Сигнализатор расхода Советский патент 1982 года по МПК G01F1/00 

t

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для сигнализации и измерения расхо- дов жидкостей и газов.

Известны сигнализаторы, сравнивающие измеряемый параметр с уставкой и выдающие на выходе сигнал о превышении или понижении измеряемого параметра относительно уставки.

Наиболее близким к предлагаемому является сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, частота сигналах которого пропорциональна значениям расхода, и вторичную схему, содержащую измерителыЧый преобразователь, схему уставки, сравнивающее устройство и выходное устройство. Измерительный преобразователь представляет собой счетчик электрических импульсов, который суммирует колебания измеряемого си1 нала, поступающие от первичного пре-образователя расхода. Схема уставки содержит генератор опорной частоты.

которая плавно изменяется от 1 до 50 Гц и счетчика электрических импульсов, который считает колебания с генератора, В качестве сравнивающего устройства применен триггер с раздельными входами, которым управляют по разным входам выходными импульсами от обоих счетчиков. Если счетчик измерительного преобразователя заполняется первым, то триггер устанавливается в первое устойчивое положение, а если сначала заполнится схема счетчика уставки, то триггер устанавливается в другое устойчивое положение. Заполнение одного из счетчиков сбрасывает на нуль оба счетчика,не изменяя состояния триггера. В первом устойчивом состоянии триггер вклюмаet выходное реле. Уставка задается изменением частоты генератора опорной частоты П,

