Устройство для коррекции расхода вещества по температуре и давлению

Устройство для коррекции расхода вещества по температуре и давлению

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ РАСХОДА ВЕЩЕСТВА ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ДАВЛЕНИЮ содержащее датчик температуры , подключенный через первый преобразователь аналог - частота к первому входу ключевого элемента, вторым входом связанного с первым входом блока вычитания, а выходом через первый делитель - с вторьйм входом блока вычитания, выход которого через первый элемент совпадения соединен с входом пересчетнрго блока, датчик расхода, генератор импульсов,выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, датчик давления, выходом связанный через второй преобразователь аналогчастота с первым входом второго элемента совпадения, отличающееся тем, что, с uejibio повыиения точности, оно содержит последовательно соединенные первый триггер, первый элемент ИЛИ, третий элемент совпадения, распределитель импульсов, второй триггер, четвертый элемент совпадения, преобразователь аналогкод , шифратор и первый формирователь сигнала запуска, последовательно соединённые пятый элемент совпадения, второй делитель, счетчик с памятью, второй формирователь сигнала запуска, третий триггер, шестой элемент совпадения , одновибратор, первый элемент задержки и седьмой элемент совпещения , а также второй элемент ИЛИ, первый инвертор, четвертый и пятый триггеры и последовательно соединенные второй инвертор и второй элемент задержки , выход которого подключен к второму входу счетчика с памятью, а вход - к третьему входу счетчика с памятью, выход седьмого элемента совпадения связан с BTopoiM входом второ-. го формирователя сигнала запуска, а второй вход - с входом второго инвертора , с первым входом пятого элемента совпадения, с вторым выходом распределителя импульсов и с вторым входом второго элемента совпадения, i выход которого подключен к второму (Л входу первого формирователя сигнала запуска, третьим входом связанного с третьим выходом распределителя импульсов , с вторым входом второго триггера и с первьм входом первого триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом четвертого .; элемента совпадения, с вторым входом пятого элемента совпадения, и с вторым входом третьего элемента совпадения , выходом связанного с первыми входами четвертого и пятого тряггег ров и с вторым входом первого триггера , выход первого формирователя сигнала запуска подключен к своему четвертому входу и к второму входу пятого триггера, выход датчика температуры соединен с вторы: входом преобразователя аналог-код, второй вы-. ход которого подключен к второму входу четвертого триггера, второй и третий входы первого элемента ИЛИ связаны соответственно с выходами четвертого и пятого триггеров, первый вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу датчика расхода, к третьему входу второго формирователя сигнала запуска и через первый инвертор - к вторбму входу шестого элемента сов

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

t!% (И) 3(5В G 05 0 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3311390/18-24 (22) 29.06.81 (46) 07.07.83. Бюл. Р .25 (72) В.Е. Щербина, О.С. Михайлов, iO,А. Десяткин и Г.В. Арапов (71) Волго-уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородосодержацих -азов (53) 681.128.62(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР м 334544, кл. 6 05 В 5/01, 1972. .2. Заявка Японии М 53-40104, кл. G 01 F 15/02, 1978 (прототип) .. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ

