с центральной ТОЧКОЙ первичной обмотки трансформатора, первый и второй вьшоды кото рой подключены соответственно к выходам первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов и через емкостный датчик влажности - к общей шине, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подкшо чен ко ВХОДУ нуль-органа, а второй вьшод к общей шине, которая также соединена с первыми входами первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов, вторые входы которых соединены с выходами блока коммутации, входы которого подсоединены к пря69мым выходам основного двоичного счетчика, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены дополнительный двоичный счетчик , деши4ратор, матрица программы, блок формирователей, блок ключей, элемент ИЛИ и элемент И, его первый ЕКОД соединен с выходом нуль-органа второй входс выходом формирователя импульсов, а выход - со входом дополнительного двоичного счетчика, выход которого соединен со fiatoдом основного двоичного счетчика, при этом прямые выходы обоих счетчиков соединены со входами дешифратора, а шшерс- ные выходы через блок формирователей с первыми входами блока ключей, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, а вторые - с выходами матрицы программы, входы которой соединены с выходами дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Автоматизация и телемеханизация 25 {нефз яной промышахенности, М., j 11, с. 13-15.

tfl

1-Н t

-J L-:rj

Ю4-КЭ

тI I I

I «I

5J 1--J