Устройство для измерения количества тепла Советский патент 1982 года по МПК G01K17/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА

1

Изобретение относится к тепловым измерениям и предназначено для измерения количества тепла, вырабатываемого или потребляемого теплотехническими установками при равенстве расходов теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах.

Известно устройство для измерения количества тепла, содержащее измеритель количества теплоносителя с импульсным преобразователем, термопреобразователем сопротивления, установленные в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, измерительный узел, включающий источник опорного тока, широтно-импульсный модулятор и интегратор 1.

Недостатком устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения количества тепла, содержащее измеритель количества теплоносителя с импульсным преобразователем, источник опорного тока, выход которого через два ключа соединен с термопреобразователями сопротивления, установленными в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, два логических элемента И, первые

входы которых соединены с управляющими входами ключей, вторые входы соединены с выходом генератора счетных импульсов, третьи входы соединены с выходом широтноимпульсного модулятора, вход которого

5 соединен с выходом элемента задержки, а выходы логических элементов И соединены со счетными входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом интегратора 2.

10 Недостатком устройства является невозможность достижения точности измерения требуемой для коммерческого учета, так как не учитывается изменение плотности теплоносителя при изменении его температуры. Цель изобретения - повышение точности

5 измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены корректор, логический элемент ИЛИ, третий ключ, -управляющий элемент и утроитель строб-импульсов, вход

20 которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход соединен со входом элемента задержки и входом управляющего элемента, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и четвертым входом второго логического элемента И, причем выходы источника опорного тока непосредственно и через корректор соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом широтно-импульсного модулятора, вход третьего ключа соединен с выходом корректора, а выход соединен с термопреобразователем сопротивления, установленным в отводящем трубопроводе. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит измеритель количества теплоносителя 1 с импульсным преобразователем 2, два термопреобразователя сопротивления 3 и 4, установленных в отводящем и подводящем теплоноситель участках трубопровода, утроитель строб-импульсов 5, элемент задержки 6, широтно-импульсный модулятор 7, управляющий элемент 8, имеющий три устойчивых состояния, два ключа 9 и 10, источник опорного тока 11, генератор счетных импульсов 12, первый и второй логические элементы И 13 и 14, реверсивный счетчик 15, интегратор 16, корректор 17, третий ключ 18 и логический элемент ИЛИ 19. Устройство работает следующим образом. Прохождение единицы количества (объема) теплоносителя через измеритель количества теплоносителя I, сопровождается формированием строб-импульса в импульсном преобразователе 2. Строб-импульс поступает на вход утроителя числа импульсов 5, выдающего импульсную последовательность в виде трех импульсов. С выхода утроителя импульсов 5 сигналы поступают на вход элемента задержки 6 и на вход управляющего элемента 8 с тремя устойчивыми состояниями, который в течение прохождения первого импульса импульсной последовательности дает команду на подключение выхода логического элемента И к суммирующему входу реверсивного счетчика 15, и на открытие ключа 9, обеспечивающего подключение источника опорного тока, подключенного также к управляющему входу широтно-импульсного модулятора через элемент ИЛИ к термопреобразователю сопротивления 4. При этом на выходе широтноимпульсного модулятора 7 с некоторым запозданием, достаточным для установления напряжения на термопреобразователе сопротивления 4, будет формироваться импульс, длительность которого пропорциональна температуре теплоносителя в подводящем трубопроводе. В логическом элементе 13 указанный сигнал заполняется счетными импульсами от генератора счетных импульсов 12, пакет которых поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 15. При этом число счетных импульсов, поступивших на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, пропорционален произведению количества объема теплоносителя на температуру теплоносителя в подводящем трубопроводе. По истечении некоторого времени, достаточного для отработки щиротно-импульсным модулятором 7 импульсного сигнала и возвращения в исходное состояние, с выхода утроителя 5 на управляющий элемент 8 поступает второй импульс, в течение прохождения которого, управляющ ий элемент дает команду на подключение выхода логического элемента 14 к вычитаклцему входу реверсивного счетчика 15 и на открытие ключа 10, обеспечивающего подключение источника тока 1I к термопреобразователю сопротивления 3. При этом на выходе щиротно-импульсного модулятора 7 формируется импульс, длительность которого пропорциональна температуре теплоносителя в отводящем трубопроводе. В логическом элементе 14 указанный сигнал заполняется счетными импульсами от генератора счетных импульсов 12, пакет которых поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 15. По истечении некоторого времени с выхода утроителя 5 на вход элемента 8 поступает третий импульс, в течение прохождения которого управляющий элемент 8 дает команду на подключение выхода логического элемента 14 к вычитающему входу реверсивного счетчика и на открытие третьего ключа 18, обеспечивающего подачу тока на термопреобразователь сопротивления 3 от источника тока 11 через корректор 17. При этом на термопреобразователе сопротивления 3 формируется напряжение в соответствии с выражением и Uo-K(t) Uo(l,0129 -5,14-10-.t),a) где Uo - начальное напряжение; K(t)- коэффициент пропорциональности, учитывающий зависимость плотности теплоносителя от температуры t. В логическом элементе 14 указанный сигнал заполняется счетными импульсами от генератора 12, пакет которых поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика, обеспечивая коррекцию исходного результата. Интегратор 16 фиксирует общее количество импульсов, сосчитанных реверсивным счетчиком за все время работы устройства, число кбторых будет пропорционально количеству тепла Q V-/At Mf (1,0129 - 5,14-10-4) X где V - количество теплоносителя в объемных единицах; Р плотность теплоносителя; „(1,0129 -5,14-10- -t); t -температура теплоносителя в точке измерения его количества; At -разность температур в подводящем и отводящем теплоносителе трубопроводах. Введение в устройство для измерения количества тепла новых элементов (корректора, утроителя строб-импульсов, управляющего элемента, третьего ключа и элемента ИЛИ) обеспечивает повышение точности измерения, что позволяет расширить сферу применения устройства. Формула изобретения Устройство для измерения количества тепла, содержаш,ее измеритель количества теплоносителя с импульсным преобразователем, источник опорного тока, выход которого через два ключа соединен с термопреобразователями сопротивления, установленными в подводящем и отводящем теплоноситель трубопроводах, два логических элемента И, первые входы которых соединены с управляющими входами ключей, вторые входы соединены с выходом генератора счетных импульсов, третьи входы соединены с выходом широтно-импульсного мoдyлятopaJ вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выходы логических элементов И соединены со счетными входами реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета плотности теплоносителя, в него введены корректор, логический элемент ИЛИ, третий ключ, управляющий элемент и утроитель строб-импульсов, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход соединен со входом элемента задержки и входом управляющего элемента, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и четвертым входом второго логического элемента И, причем выходы источника опорного тока непосредственно и через корректор соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом широтно-импульского модулятора, вход третьего ключа соединен с выходом корректора, а выход соединен с термопреобразователем сопротивления, установленным в отводящем трубопроводе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 465563, кл. G 01 К 17/16, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2850041/10, кл. G 01 К 17/16, 1979 (прототип).

f3

f

GП

i

1

n

I

l/

fH

9

/5

7V

/ ЖЖ

f7

11

rn