РАСХОДА ВИЦЕСТВА ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И

ДАВЛЕНИО> сОдержацее датчик температуры, подключенный через первый преобразователь аналог - частота к первому входу ключевого элемента, вторым входом связанного с первым входом блока вычитания, а выходом через первый делитель - с вторым входом блока вычитания, вьасод которого через первый элемент совпадения соединен с входом пересчетного блока, датчик расхода, генератор импульсов,выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, датчик давления, выходом связанный через второй преобразователь аналогчастота с первым входом второго элемента совпадения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с це ью ггоаааиения точности, оно содержит последовательно соединенные первый триггер, первый элемент ИЛИ, третий элемент совпадения, распределитель импульсов, второй триггер, четвертый элемент совпадения, преобразователь аналогкод, шифратор и первый формирователь сигнала запуска, последовательно соединенные пятый элемент совпадения, второй делитель, счетчик с памятью, второй формирователь сигнала запуска, третий триггер, шестой элемент совпадения, одновибратор, первый элемент задержки и седьмой элемент совпадения, а также второй элемент ИЛИ, первый инвертор, четвертый и пятый триг-. геры и последовательно соединенные второй инвертор и второй элемент задержки, выход которого подключен к второму входу счетчика с памятьв, а вход - к третьему входу счетчика с памятью, выход седьмого элемента совпадения связан с вторим входом второ-. го формирователя сигнала запуска, а второй вход — c входом второго инвертора, с первым входом пятого элемента совпадения, с вторым выходом распределителя импульсов и с вторым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к второму входу первого формирователя сигнала запуска, третьим входом связанного с третьим выходом распределителя им- С пульсов, с вторым входом второго триггера и с первьи входом первого триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом четвертого .:элемента совпадения, с вторым входом пятого элемента совпадения и с вторым входом третьего элемента совпа» дения, выходом связанного с первыми входами четвертого и пятого триггер ров и с вторым входом первого триг гера, выход первого формирователя сигнала запуска подключен к своему четвертому входу и к второму входу пятого триггера, выход датчика темпе ратуры соединен с вторьи входом преобразователя аналог-код, второй вы-, ход которого подключен к второму входу четвертого триггера, второй и третий входы первого элемента ИЛИ . связаны соответственно с выходами четвертого и пятого триггеров, первый вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу датчика расхода, к третьему входу второго формирователя сигнала запуска и через первый инвертор - к второму входу шестого элемента сов1027702 падения, второй вход - к выходу одновибратора и к четвертному входу второго формирователя сигнала запуска, Ф

Изобретение относится к средствам измерения расхода и может найти применение в устройствах измерения расхода технологических и товарных потоков жидкостей в газовой .и нефтяной промышленности.

Известно устройствО для коррекции числа импульсов по входному .параметру, содержащее датчик параметра, реобразователь, делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления и блок вычитания (1 3. Это устройство позволяет корректировать основную импульсную последовательность измеряемого параметра по одному вспомогательному параметру, но ие позволяет производить коррекцию измеряемого параметра по нескольким вспомогательным параметрам.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для кор- Ю рекции расхода вещества по температуре и давлению, с держащее датчик температуры, подключенный через первый преобразователь аналог-частота к первому входу ключевого элемента, 25 вторым входом связанного с первым входом блока вычитания, а выход через первый делитель - с вторым входом блока вычитания, выход которого через ,первый элемент совпадения соединен с ЗО входом пересчетного блока, датчик расхода, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, датчик давления, выходом связанный через второй 5 преобразователь аналог-частота с пер- вым входом второго элемента совпадения 2 ).

Устройство не обеспечивает коррекцию расхода по сжимаемости измеряемой среды, зависит от давления и тем-4О пературы, что повышает погрешность измерения расхода продуктов со значительным коэффициентом сжимаемости.

Цель изобретения - повышение точности устройства. 45

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик .температуры, подключенный через первый преобразователь аналог-частота к первому .входу ключевого элемента, 50 вторым входом связанного с первым вхо. дом блока вычитания, а выходом через первый .делитель - с вторым входом блока вычитания, выход которого через первый элемент совпадения соединен с 55 а выход — к входу блока вычитания,второй вход третьего триггера соединен с выходом первого элемента задержки.

2 входом пересчетного блока, датчик расхода, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом ! первого элемента совпадения, датчик давления, выходом связанный через второй преобразователь аналог-частота с первым входом второго элемента совпадения, дополнительно введены последовательно соединенные первый триггер, первый элемент ИЛИ, третий элемент совпадения, распределитель импульсов, второй триггер, четвертый элемент совпадения, преобразователь аналог-код, шифратор и первый формирователь сигнала запуска, последовательно соединенные пятый элемент совпадения, второй делитель, счетчик с памятью, второй формирователь сиг- нала запуска, третий триггер, шестой элемент совпадения, одиовибратор, первый элемент задержки и седьмой элемент совпадения, а также второй элемент ИЛИ, первый инвертор, четвертый и пятый триггеры и последовательно соединенные второй инвертор и второй элемент задержки, выход которого подкличем к второму входу счетчика с памятью, а вход — к третьему входу счетчика с памятью, выход седьмого элемента совпадения связан с вторым входом второго формирователя сигнала запуска, а второй вход — с входом второго инвертора, с первым входом пятого элемента совпадения, с вторым выходом распределителя импульсов и с вторым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к второму входу первого формирователя сигнала запуска, третьим входом связанного с третьим выходом распределителя импульсов, с вторым входом второго триггера и с первым входом первого триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента совпадения, с вторым входом пятого элемента совпадения и с вторым входом третьего элемента совпадения, выходом связаннбго с первыми входами четвертого и пятого триггеров и с вторым входом первого триггера, выход первого формирователя сигнала запуска подключен к своему четвертому входу и к второму входу пятого триггера, выход датчика температуры соединен с вторым входом преобразователя аналогкод, второй выход которого поцклю1027702