Случайные кратковременные срывы пограничного слоя в местных сопротивлениях технологическогсЗ трубопровода создаютна выходе первичного преобразователя расхода кратковременный сигнал, соответствующий локальному резкому увеличению значений расхода, что в свою очередь вызовет кратковре менное срабатывание сигнализатора на повышение с возвратом в исходное сос тояние после прекращения действия по мех. В процессе измерения может наблюдаться кратковременный разрыв сплошности потока жидкости через первичны преобразователь расхода за счет вклю чения газовых пузырей или других ино родных Сред, что вызовет исчезновени сигнала на это время. Сигнализатор сработает на понижение, с последу щим восстановлением состояния. Если поток жидкости перекачивают поршневым насосом, мгновенное значение скорости потока через первичный преобразователь будет периодически изменяться с большой глубиной пульса ции. Если среднее значение скорости .потока соответствует области устав ки, то указанные пульсации скорости потока будут создавать периодические срабатывания и отпускания сигнализатора . Описанные ситуации воспринимаются системой управления, получающей информацию от сигнализатора, как ложные срабатывания, так как среднее значение установившегося расхода остается неизменным в пределах погрешности измерения. Цель изобретения - повышение помехозащищенности путем устранения недостатков. Поставленная цель достигается тем что в сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, счетчик, схему сравнения, схему уставки, RS триггер и выходное ре ле введены включенная между выходом первичного преобразователя и входом счетчика схема защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, содержащая ключ, конденсатор, два резистора и компаратор, причем ключ шунтирует конденсатор, оба они подключены к од ному из входов компаратора, второй вход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения; схема защиты от воздействия низкочас тотных модуляций скорости контролиру мого потока, содержащая элементы ИЛИ и И, резистор, интегрирующий усилите 84 с конденсатором и шунтирующим их клю- чем, компаратор с источником опорного напряжения, причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к одному из входов элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходу схемы сравнения, а выход элемента И ко второму входу RS триггера; и схема защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, содержащая источник опорного напряжения,два резистора и ключ, причем резисторы через ключ подключены к одному из входов схемы уставки, к этому же ключу подключен выход RS гера. На чертеже показана блок-схема .сигнализатора расхода. Сигнализатор содержит первичный преобразователь 1 расхода, схему 2 защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, которая в свою очередь содержит ключ 2.1, конденсатор 2.2, резисторы 2.3 и 2.4, а также компа ратор 2.5 и источник опорного напря;жения 2.6, счетчик 3, схему k устав-. ;КИ, схему 5 защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, имеющую переключатель 5.1, два резистора 5.2 и 5.3 и источник 5. опорного напряжения, сравнивающее устройство 6, схему 7 защиты от воздействия низкочастотных модуляций, которая содержит элемент ИЛИ 7.1, резистор 7.2, интегрирующий усилитель 7.3 с конденсатором 7.Ц и шунтирующим ключем 7.5 компаратор 7.6, элемент И 7.7 и источник опорного напряжения 7.8.,триггер 8 с раздельными входами и выходное реле 9. Сигнализатор работает следующим образом. Выходной импульсный сигнал первичного преобразователя расхода 1 поступает на 8ХОД ключа 2.1, шунтирующего конденсатор 2.2, и размыкает его на время длительности импульса. За это время конденсатор 2.2 заряжается от источника 2.6 опорного напряжения через резистор 2.3. Конденсатор 2.2 подключен к входу компаратора 2.5, если напряжение на конденсаторе успеет возрасти до уровня, превышающего опорное напряжение на втором входе компаратора 2.2, то последний срабатывает и формирует на выходе импульс длительность которого зависит от дли тельности входного импульса. Прекращение входного импульса замыкает клю 2,1, разряжает конденсатор 2.2 и воз вращает компаратор 2.5 и исходное состояние. При попадании на вход схе мы 2 импульса с длительностью, меньшей заранее заданной величины, конденсатор не успевает зарядиться до необходимого уровня, компаратор не срабатывает и импульс не проходит в следующие каскады схемы, что позволяет защитить сигнализатор от случайных высокочастотных помех. Выход схемы 2 соединен со счетчиком 3, который суммирует импульсы сигнала, полученные от первичного преобразователя расхода и прошедшие через схе му 2, формируя временной интервал, пропорциональный периоду сигнала. Вы ходной сигнал от счетчика 3 поступает в схему 6 сравнения и одновременно запускает схему k уставки, которая в ответ на запускающий импульс выдает сигнал эталонной длительности соответствующий заданной величине -ра хода, поступающий также в схему срав нения. Сигнал на выходе схемы 6 срав нения, равный разности длительностей эталонного и измеренного импульсов, попадает на вход S RS-триггера 8, который управляет срабатыванием выходного реле 9. Схема 6 сравнения выдает разностный импульс только в том случае, когда измеренный импульс по своей длительности больше, чем эталонный импульс уставки. В противном случае выходной импульс схемы 6 не появляется. Одновременно схема 6 сравнения управляет работой схемы 7, которая при отсутствии сигнала от схемы сравнения вырабатывает импульсы, устанавливающий выходной триггер 8 в нулевое положение и защищает сигнализатор от ложных срабатываний при кратковременном пропадании сигнала, вызванного, например, нарушением сплошности потока. Выходной импульс схемы сравнения устанавливает триггер 8в положение Единица и одновременно на время действия импульса запирает элемент И 7-7, а также через элемент ИЛИ 7.1 закрывает ключ 7-5, шунтирующий усилитель 7.3 и разряжает конденсат тор 7. В результате полностью исключается возможность появления и прохождения импульса, устанавливающего триггер 8 в положение ноль. Когда действие разностного импульса от схемы 6 сравнения заканчивается, схема ИЛИ 7.1 открывает ключ 7-5 и начинает линейный заряд конденсатора 7.+ усилителя 7.3. Постоянную времени интегрирующих цепей усилителя 7.3 выбирают в несколько раз больше периода следования импульсов сигнала от схемы Ь сравнения, поэтому конденсатор 7 . не успевает зарядиться и с приходом очередного импульса сигнала разряжается. При таком режиме работы схемы триггер 8 остается в положении Единица. Длительное отсутствие импульсов сигнала на выходе схемы 6 указывает на то, что значение расхода через первичный преобразователь расхода меньше величины уставки. В этом случае напряжение на выходе интегрирующего усилителя 7.3 превышает опорное напряжение компаратора 7.6 и вызывает его срабатывание. Полученный импульс через открытый элемент И 7.7 устанавливает триггер 8 в нулевое положение.-Процесс при отсутствии импульсов сигнала будет продолжаться с частотой, определяемой времязадающими цепями интегрирующего усилителя 7.3 до тех пор, пока не появятся импульсы сигнала. Пропадание сигнала на время,меньшее времени релаксации схемы 7, не создает на выходе сигнализатора срабатывание в нулевое положение, что определяет помехоустойчивость схемы. Изменяя постоянную времени интегрирующих цепей усилителя 7.3 задают вре|мя, в течение которого случайное про|падание импульсов сигнала не создает |на выходе схемы 7 импульсов сброса на ноль выходного устройства сигнализатора, что предохраняет схему от ложных срабатываний. В описываемой схеме сигнализатора предусмотрена возможность устанавливать точки срабатывания и отпускания отличными друг от друга, причем эту разницу выбирают большей, чем размах возможных периодических пульсаций скорости потока.-Для этой цели схеме k уставки задают при помощи ключа 5.1 два уровня опорных напряжений, которые устанавливают две длительности эталонного импульса на входе схемы . При срабатывании сигнализатора длительность сигнала сравнивают с этапонным импульсом меньшей длительности, а при отпускании сравнение осуществляют с эталонным импульсом большей длитель ности. Разница эта тем больше,чем больше Необходимо установить гистерезис срабатывания сигнализатора. Опорные напряжения задают двумя последовательно включенными резисторами 5.2 и 5.3 а переключения ключа 5.1 осуществляют выходным нап ряжением триггера 8. Предлагаемое устройство имеет повышенную помехоустойчивость, улуч шает эксплуатационные характеристики и создает удобства в работе. Формула изобретения Сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода со счетчиком на выходе, схему сравнения, схему уставки, RS-триггер и зыходное реле, причем выход счетчика подключен к схеме уставки и к одному из входов схемы сравнения, выход схемы уставки подключен к втором входу схемы сравнения, к выходу кото рой подключен один из входов RS-триг тера, выходное реле подключено к выходу RS-триггера, отличающи с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены: включенная между выходом первичного преобразователя и входом счетчика схема защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, содержащая ключ, конденсатор, два резистора и компаратор, причем ключ шунтирует конденсатор, оба они подключены к одному из входов компаратора, второй вход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения; схема защиты от воздействия низкочастотных модуляций скорости контролируемого потока, содержащая элементы ИЛИ и И, резистор, интегрирующий усилитель с конденсатором и шунтирующим их ключом, компаратор с источником опорного напряжения, причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к одному из входов элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходу схемы сравнения, а выход элемента И к второму входу RS-триггера; схема защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, содержащая источник опорного напряжения, два резистора и ключ, причем резисторы через ключ подключены к одному из входов схемы уставки, к этому же ключу подключен выход RSтриггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ If 2627129, кл. G 01. D /10, 1976.