Преобразователь уровня

Преобразователь уровня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УРОВНЯ, содержащий измерительную камеру, взаимодействующую с контро шруемой средой через защитную мембрану, связанную с входной камерой устройства пневмосиловой компенсации посредством рабочей жидкости, элементы установки нуля и верхнего предела измерения устройства пневмосиловой компенсации , внход которого подключен к пневмоповторителю и источнику питания , отличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразования путем компенсации нелинейности статической характеристики, он дополнительно снабжен масштабным преобразователем, состоящим из задатчика стабилизированного давления возцухау двух дроссельных сумматоров, вывьтолненных на регулируемых пневмосопротивлениях , и Э;аемента сравнения , собранного по схеме пневмоусилителя с единичной отрицательной обратной связью, вход элемента сравнения подключен к выходу пневмоповторителя ., а выход - к первому из входов . каждого Дроссельного сумматора, второй вход одного из сумматоров соеди (Л нен с атмосферой, а его выход - с ложительной управляющей камерой элемента сравнения, выход второго дроса сельного сумматора соединен с отрица тЛ тельной управляющей камерой элеменtimA . та сравнения, а «го второй вход - с задатчиком стабилизированного давлеto ния воздуха. CD 4 CD

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SV„„1129497 э

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

Г

% I (21) 3578692/24-10 (22) 08.04.83 (46) 15.12.84. Бюл. У 46 (72) В.А. Писарев и А.С. Дойбан (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности "Пищепромавтоматика" (53) 681.128.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 290185, кл. С 01 L 1/02, t969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 506222, кл..G 01 L 7/02, 1973 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕПЬ УРОВНЯ, содержащий измерительную камеру, взаимодействующую с контролируемой средой через защитную мембрану, связанную с входной камерой устройства пневмосиловой компенсации посредством рабочей жидкости, элементы установки нуля и верхнего предела измерения устройства пневмосиловой компенсации, выход которого подключен к пневмоповторителю и источнику .питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования путем компенсации нелинейности статической характеристики, он дополнительно снабжен масштабным преобразователем, состоящим из задатчика стабилизированного давления воздуха, двух дроссельных сумматоров, вывыполненных на регулируемых пневмосопротивлениях, и элемента сравнения, собранного по схеме пневмоуси» лителя с единичной отрицательной обратной связью, вход элемента сравнения подключен .к выходу пневмоповторителя., а выход — к первому из входов каждого дроссельного сумматора, второй вход одного из сумматоров соединен с атмосферой, а его выход — с положительной управляющей камерой элемента сравнения, выход второго дроссельного сумматора соединен с отрицательной управляющей камерой элемента сравнения, а его второй вход — с задатчиком стабилизированного давления воздуха.

1129497 l

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в устройствах для автоматического контроля и регулирования техно;логических процессов, например дав ления, уровня, усилий и т.д. .Известен пневматический компенсационный силоизмеритель, содержащий устройствд пневмосиловой компенса- . ции, снабженное втулкой и конической 1О пружиной для настройки на верхний предел измерения, а также элементы установки нуля, выполненные в виде регулировочного винта и пружины, ) обеспечивающей заданный первоначаль- 15 ный силовой сдвиг на силовоспринимающем штоке $1 ).

Недостатками известного силоизмерителя являются отсутствие элемен тов, корректирующих нелинейность ста-2р тической характеристики, а также отсутствие возможности дистанционной установки нуля и верхнего предела измерения.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является измерительный преобразователь давления агрессивных сред, .который содержит элементы установки нуля, верхнего предела измерения и устройство ЗО пневмосиловой компенсации, снабженное установленным на выходе пневмоповторителем, а на входе — двумя сообщающимися герметичными камерами, заполненными несжимаемой жидкостью, в одной из которых установлена контактирующая с контролируемой средой защитная мембрана, а в другой — чувствительный элемент. Устройство пневмосиловой компенсации выполнено в ви-40 де рычажного механизма сравнения, содержащего двуплечий рычаг, установленный на жестком основании, и паз в основании, вдоль которого смещается крепление сильфона обратной связи.

Элементы установки нуля преобразователя расположены непосредственно на основании и через ходовой винт, гайку и пружину взаимодействуют с рычагом (2 ).

Недостатком известного преобразователя также является отсутствие элементов, компенсирующих нелинейность статической характеристики, Цель изобретения — повышение точ- g5 ности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь, содержащий измерительную камеру, взаимодействующую с контролируемой средой через защитную мембрану, связанную с входной камерой устройства пневмосиловой компенсации посредством рабочей жидкости, элементы установки нуля и верхнего предела измерения устройства пневмосиловой компенсации, выход которого подключен к пневмоповторителю и источнику питания, дополнительно снабжен масштабным преобразователем, состоящим из эадатчика стабилизированного давления воздуха, двух дроссельных сумматоров, выполненных на регулируемых пнезмосопротивлениях, и элемента сравнения, собранного по схеме пневмоусилителя с единичной отрицательной обратно. связью, вход элемента сравнения подключен к выходу пневмоповторителя, а выход — к первому из входов каждого дроссельного сумматора, второй вход одного из сумматоров соединен с атмо-! сферой, а его выход — с положительной управляющей камерой элемента сравнения, выход другого дроссельного сумматора соединен с отрицательной управляющей камерой элемента сравнения, а его второй вход — с задатчиком стабилизированного давления воздуха.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя уровня.

Преобразователь уровня содержит защитную мембрану 1, контактирующую с контролируемой средой 2 и ограничивающую полость камеры 3, сообщающейся с камерой 4 чувствительного элемента устройства 5 пневмосиловой компенсации. Обе камеры заполнены несжимаемой жидкостью.