v„(1 — р ) (5) Нбк (7) ГДЕ К1= И „+ К„„, чен к второму входу четвертого триггера, второй и третий входы первого элемента ИЛИ связаны соответственно с выходами четвертого и пятого триггеров, первый вход второго элемента

ИЛИ подключен к выходу датчика расхода, к третьему входу второго формирователя сигнала запуска и через первый инвертор — к второму входу

1 шестого элемента совпадения, второй вход - к выходу одновибратора и к четвертому входу второго формирователя сигнала запуска, а выходк входу блока вычитания, второй вход третьего триггера соединен с выходом первого элемента задержки.

Предлагаемое устройство преобразу15 ет непрерывную во времени последовательность импульсов, поступающих от датчика расхода. Частота следования импульсов на выходе датчика расхода пропорциональна измеряемому расходу 20 жидкости при рабочих давлениях и температуре:

К„Ч = К „ Т э", (i) где К„ - коэффициент передачи датчика расходомера, м /имп.;

Ч вЂ” частота следования импульсов от датчика расхода, Гц;

Бэ„- количество импульсов, поступающих от датчика расхода 30 за время Т.

При транспортировке жидкости по трубопроводу меняется ее рабочее давление и температура. Для исключения влияния колебаний рабочих темпеРатУР 35 и давлений на показания расхода при товаросдаточных операциях измеренный расход пересчитывают, приводя к стандартным условиям (температуре

0 С и избыточному давлению 0 ИПа) о по формуле:

Я„. й(1+ d.P)(1 - М), (2) где Я - скорректированный по сжиск маемости и объемному расширению объемный расход, 45 м Э/c; с(, — коэффициент сжимаемости продукта (по давлению), МЛа ";

Р - текущее избыточное давле- 5Q ние, при котором измеряется расход продукта, МПа;

- текущая температура, при которой измеряется расход продукта, С

55 ф .- коэффициент объемного расширения продукта (по температуре} оС-1

На выходе устройства получают последовательность импульсов, частота6 следования которых пронормирована в единицах объема:

q К V ф = -Д (1+Ыр) (1-вс }, Л М где к = 1 мз/имп. (3>

В процессе корректировки измеряемого расхода устройство вводит в импульсную последовательность, поступающую от датчика расхода, дополнительные импульсы, учитывающие сжимаемость продукта, затем иэ полученной импульсной последовательности исключаются некоторые импульсы, чем достигается необходимая коррекция по объемному расширению. Деля полученную после двойной коррекции импульсную последовательность на коэффи циент пересчета, численно равный К

1 получают нормированную импульсную последовательность V . Суммируя количество импульсов этой последовательнности, получают значение объема продукта, прошедшего через датчик расхо домера в кубических метрах. Таким образом, в устройстве входная импульсная последовательность Ч первоначально корректируется по сжимаемости по формуле:

Ч = V(1 + с „Р), (4) а затем импульсная последовательность Ч„ корректируется по объемному расширению:

Для сжимаемых жидкостей с ростом температуры коэффициент сжимаемости изменяется (увеличивается} нелинейно:

d = (t ) и определяется химическим составом данных жидкостей. Если не учитывать изменения коэффициента сжимаемости от температуры, то погрешность в измерении расхода может достигнуть значительной величины.

Например, для стабильного конденсата при рабочем давлении потока в 7,0 МПа в диапазоне температур от 0 до 50 С погрешность измерения расхода может достигнуть 1,5Ъ. Коэффициент сжимаемости для различных рабочих давлений (при неизменной температуре) несколько меняется, поэтому в предлагаемом устройстве используется усредненная в рабочем диапазоне давлений зависимость d.= (). Коэффициент сжимаемости с для нефтепродуктов и других жидкостей значительно меньше единицы.

Например, для стабильного конденсата при 25ОС aC= 180,5 - 10 1/МПа.

