Устройство для измерения количества тепла Советский патент 1981 года по МПК G01K17/16 

. , 1 , . Изобретение относится к измерениям количества тепла и может быть применено в автоматизированных системах теплоснабжения жилых и промышленных зданий и сооружений для учета и контроля количества тепла. Известны тепломеры, содержащие расходомер с электрическим преобразо вателем, термопреобразователи, установленные в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, моСтрву схему, усилители постоянного тока, компаратор, источник опорного напряжения, устройство перемножения разности температур и расхода, аналогоцифровой преобразователь и интегратор ij . Однако известный тепломер имеет невысокую точность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является тепломер,, содер жащий измеритель количества теплоносителя с импульсным преобразователем термометры сопротивлейия, установлен ные в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, измерительный узел, включающий источник опорного тока,, широтно-импульсный модулятор и интегратор 2 . Недостатком описанного тепломера является невысокая точность измерения, а также необходимость индивидуального подбора элементов для получения идентичности характеристик отдельных узлов, например, широтно-импульсного модулятора, источника опорного тока, кроме того, изменение метрологических характеристик тепломера при воздействии внешних факторов и старении элементов приводит к нестабильности результатов измерения. Цель изобретения - повышение точности и стабильности измерения количества тепла. поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения количества тепла, измерительный узел дополнительно содержит удвоитель числа строб-сигналов, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя количества теплоносителя, а выход соединен с запускающим входом широтно-импульсного модулятора через элемент задержки и со счетным входом триггера, выхода которого соединены с управляющими входами двух ключей, другие входы которых соединены с выходом источника опорного тока и управляющим входом широтно-им

пульсного модулятора, а выходы соедийены с термометрами сопротивления, и с первыми входами двух логических ячеек И,вторые входы которых соединены с выходом генератора счетных импульсов, а третьи входы соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, вьлходы логических ячеек И соединены со счетными входами реверсивного счетчика числа импульсов, выход которого соединен с входом интегратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения количества тепла.

Счетчик количества тепла содержит измеритель 1 количества теплоносителя с импульсным преобразователем 2, два термометра 3 и 4 сопротивлеНИИ, установленных в отводящем и подводящем..;теплоноситель участках трубопровода, удвоитель 5 строб-сигналов, элемент б задержки, широтноимпульсный модулятор 7, триггер 8, два ключа 9 и 10, источник 11 опорного тока, генератор 12 счетных импульсов, две логические ячейки И13 и 14, реверсивный счетчик 15 и интегратор 16.

Прохождение единицы количества (объема) теплоносителя через измеритель 1 количества теплоносителя, сопровождается формированием строб-сигнала в импульсном преобразователе 2. Строб-сигнал поступает на вход удвоителя 5 числа сигналов, выдающего импульсную последовательность в виде двух сигналов. С выхода удвоителя 5 сигналы поступают на счетный вход триггреа 8, который от первого сигнала импульсной последовательности ус.танавливается в такое положение, при котором только на кл1оч 9 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий подключение выхода источника 11 опорного тока, подключенного также к управляющему входу широтно-импульсного модулятора 7, к термометру 4 сопротивления и выхода логической ячейки 13 к суммирукзщему входу реверсивного счетчика 15 и на элемент 6 задержки, выдающий сигнал с некоторым запаздыванием (достаточным для установления управляющего напряжения, равного падений напряжения на термометре 4 сопротивления на входе широтно-импульсного модулятора) на -запускающий вход широтно-импульсного модулятора W ПФ1 этом на. выходе широтно-импульного модулятора 7 формируется импуль длительность которого пропорциональна Температуре теплоносителя в подводящем трубопроводе. В логической ячейке 13 указанный сигнал заполняется счетными импульсами от генератора 12 счетных импульсов, пакет которых поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 15.

Таким образом, число счетных импульсов, поступивших на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, пропорционально произведению количества (объема) теплоносителя на температуру теплоносителя н подводящем трубопроводе .

По истечении некоторого времени {достаточного для отработки широтноимпульсным модулятором 7 импульсного сигнала и возвращения в исходное состояние) с выхода удвоителя 5 второй сигнал поступает на счетный вход триггера 8, переводя его. в новое положение, при котором только на ключ 10 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий подключение выхода источника 11 oiiopHoro тока к термометру 3 сопротивления и выхода логической ячейки

14к вычитающему входу реверсивного счетчика 15 к на элемент 6 задержки, вьщающий сигнал с некоторым запаздыванием на запускающий вход широтноимпульсного модулятора.

При этом на выходе широтно-импульс ного модулятора 7 формируется импульс длительность которого пропорциональ а ;температуре теплоносителя в отводящем .трубопроводе. В логической ячейке 14 указанный сигнал заполняется счетными импульсами от генератора 12 счетных импульсов, пакет которых поступает на вычитающих вход реверсивного счетчика 15. Разностное количество импульсов в реверсивном счетчике

15накапливается интегратором и пропорционально количеству тепла.

Таким образом, благодаря применению одних и тех же функциональных узлов (источник О.ПОРНОГО тока, широтно-импульсный модулятор),поочередно работающих в двух каналах в качестве измерительных преобразователей темтературы в электрический сигнал и перемножения температуры на количество теплоносителя, обеспечивается высокая точность измерения и стабильность характеристик устройства для измерения количества тепла при воздействии внешних факторов и ст.арении элементов.

Формула изобретения

Устройство для измерения количества тепла, содержащее измеритель количества теплоносителя с импульсным преобразователем, термометры сопротивд1ения, установленные в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, измерительный узел, включающий источник опорного тока, широтно-импульсный модулятор и интегратор, отличающееся тем, что, f целью повышения точности и стабильности.измерений, измерительный узел дополнительно содержит удвоитель числа стробсигналов, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя количества теплоносителя, а выход соединен с запускающим входом широтноимпульсного модулятора через элемент задержки и со счетным входом триггера выходы которого соединены с управляющими входами двух ключей, другие входы которых соединены с выходом источника опорного тока и управляющим входом широтно-импульсного модулятора, U выходы соединены с термометрами сопротивления, и с первыми входами .двух логических ячеек И, вторые входы которых соединены с выходом генератора счетных импульсов, а третьи входы

соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, выходы логических ячеек И соединены со счетнытли входами реверсивного .счетчика числа импульсов, выход которого соединен с входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 498518,- кл, G 01 К 17/08, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

0 465563, кл. G 01 К 17/16, 1973 (прото ип).