Способ измерения объема тел произвольной формы и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01F17/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕЛ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к измерению объемов тел произвольной формы в условиях тряски, крена, ускорений, вспенивания и т.п.

Известен способ измерения объемов, который основан на вытеснении объема жидкости, равного объему помещенного в него материала 1.

Недостатком этого способа является то, что при измерении объемов материалов с разным удельным весом приходится использовать различные виды жидкости, имеющие различные смачивающие свойства, что влечет за собой значительную погрешность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения объема, заключающийся в заполнении измерительной емкости порциями газа до заданного значения давления и считывания его .2.

Недостатком этого способа является невысокая скорость процесса измерения, так как отсчет производят последовательным квантованием результата измерения единицей, соответствующей цене его деления, которая определяется допустимой погрещностью квантования & и численно равна ей. Для получения допустимой погрешности

квантования gj, результат измерения РИ определяется условием

1бк1

5 0,01 1%;РИ 100

.6 0,005 0,5%; РИ.200.

Для воспроизведения такого количества

импульсов (РИ) последовательным и.х от,0 счетом необходимо время (tn) 4 f|6V

где - частота воспроизведения импульсов.

Для исключения погрешности от нестабильности частоты воспроизведения импульсов в пневмоавтоматике приходится рабо15тать на невысоких частотах, что и определяет большое время измерения.

Известно устройство для измерения количества израсходованного топлива, содержащее импульсный дозатор, управляемый 20 генератором тактов и выполненный в виде пульсирующего дросселя, вход которого соединен с сопловой, а:выход - с управляемой камерой повторителя с положительным сдвигом, свободным пространством измерительной емкости и элементом сравнения, к которому подключен задатчик, регистрирующий прибор, выполненный в виде счетчика импульсов, соединенного с выходом генератора тактов 3.

Недостатком известного устройства является невысокая скорость процесса измерения,

J,oJib изобретения - ускорение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что способом измерения объема производят последовательное заполнение измерительной камеры до давления, превышающего заданную величину, и опорожнение указанной камеры до давления ниже заданной величины число раз, равное сумме разрядов результата измерения, причем заполнение камеры начинают производить дозами газа, величины которых соответствуют старшему разряду результата измерения, а последующие опорожнения и заполнения емкости ведут в соответствии с переходом изменения дозы к младшему разряду результата измерения.

Считывание порций газа по каждому разряду ведут раздельно, а результат измерения представляют в виде ряда полученных цифр расположенных в соответствии с принадлежностью к разряду.

Устройство для измерения объе.ма, которое, кроме перечисленных ранее рабочих органов, снабжено блоками сброса и дозирования газа с индивидуальными генератора ми тактов, двумя триггерами и элементом З.ЛПРЕТ причем элемент сравнения через э.юмснт ДА соединен с узло.м пуска блока сброса |-аза, элементом ЗАПРЕТ и триггером, который г1одк;1К)чсн к узлу пуска первого дозатора блока дозирования, к входу обратного счета вторичного прибора и к элементу ЗАПР1ГГ, связанному с узлом пуска второго дозатора, блока дозирования и с другим триггером, соединенный с узлом пуска блока сброса газа.

Выходы генераторов блока дозирования и сброса газа подк;ночены попеременно к входа.м прямого и обратного счета вторичного прибора и к узлам пуска.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительную камеру 1, к которой подключены выходы блоков 2 и 3 дозирования газа, вход блока 4 сброса газа и элемент 5 сравнения к которому подключен задатчик 6 давления. Блоки 2 и 3 дозирования и 4 сброса газа соединены с генераторами 7-9 тактов, которые связаны с регистрирующим устройством 10. Генераторы 7-9 снабжены узлами 11 -13 пуска и останова, причем узел 11 пуска и останова генератора тактов дозатора газа старшего разряда соединен с триггером 14 и входом обратного счета старшего разряда регистрирующего устройства 10. Триггер 14 соединен с элементом ЗАПРЕТ 15, узлом 12 пуска и останова генератора блока

сброса газа и через элемент ДА 16 с элементом 5 сравнения. Элемент Запрет 15 соединен с узлом 13 пуска и останова блока дозирования газа младшего разряда и триггером 17, который подключен к узлу 12 пуска и останова сброса газа.

Кроме того, в схему входят вспомогательные элементы; тумблер 18 включения и тумблеры 19 сброса триггеров.