В рабочем диапазоне давлений произведение о -Р является также величиной значительно меньшей единицы.

Из формулы (4 ) с учетом (1) получаем следующее соотношение между в входными N и корректирующими N,, импульсами:

1027702

Поскольку оС Р C(1, а минимальное количество вводимых корректирующих импульсов равно единице (не может быть дробньвл), то из (7) получаем условие ввода одного импульса коррекции в последовательноств V: 5

pt) = + (1 - pt) N1 .

-+ (8 )35

7 Г

Ч2 = Ч1(1

7 где N — импульсы коррекции по объем к2 ному расширению.

Коэффициент объемного расширения жидкостей значительно меньше .единицы 40 (например, для бензина р= 0,0011еС

Поэтому в рабочем диапазоне темпера.тур произведение остается меньше единицы. Поскольку минимальное количество корректирующих импульсов N = 1 (не может быть дробным), то из (8) получаем условие исключения одного импульса из последовательности импульсов N

К2 Pt 1 или N = — -, т.е. каждый Y

1 1 рс импульс последовательности N1 будет исключен. Например, если pt = 0,04, 1 то каждый У = „-„ = 25 импульс, по r ступающий эа время Т, будет исключен из последовательности N и на выход будут проходить по 24 импульса за то же время Т, 60

В целом реализуется зависимость по формуле (3).

Следует отметить, что при вычис1 лении числа - р переменными являют(вх

1 или N Э„= - -, т.е. через каждые

1 10

Х = входных импульсов последо (. P вательности Y следует вводить один дополнительный импульс коррекции по сжимаемости, что обеспечивает предлагаемое устройство. Например, если

g P = 0,005, то через каждые

Х = „- „= 200 импульсов, поступивн мчи ших на вход устройства за время Т, после введения коррекции по сжимаемости импульсная последовательность

v„ eT M T 201 импульс, следующих за. тот же интервал времени Т. Таким

:. образом, каждым Х = †" - импульсам, поступившим от датчика расхода, после корректировки расхода по сжимаемости будут соответствовать (+ 1) импульс последовательности Ч1.

Затем устройство осуществляет корректировку импульсной последовательности ч по объемному расширению по.

1 формуле: ся как Р так и о, а при вычислении

1 числа . переменной является t, а р Ô р — постоянное число. Этим и определяются, различия способов реализации частей устройства, осуществляющих коррекцию по сжимаемости и по объемному расширению.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из датчика 1 температуры, первого преобразователя

2 аналог-частота, ключевого элемента

3, блока 4 вычитания, первого делителя 5, первого элемента 6 совпадения, пересчетного блока 7, датчика 8 расхода, генератора 9 импульсов, датчика 10 давления, второго преобразователя 11 аналог-частота, второго элемента 12 совпадения, первого триггера 13, первого элемента ИЛИ 14, третьего элемента 15 совпадения, распределителя 16 импульсов, второго триггера 17, четвертого элемента 18 совпадения, преобразователя 19 аналог-код, шифратора. 20, первого формирователя 21 сигнала запуска, пятого элемента 22 совпадения, второго делителя 23, счетчика 24 с. памятью, второго формирователя 25 сигнала запуска, третьего триггера 26, шестого элемента 27 совпадения, одновибратора

28, первого элемента 29 задержки, седьмого элемента 30 совпадения, второго элемента ИЛИ 31, первого инвертора 32, четвертого триггера 33, пятого триггера 34, второго инвертора 35, второго элемента 36 задержки.

При подключении устройства к сети электрического питания триггеры счетчиков формирователей 21 и 25 сигналов запуска и собственно счетчика, входящего в счетчик 24 с памятью, а также триггеры 13, 1.7, 26, 33 и 34 прину,дительно сбрасываются в ноль, а триггеры блоков памяти формирователей

21 и 25 сигналов запуска и счетчика

24 с памятью принудительно устанавливаются в состояние единицы. Распределитель 16 импульсов также принудительно устанавливается в состояние, когда на его первом выходе имеется логическая единица, а на втором и третьем - логические нули. На блоксхеме не показаны узел формирования сигнала установки устройства в исходное состояние и его связи с остальными блоками. После установки в исходное состояние устройство начинает функционировать по двум каналам: формирование импульса коррекции по сжимаемости и отсчет количества импульсов импульсной последовательности с последующим введением в нее сформированного импульса коррекции.