Устройство 5 пневмосиловой компенсации выполнено в виде мембранного элемента сравнения, содержащего индикатор 6 рассогласования типа соплозаслонка и шток 7, на котором закреплены мембраны 8-12, образующие камеры 13 и 14 смещения, которые через пневмотумблеры 15 и 1б подключ -Hbl к пневмозадатчику 17, и камеры 18 и 19 обратной связи, которые через пневмотумблеры 20 и 21 совместно с камерой 22 подключены к нагрузочному пневмосопротивлению 23 и входу пневмоповторителя 24. Выход пневмоповторителя подключен к входу масштабного преобразователя 25.

1 129

Элемент 26 сравнения благодаря 50 единичной отрицательной обратной. связи работает в режиме алгебраического суммирования входного давления Р,„„с давлениями P„ P в камерах 30 и 34 соответственно. 55

Давление Р„в камеру 3 0 положительной обратной связи подводится че.рез регулируемое пневмосопротивле3

Масштабный преобразователь 25 содержит элемент 26 сравнения, собранный по схеме пневмоусилптеля с единичной отрицательной обратной связью, вход которого подключен к выходу пнев5 моповторителя, а выход — к одному из входов двух дроссельных сумматоров.

Дроссельный сумматор 27 выполнен на регулируемых пневмосопротивлениях

28 и 29, причем его выход подключен к камере 30 положительной обратной связи элемента сравнения, а второй вход соединен с атмосферой. Другой дроссельный сумматор. 31 выполнен также на регулируемых пневмосопротив-15 лениях 32 и 33, выход сумматора подключен к камере 34 отрицательной обратной связи элемента сравнения, а.второй вход — к задатчику 35 стабилизированного давления воздуха.

Преобразователь уровня работает следующим образом.

При подаче давления питания, если уровень контролируемой среды 2 находится на нулевом отсчете, на выходе преобразователя устанавливается начальное значение выходного сигнала, точная величина которого регулируется с помощью задатчика 17, При увеличении уровня среды гидростатическое давление столба контролируемой среды через защитную мембрану 1 и несжимаемую жидкость в камере 3 передается в камеру 4 чувствительного элемента устройства 5 пневмосиловой компенсации. При этом З5 расположенная на штоке 7 заслонка индикатора 6 рассогласования перекрывает сопло и в камере 22 обратной связи устанавливается давление воздуха, пропорциональное уровню, конт40

° ролируемой среды. Это давление развивается на нагрузочном пневмосопротивлении 23, откуда поступает на вхоц пневмоповторителя 24.

C выхода пневмоповторителя 24 4

45 сигнал, усиленный по мощности, поступает на вход элемента 26 сравнения, масштабного преобразователя 25.

497

4 ние 28 дроссельного сумматора 27 с выхода элемента 26 сравнения. Давле- ние Ро в камеру 34 отрицательной обратной связи подводится через регулируемые пневмосопротивления 32 и 33 с выхода элемента 26 сравнения и пневмозадатчика 35 стабилизирован- ного давления соответственно.

При одинаковой глубине обратных связей, охватывающих элемент.26 сравнения, т.е. при равных значениях проводимостей пневмосопротивлений 28, 29, 32 и 33, изменение давления Р

ВЫх на выходе преобразователя определяется в основном значением сигнала

Рьь,„, При этом имеется, ряд факторов (например, влияение аэродинамики индикатора. 6 рассогласования типа сопло-заслонка, систематическая составляющая погрешности пневмоповторителя 24, наличие утечек воздуха в пневмосоединениях и т.д.), которые вызывают нелинейность зависимости

Pö,,oT pasaeHHa Рз„ статическому давлению столба контролируемой среды 2. Для существенного уменьшения составляющей погрешности служат дроссельные сумматоры 27 и

31.

Известно, что расходная характе- . ристика пневмосопротивления нелинейна, следовательно, возможно путем соответствующей регулировки дроссельного сумматора получить выпуклую либо вогнутую его статическую выходную характеристику. Причем кривизна статической характеристики зависит от того, какая величина проводимости пневмосопротивлений установлена.

Это позволяет путем установки пневмосопротивлений, на IpHMep 28 и 29 или 32 и 33 с необходимым значением величины проводимостей получить заведомо заданную кривизну статической характеристики масштабного преобразователя 25, которая по величине и знаку компенсирует нелинейность статической характеристики преобразователя уровня в целом.

Верхний предел измерения преобразователя уровня устанавливается с помощью пневмотумблеров 20 и 21 путем изменения глубины отрицательной обратной связи устройства 5 пневмосиловой компенсации, точная величина которого регулируется с помощью дроссельных сумматоров 27 и 3 1 путем изменения глубины обратных связей элемента 26 сравнения.

1129497

ВНИИПИ

Тираж 609

Заказ 9439/33

Подписное

После точной установки заданного значения верхнего предела измерения, не изменяю глубины обратных связей элемента 26 сравнения, можно компенсировать нелинейность статической характеристики преобразователя уровня, например, одновременным увеличением или уменьшением величин проводимостей пневмосопротивлений 28 и 29 или 32 и 33, т.е. выбрать необходи- 10 мый участок расходной характеристики регулируемого пневмосопротивл .— ния.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе уровня содержатся элементы, позволяющие компенсировать нелинейность его статической характеристики, т.е. существенным образом уменьшить систематическую составляющую погрешности, что повышает точность преобразователя уровня в целом.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгоррд, уч. Проектная, 4