При включении тумблера 18 начинает работать генератор 7 тактов,управляющие сигналы которого поступают на блок дозирования старшего разряда регистрирующего, величины которых соответствуют единице старшего разряда регистрирующего устройства 10. Когла давление в измерительной емкости

Iпревысит заданный уровень, установленный задатчиком 6, сработает элемент 5 сравнения, выходной сигнал которого через узел

I1пуска и останова выключает генератор 7, (дозирование порции газа в измерительную камеру 1 прекращается) и включает через узел 12 пуска и останова генератор 8. Сигнал триггера 14 сбрасывает одну единицу со счета старшего разряда (произведен один лишний импульс прямого счета). Управляющие сигналы генератора 8 поступают на

вход блока 4 сброса газа и вход обратного счета среднего разряда регистрирующего устройства 10. Из измерительной камеры 1 газ сбрасывается порциями газа, величины которых соответствуют среднему разряду регистрирующего устройства. Когда дав ление в камере 1 станет меньше заданного (установленного задатчиком 6), на выходе элемента 5 сравнения появится сигнал Рд О, сработает элемент ЗАПРЕТ 15,сигнал которого «1 включен через узел 3пусJ ка и останова генератор 9 и взведет триггер 17, который выключает через узел 12 пуска и останова генератор 8. Измерительная камера 1 заполняется порциями газа, величины которых соответствуют единице младшего разряда. Настройка величины порции младшего (последнего) разряда определяется также, как и у известного объемометра, допустимой погрешностью квантования, когда давление в измерительной емкости достигнет заданного, снова сработает элемент сравнения, сигнал которого Р 1 через элемент ЗАПРЕТ 15 и узел 13 пуска и останова выключит генератора 9 тактов, управляющие сигналы которого поступали на вход прямого счета младшего разряда.

Цикл измерения заканчивается, после

0 чего кнопками 19 сбрасываются триггеры 14 и 17, а тумблер 18 выключается. Устройство готово к следующему измерению.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят последовательное заполнение измерительной камеры 1 до давления, превышающего заданную величину, опорожняют указанную камеру до давления ниже заданной величины число раз, равное сумме

разрядов результата измерения, причем заполнение камеры начинают производить дозами газа, величины которых соответствуют старшему разряду результата измерения, а последующие опорожнения и заполнения камеры ведут в соответствии с переходом измерения величины дозы к младшему разряду результата измерения. Считывание порций газа по каждому разряду ведут раздельно, а результат измерения представляют в виде ряда полученных цифр, расположенных в соответствии с принадлежностью к разряду.

Предлагаемые способ и устройство позволят ускорить процесс измерения объема тел произвольной формы.

Формула изобретения

. Способ измерения объема тел произвольной формы, заключающийся в заполнении измерительной камеры порциями газа до давления заданной величины и их счи тывании, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерения, производят последовательное заполнение измерительной камеры до давления, превышаюшего заданную величину, и опорожнение указанной камеры до давления ниже заданной величины число раз, равное сумме разрядов результата измерения, причем заполнение камеры начинают производить дозами газа, величины которых соответствуют старшему разряду результата измерения, а последующие опорожнения и заполнения камеры ведут в соответствии с переходом изменения дозы к младшему разряду результата измерения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что считывание порций газа по каждому разряду ведут раздельно, а результат измерения представляют в виде ряда полученных цифр, расположенных в соответствии с принадлежностью к разряду.

3.Устройство для измерения объема тел произвольной формы, включающее измерительную камеру, блок дозирования газа, соединенный со средством поддержания постоянного перепада давления на нем, генератор тактов, связанный с вторичным прибором и узлом пуска, к которому подключен элемент сравнения узла останова, отличающийся тем, что оно снабжено блоками сброса и дозирования газа с индивидуальными генераторами тактов, двумя триггерами и элементом ЗАПРЕТ, причем элемент сравнения через элемент ДА соединен с узлом пуска блока сброса газа, элементом ЗАПРЕТ и триггером, который подключен к узлу пуска первого дозатора блока дозирования, к входу обратного счета вторичного прибора и к элементу ЗАПРЕТ, связанному с узлом пуска

второго дозатора блока дозирования и с другим триггером, соединенным с узлом пуска блока сброса газа.

4.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что выходы генераторов блока дозирования

и сброса газа подключены попеременно к входам прямого и обратного счета вторичного прибора и к узлам пуска.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

30

1.Патент США № 3486374, кл. 73-426, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 494606, кл. G 01 F 17/00, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР 35 № 559121, кл. G 01 F 17/00, 1975.