Датчик 1 температуры вырабатывает аналоговый сигнал напряжения Р< пропорциональный температуре и передает

1027702

8 его на второй вход преобразователя

19 аналог-код. С целью учета изменения- коэффициента сжииаемостн от температуры весь диапазон рабочих температур разбит на интервалы так, что на каждом из них-с достаточной степенью точности коэффициент сжимаемости можно считать. постоянным. B зависимости от того, в какой из .интервалов попадает текущее значение температуры, в устройстве вы- 10 бирается соответствующее значение коэффициента сжимаемости «К5. Сигнал логической единицы с первого выхода распределителя 16 импульсов поступает на первый вход триггера 17 и пе- 15 реводит его в состояние "1", что приводит к открытию четвертого элемента

18 совпадения по первому входу и он начинает пропускать через себя импульсы с выхода генератора 9 импульсов на первый вход преобразователя

19 аналог-код. Эти импульсы необходимы для измерения аналогового сигнала Р< . .По окончании измерения этого сигнала на информационных выходах преобразователя 19 аналог-код появляется значение измеренной температуры в параллельном коде, которое передается в шифратор 20. На втором (функциональном) выходе преобразователя 19 аналог-код появляется сигнал логической единицы, фиксирующий момент окончания процесса измерения напряжения . Этот сигнал передается на второй вход четвертого триггера 33 и переводит его 35 в состояние "1", В шифраторе 20 текущему значению температуры ставится в соответствие величина коэффициента сжимаемости Ы5 таким образом, что на информационных вы- 40 ходах шифратора 20 появляется число, 1 равное — + 1) в параллельном

+5 коде. Сигнал логической единицы с выхода четвертого триггера 33, посту-45 пив на второй вход первого элемента

ИЛИ 14, проходит на первый вход третьего элемента 15 совпадения и открывает его. Импульс с выхода генератора

9 импульсов поступает на второй вход третьего элемента 15 совпаде>О ния и проходит через него на вход распределителя 16 импульсов, а также на сбросовый первый вход четвертого триггера 33. В результате четвертый триггер 33 переходит в состояние 55

"0" и третий элемент 15 совпадения закрывается по первому входу, а распределитель 16 импульсов переключается так, что на третьем его выходе появляется логическая единица, 6О а на первом и втором — логические нули. Сигнал логической единицы с третьего выхода распределителя 16 импульсов сбрасывает второй триггер

17 в ноль по второму входу, что приводит к закрытию четвертого элемента

18 совпадения по первому входу и npeicращению поступления импульсов с выхода генератора 9 импульсов на первый вход преобразователя 19 аналогкод. Кроме того, сигнал логической единицы с третьего выхода распределителя 16 имйульсов проходит на третий вход первого формирователя 21 сигнала запуска и разрешает запись числа из шифратора 20 в его блок памяти. Сигнал логической единицы с третьего выхода распределителя 16 импульсов подается также и на первый вход первого триггера 13, устанавливая его в состояние "1" ° Сигнал логической единицы с выхода первого триггера 13 через первый элемент

ИЛИ 14 передается на первый вход третьего элемента 15 совпадения и открывает его. Поступающий с выхода генератора 9 импульсов на второй вход третьего элемента 15 совпадения импульс проходит через него на вход распределителя 16 импульсов и на второй (сбросовый) вход первого триггера 13. B результате первый триггер 13 сбрасывается в ноль и третий элемент 15 совпадения закрывается по первому входу, а распределитель 16 импульсов переключается так, что на его втором входе появляется логическая единица, а на третьем и первом — логические нули. Сигнал логической единицы с второго выхода распределителя 16 импульсов подается на второй вход второго элемента 12 совпадения и открывает его.

