Расходомер газа Советский патент 1981 года по МПК G01F1/00 

(54) РАСХОДОМЕР ГАЗА два диода и резистор, при этом аноды первого и второго диодЬв соединены соо ветственно с выходами первого и второго развязьгоающего операционного усилителя, а катоды соединены вместе и подключены к выходу одного из Т-образ ных делителей напряжения и через резистор подключены к выходу источника смещения, соединенного с входом масштабного усилителя. На чертеже представлена принципиаль ная схема расходомера газа. Расходомер газа содержит установлен ные в трубопроводе сужающее устройство I, датчик 2 давления, датчик 3 перепада давления, датчик 4 температуры, развязывающие усилители 5 и 6, масштабный усилитель 7, дополнитель-, ные диоды 8 и 9, Т-образные делители 10 напряжения с резисторами 11 и 12 и диодами 13, дополнительный резистор 14, ограничитель на транзисторе 15, диоде 16 и резисторах 17 и 18 Расходомер газа работает следующим образом. Выходное напряжение расходомера описывается выражением (,) где Uny - выходное напряжение |)асхо.домера газа; Р - давление газа в трубопроводе, измеряемое датчиком 2; р - перепад давления газа на сужающем устройстве 1; Т - температура воздуха, измеря мая датчиком 4; К коэффициент размерности и масштаба. Напряжения с датчиков 2 и 3, пропорциональные соответственно давлению и перепаду давления, поступают на развязывающие усилители 5 и 6, причем в цепь отрицательной обратной связи развязывающего усилителя 6 включен датчик 4 температуры. При изменении тем ратуры коэффициент передачи усилителя меняется обратно пропорционально температуре,, т.е. происходит деление перепада давления на температуру газа. С выходов развязывающих усилителей 5 и 6 напряжения, пропорциональные соот ветственно давлению и частному от деления перепада давления на темпера туру, поступают на аппроксиматор, выпо ненный на Т-образных диодно-резис тор ных делителях 10 напряжения, выходы Которых объединены и подключены к входу масштабного усилителя 7. С помощью делителя 1О напряжении производится извлечение квадратного корня из произведения напряжений, поступающих с развйзывающих усилителей 5 и 6, С выхода масштабного усилителя 7 напряжение, величина которого определяется вьфажением (1), поступает на повторитель 15, на котором собран ограничитель выходного напряжения снизу. При появлении напряжения на выходе масштабного усилителя 7 ниже уровня, задавемого резисторным делителем 17 и 18, диод 16 открывается и напряжение на эмиттере транзистора 15 устанавливается равным опорному напряжению, около нуля. При обрыве электрической цепи дат-, чнка давления или датчика перепада давления, выходное напряжение с развязывающего усилителя 5 или 6 становится равным Напряжению смещения tjC. / но противоположного знака, так как развязывающие усилители - инвертирующие. Напряжение смещения необходимо для компенсбщии напряжения холостого хода датчиков давления и перепада давле ния, величина которого равна, примерно 1В. Дополнительный диод 8 или 9 открывается и напряжение поступает через резистор 14 на вход масштабного усилителя 7. Сопротивление резистора 14 выбирается достаточно мальим, чтобы на выходе усилителя 7 появилось большое отр1щательное напряжение, диод 16 при этом открывается и на выходе устройства устанавливается нулевое напряжение, что автоматически сигнализирует об отказе расходомера. При обрыве датчика температуры, коэффициент передачи развязывающего усилителя о изменяется и максимальное отношение коэ(М)И1шента передачи усилителя бдоббрыва и после обрыва датчика 4 -температуры равно -П1, - -- -bo5p.) гдеKQ - коэффициент -передачи усилителя 6, равный Т,.,+Т,, + ) бобсх коэффициент передачи усилителя 6 при обрыве датчика 4 температуры , равный

Резисторы 19-21 в цепях развязывающего усилителя 6;

И - сопротивление датчика 4 температуры. Как ввдно из вьфажения (2), если второе cnaraovioe этого вьфажения сделат в пределах 1-2 (что вполне возможно путем выбора величин резисторов 19-21) не выходя за предельно допустимые значения параметров усилителя 6, то изменение коэффипиента передачи усилителя 6 |Не превышает 2-3 раз. И напряжение на выходе усилителя 6 при обрыве датчика 4 устанавливается равным не менее Ujjj i. /ЗаО.ЗЗВ, что сравнимо с падением напряжения на германиевом диоде 9 Поэтому напряжение tfcv. подается немного больше холостого напряжения датчика 3, .чтобы напряжение .на выходе усилителя б было хотя бы на ОД В -больше падения напряжения на диоде 9, что вполне достаточно для установления на выходе расходомера напряжения, равного нулю. Погрешность измерения расхода за счет изменения напряжения смещения UCM i устраняется путем введения дополнительного источника смещени на входе масштабного усилителя 7.

Экономический эффект по изобретению обеспечивается за счет исключения потерь информации о расходе.

Формула изобретения

Расходомер газа, содержащий датчик давления потока газа, соединенный

через первый развязывающий операционный усилитель и первый Т-образный делитель напряжения с входом масштабного усилителя, выход которого через ограничитель соединены с выходом расходомера и установленное в трубопроводе .сужающее устройство , своими измерительными зонами соединенное с датч.иком перепада давления, выход которого подключен чераз второй .развязывающий операционный усилитель на вход масштабного усилителя, и расположённый в потоке датчик температуры, включенный в цепь обратной связи второго развязываюшего операционного усилителя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, в него дополнительно введены, источник напряжения смещения, два диода и резистор, при этом аноды первого и второго диодов соединены соответственно с выходами первого и второго развязывающего операционного .усилителя, а катоды соединен вместе и подключены к выходу одного из Т-образных деталей напряжения и через резистор подключены к выходу источника смйцения, соединенного с входом масштабного усилителя.

Источники информации, принятые во йнимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 514198, кл. Q 01Г 1/ОО, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 627327, кл. U 01 Р t/OO, 1978.