Текущее давление продукта Р преобразуется датчиком 10 давления в аналоговый сигнал напряжения Р„ пропорционально. Это напряженке поступает на вход второго преобразователя 11 аналог-частота, в котором преобразуется в частоту следования импульсов . пропорционально значению 0P . Таким образом, значение f будет пропорционально величине Р;

=К Р, (9) где .:. — коэффициент пропорциональР ности, Период следования этих импульсов будет равен;

1 1 — (10)

К - Р

Импульсы частоты Г поступят через открытый по второму входу второй элемент 12 совпацения на второй вход первого формирователя 21 сигнала запуска. Работа первого формирователя

21 сигнала запуска заключается в следующем. Как только на его второй вход поступит количество импульсов, равное числу — + ), ранее поступив t 5, мему на первйе (информационные) входы первого формирователя 21 сигнала запуска и запомненного им, на его

1021702

10 вйходе формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал передается на четвертый вход первого формирователя 21 сигнала запуска и сбрасывает в ноль триггеры имеющегося в нем счетчика. Кроме того, этот сигнал поступает на второй вход пятого триггера 34 и переводит его в состояние "1". Сигнал логической единицы с выхода пятого триггера 34 поступает на третий вход первого элемента

ИЛИ 14 и проходит через него на первый вход третьего элемента 15 совпажения и открывает его. Импульс с выхода генератора 9 импульсов поступает на второй вход третьего элемента !5

15 совпадения и проходит через него на вход распределителя 16 импульсов.

Распределитель 16 импульсов переключается так, что на его первом выходе появляется логическая единица, а íà Z0 втором и третьем — логические нули.

Цикл работы рассмотренной части устройства начнет повторяться.

Величины о. и P являются переменными, поэтому при вычислении вели-25 чины - р- устройство формирует импульс с длительностью т, которая пропорциональна вЂ, р- . Время, в тече1 ние которого на третьем выходе распределителя 16 импульсов имеется логическая единица, обладает этим свойством (т.е. пропорциональна - -).

Начало подсчета количества импульсов частоты Г соответствует возникновению логйческой единицы на втором выходе распределителя им» пульсов, а окончание -. ее исчезновению.

Таким образом, время Т, a течение которого имеется логическая единица на втором выходе распределите- 40 ля 16 импульсов, равно:

С ) Т р 11 Tð ф (1 1 )

1=4 где h — - число полных периодов Т, в течение которых осуществляется счет счетчиком первого формирователя 21 сигнала запуска.

Так как счетчик, входящий в состав первого формирователя 21 сигнала запуска и осуществляющий подсчет импульсов частоты f, переключается по передним (либо задним) фронтам ,импульсов, поступающих на его 55 вход, то при отсчете им от 0 до (- + 1)n будет равно - -, тог 1 1

5 S да:

1 1 1 1 гKn ° I p — — (12 60

КрГ Ы

Чтобы получить численное значение

1 величины „, длительность импульса 5 и заполняется импульсами стабильной 65 частоты f от генератора 9 импульсов °

Полученный в результате этого гакот импульсов состоит из такого количества импульсов, количество которых

Я пропорционально Y с достаточной степенью точности: ьИ.Тр

Б (13) г где Т вЂ” период следования импульсов от генератора 9 импульсов. Приравняв формулы (12) и (13) получаем: г 1 (14)

Численное значение величины - †у1 получают, разделив количество импульсов в пакете N на число fr/Кр. Например, еСли К =10 а =1000 кГц, кГц

МПа то fr/Кр = 100 (МПа), РаЗделив Б на 100, получим численное значение величины- -р .

Первый вход пятого элемента 22 совпадения подключен к второму выходу распределителя 16 импульсов, а второй вход - к выходу генератора 9 импульсов. На выходе пятого элемента

;22 совпадения получают пакет импуль сов от генератора 9 импульсов с общим их количеством N. Второй делитель 23 делит это количество импульсов на коэффициент деления, численно равный fr/K . Таким образом, на первый вход счетчика 24 с памятью поступит преобразованный пакет импульсов с количеством импульсов равным - -рг. Счетчик 24 с памятью под" з считывает это количество импульсов.

Сразу же после этого на втором выходе распределителя 16 импульсов появится логический ноль, который преобразуется в сигнал логической единицы вторым инвертором 35 и поступит на третий вход счетчика 24 с памятью. Этот сигнал разрешит переписать число -рг из собственно счет5 чика в блок памяти счетчика 24 с памятью. Сигнал логической единицы через время, равное времени задержки, пройдет с выхода второго инвертора

35 через второй элемент 36 задержки, поступит на второй вход счетчика 24 с памятью и сбросит триггеры собственно счетчика в ноль. Число р с информационных выходов счетчика 24 э с памятью в параллельном коде будет переписано в блок памяти второго формирователя 25 сигнала запуска только по приходу на его второй вход разрешающего сигнала логической единицы с выхода седьмого элемента 30 совпадения. Этот сигнал формируется сигналЬм логической единицы с второго выхода распределителя 16 импульсов и импульсом коррекции, поступившим с выхода одновибратора 28 и прошедшим

1027702

12 через первый элемент 29 задержки.Такое формирование сигнала разрешения записи гарантирует перезапись числа

-г — р-, когда оно уже записано в блок памяти счетчика 24 с памятью, а формирование импульса коррекции уже произ» водится. Этим исключаются сбои в формировании импульса коррекции. Если импульс коррекции приходит в момент времени, когда на втором выходе распределителя 16 импульсов отсутствует логическая единица, то в блоке памяти второго формирователя 25 сигнала запуска сохраняется второе числовое значение у1р.

Импульсйая последовательность V 15 от датчика 8. расхода поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 31, иа третий вход второго формирователя

25 .сигнала запуска и на вход первого инвертора 32.Приходящие на третий вход второго Формирователя 25 сигнала

20 запуска импульсы подсчитываются счетчиком, входящим в его состав. Этот подсчет продолжается до совпадения числа

1 пришедших на третий вход импульсов с

25 числом - — р-,записанным в блок памяти второго формирователя 25 сигнала запуска. При их совпадении на выходе второго формирователя 25 сигнала запуска вырабатывается сигнал логической единицы, который поступает на первый вход третьего триггера 26 и переводит его в состояние

"1". При выходе устройства на режим сигнал логической единицы на выходе второго формирователя сигнала запуска произойдет, когда во всех триггерах его счетчйка будут логические единицы. Сигнал логической единицы с выхода третьего триггера 26 поступит на первый вход шестого элемента 40

27 совпадения, откроет его и будет удерживать в таком состоянии до тех пор, пока третий триггер 26 не перейдет в состояние "0". Пауза в импульсной последовательности после импульса, вызвавшего появление сигнала логической единицы на выходе второго формирователя 25 сигнала запуска, будет проинвертирована первым инвертором 32 B сигнал логической единицы, который пройдет через открытый шестой элемент 27 совпадения на вход одновибратора 28. Одновибратор 28 сформирует импульс коррекции, передний фронт которого будет задержан относительно переднего фронта импульса на выхоце шестого элемента

27 совпадения, а длительность импульса коррекции с„ будет составлять половину длительности паузы импульс сной последовательности V для верхней N границы частотного диапазона V. Для нижней границы частотного диапазона

V „(О, 5 i „. Импульс коррекции поступит на четвертый вход второго формирователя 25 сигнала запуска и сброf = уК = о t

Ф (15) сит триггеры счетчика, входящего в его состав, в ноль. Это приведет к исчезновению логической единицы на выходе второго формирователя 25 сигнала пусса. Затем, спустя время, равное времени задержки, импульс коррекции пройдет через первый элемент 29 задержки, и поступит на второй вход третьего триггера 26 и переведет его в состояние "0". Время задержки t><<„, поэтому еще до полного формирования импульса коррекции одновибратором 28 третий триггер 26 окажется сброшенным в ноль, что исключит повторное формирование ложного импульса коррекции во время длящейся еще паузы импульсной после-. довательности V. Импульс коррекции поступит на второй вход второго элемента ИЛИ 31 и пройдет на ее выход в момент паузы основной импульсной последовательности v поступающей на его первый вход. Таким образом, первый импульс коррекции пбступит на второй вход второго элемента

ИЛИ 31 не в зависимости от параметров измеряемой среды (сжимаемости), а с учетом переходных процессов принудительной установки числа в блоке памяти второго формирователя 25

Сигнала запуска. Импульс коррекции, -кроме того, поступит через первый элемент 29 задержки на первый вход седьмого элемента 30 совпадения и обеспечит, при наличии сигнала логи« ческой единицы на втором его входе, перезапись числа вЂ, — - из счетчика 24

1 с памятью в блок пЖяти второго формирователя 25 сигнала запуска. После этого устройство можно считать вышед« шим на рабочий режим.

Поскольку частота генератора 9 импульсов гораздо выше частоты преобразования давления Гр, то большую часть цикла работы расйределителя 16 импульсов составляет время, в течение которого на его втором выходе имеется логическая единица (V). Поэтому через время t = (2 - 4)Т после подU, ключения устройства к сети электрического питания оно выходит на рабочий режим.

Таким образом, на выход второго элемента ИЛИ 31 проходит последовательность импульсов V1» скорректиро» ванная в соответствии с формулой (6).

Эта последовательность поступает на первый вход блока 4 вычитания н на второй вход ключевого элемента З.Аналоговый сигнал напряжения И, пропорциональный текущей температуре продукта на входе первого преобразователя аналог-частота, где преобразуется в частоту f, пропорционален, таким образом

1027702

14 где,г и,о - коэффициенты пропорциональности.

Частотный сигнал f передается на первый вход ключевого элемента 3, который работает по следующему алгоритму. При поступлении на второй 5 вход каждого импульса последовательности V, на его выходе появляется серия импульсов F, число которых пропорционально частоте, подаваемой на его первый входТакимобразом,; 10

F„c учетом (15) определяется по фор муле:

V„Г„Х 2 V„ tв,(16 где к и х - коэффициенты пропор1 2 цнональностие

Первый делитель 5 делит серию импульсов F„ на постоянный коэффициент х, который можно задавать вручную. На его выходе будет серия 30 импульсов F,,количество которых определяется формулой:

Г . -- - 4- V „ t (17)

Э Э 25

В блоке 4 вычитания предварительно все приходящие на его первый вход импульсы последовательности ч. формируются равной длительности, а. затем из импульсов последовательности V вычитаются импульсы последовательности F2. На его выходе получают импульсную последовательность

V2 с импульсами одииаковой длительности, равную

V aV-У2 -V- Л- V t

1 х

Э . V„(1 - — с) (18)

3 задавая вручную коэффициент деления 40

1 Х2 ,х так, чтобы,— =)З добиваются, ) хз чтобы формула (1Р) равнялась формуле (В) .. Тогда импульсная последова» тельность Ч2 на выходе блока 4 вычи- 45 тания будет определяться формулой:ч ч (1-Pt)Äч(1+ еСР) (1 Pt)(19)

Импульсная последовательность Ч поступает иа первый вход первого эле- 5О мента 6 совпадения, а на второй его вход поступают импульсы цовызенной частоты 1г с выхода генератора 9 импульсов. На выходе первого элемента совпадения получают пакет импульсов из каждого импульса последовательности ч2 . Поэтому общее количество импульсов на выходе первого элемента

6 совпадения, проходящих за период

Т2 импульсной последовательности V» увеличнвается в К раз

K a 2 f (20)

Ъ T г

2 Г где K — коэффициент умножения; Р— длительность выходного им2 пульса блока 4 вычитания.

Таким образом, средняя частота V> импульсной последовательности на выходе первого элемента 6 совпадения эа период Т будет равна:

Чз Ч2 К Ч2 В2 Гг (21)

Далее импульсная последовательность

Ч поступает на вход пересчетного блока 7, который осуществляет деле»

we импульсной последовательности на коэффициент деления К* . Выходная импульсная последовательность Vo имеет частоту, определяемую формулой: ч = - Х вЂ” ч2 ч2 (22)

Ч К "2 г

0 *

Выбирая К, таким, чтобы выполнялось соотношение: получаем пронормированную в единицах объема (м ) импульсную последовательность V o, т.е. пРи поДаче на счетчик такой последовательности он будет показывать расход (откорректированный) по сжимаемости и объемному расширению ) в м, добавляя к подсчитанному объему по 1 м с приходом очередного импульса последовательности Ур. Аналогичным образом путем соответствующего выбора, f н к можно пронормировать vz таким обрФзом, чтобы с каждым приходящим импульсом последовательности V счетчик увеличивал показания на 0,1 м З илн 0,01 M З.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения расхода таких продуктов, как сжиженные углеводородные газы, газовый конденсат, легкив нефтепродукты за счет учета сжимаемости в зависимости от реальных значений температуры и давления в технологических линиях. Зто обеспечивает организацию учета и регистрации измерительной информации промежуточных н товарных продуктов прн добыче, переработке н сдаче газа и нефти в автоматизированных системах управления технологическими процессами (ACY ТП), 1027702

Составитель Л. Цаллагова

Редактор П. Макаревич Техред С.Мигунова - Корректор Л. Вокшаи

Заказ 4740/53 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"; г. У>хгород, ул. Проектная, 4