Устройство для измерения суммарного расхода жидкостей и газа

Устройство для измерения суммарного расхода жидкостей и газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДОЯ ИЗМЕРЕНИЯ СУММАРНОГО РАСХ071А ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ содержащее датчик, выходом подключенный к формирователю, генератор опорной частоты, первый счетчик и свяэанньй с его выходами регистр, второй счетчик, сумматор, триггер и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, .в него введены третий и четвертый счетчики и ключ, причем выход генератора опорной частоты псэдключен к входу первого счетчика и управляющему входу формирователя, выход которого подключен к входу R первого счетчика, входу переноса в регистр и информационному входу ключа, первый выход которого подключен к входу второго счетчика, а второй - к входам третьего и четвертого счетчиков, к выходам четвертого счетчика подключен индикатор, вход переполнения третьего счетчика подключен к входу начальной установки второго счетчи (Л ка и к входу К триггера, вьрсод перес полнения сумматора подключен к входу установки третьего счетчика и входу S триггера, выход которого подклю- 5 чен к управляющему .входу ключа, а входы сумматора подключены к выходам ии регистра и второго счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G O1 F 1/ÎÎ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3658963/24-10 (22) 04 .11.83 (46) 23.04.85. Бюл. Ф 15 (72) В.Г.Брандорф, И.И.Грицив, В.Л.Котляров, Т.С.Мацькив, Г.Н.Русаков, А.И.Холоша и Э.М.Чеховский (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола, Львовский лесотехнический институт и Управление магистрапьным нефтепроводом "Дружба" (53) .681.121.8(088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР Ф 381896, кл. С 01 F 1/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 678303, кл. G 01 F 1 00, 1976 (прототип). (54)(57) УстРОЙстВО лля измерения

СУММАРНОГО РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ содержащее датчик, выходом подключенный к формирователю, генератор опорной частоты, первый счетчик и свяэаннь|й с его выходами регистр, второй счетчик, сумматор, триггер. 80, 115 I 822 А и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности,, в него введены третий и четвертый счетчики и ключ, причем выход генератора опорнои частоты подключен к входу первого счетчика и управляюще- . му входу формирователя, выход которого подключен к входу Я, первого счетчика, входу переноса в регистр и.информационному. входу ключа, первый выход которого подключен к входу второго счетчика, а второй — к входам третьего и четвертого счетчиков, к выходам четвертого счетчика подключен индикатор, вход переполнения третьего счетчика подключен к входу 9 начальной установки второго счетчика и к входу К триггера, выход пере- полнения сумматора подключен к входу установки третьего счетчика и входу

5 триггера, выход которого подклю- Я чен к управляющему входу ключа, а входы сумматора подключены к выходам регистра и второго счетчика.

1822

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения .расхода жидкостей и газов.

Известно устройство для измерения суммарного значения расхода жидкостей и газов, содержащее датчик, выходом подключенный к индикатору через дискретный вычислитель суммарно. го расхола (1J .

Недостатком устройства является низкая точность, вызванная погрешностью от нелинейности характеристи ки датчика.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения суммарного значения расхода жидкостей и газов, содержащее датчик, выходом подключенный к формирователю, генератор опорной частоты, первый счетчик и связанный с его выходами регистр, второй счетчик, сумматор, триггер и индикатор. В этом устройстве повьг шена помехозащищенность Я .

Однако точность этого устройства низкая из-за погрешности от нелинейности датчика расхода.

Целью изобретения является повыmeme точности измерения суммарного значения расхода жидкостей, и газов.

Зта цель достигается тем, что в устройство для измерения суммарного значения расхода жидкостей и газов, содержащее датчик, выходом подключенный к формирователю, генератор опорной частоты, первьй счетчик и связанныж с его выходами регистр, второй счетчик, сумматор, триггер и индикатор, введены третий и четвертый счетчики и ключ, причем выход генератора. опорной частоты подключен .к входу первого счетчика и управляющему входу формирователя, выход которого подключен к входу R первого счетчика, входу переноса в ре,гистр и информационному входу ключа, первый выход которого подключен к входу второго счетчика, а второй— к входам третьего и четвертого счетчиков, к выходам четвертого счетчика подключен индикатор, выход переполнения третьего счетчика подключен к входу начальной установки второго счетчика и к входу К триггера, выход переполнения сумматора подключен к входу установки третьего счетчика и входу б триггера, выход ко5

f0

35 торого подключен х управляющему входу ключа, а входы сумматора подключены к выходам регистра и второго счетчика.

На чертеже представлена схема устройства для измерения суммарного расхода жидкостей и газов.

Выход датчика 1 подключен к входу формирователя 2, выход которого подключен к входу R счетчика 3, входу переноса регистра 4 и к информационному входу ключа 5, к управляющему входу которого подключен выход триггера 6, к входу R которого подключен выход счетчика 7 и вход начальной установки счетчика 8, а к входу 5выход переполнения сумматора 9 и вход начальной установки счетчика 7.

Выход генератора 10 опорной частоты подключен к управляющему входу формирователя 2 и к входу счетчика

3, выходы которого подключены к входам регистра 4, выходы которого подключены к входам сумматора 9, вторые входы которого подключены к выходам вычитающего счетчика 8. Один . выход ключа 5 подключен к входам счетчиков 7 и 11, а другой - к входу вычитающего счетчика 8, выходы счетчика 11 подключечы к входам индикатора 12, к информационным входам предварительной установки счетчиков

7 и 8 подключены источники нулей и единиц, сочетание которых образует число К на входах вычитающего счетчика 8 и N> на входах счетчика 7., Счетчик 11 может быть установлен в "О" вручную (цепи установки не rioказаны) .

Формирователь содержит два триггера, прямой и инверсный выходы которых через элемент И подключены к вы-;,ходу формирователя. Информационный вход формирователя, к которому подключен выход датчика расхода, подключен к входу D первого триггера.

К входу 2 второго триггера подключен выход первого триггера. Тактовый вход формирователя, к которому подключен выход генератора опорной частоты, подключен к тактовому входу первого триггера. непосредственно и к тактовому входу второго триггера через инвертор. Таким образом, формирователь на каждый импульс датчика .на своем выходе выдает один импульс длительностью, равной длительности импульса генератора.

3 1151

Устройство цля измерения суммарного расхода жидкостей и газов ðàботает следующим образом.

Счетчик 11 перед началом работы устанавливается в "0" оператором.

Импульсы датчика t формируются формирователем 2. Каждый импульс с выхода формирователя 2 устанавливает в "0" счетчик 3. Предварительноу передним фронтом импульса, содержимое счетчика 3 переносится в регистр

4. Так как за все время от предыдущего момента установки счетчика 4 в "0" и до следующего на его вход поступают импульсы опорного генерато- 15 ра 10 частотой 1О, то в регистр 4 пер ено итс я число H р = 1 Т „= о пропорциональное периоду входного сигнала. Импульсы с выхода формирователя

2 через ключ 5 поступают на входы о счетчиков 7 и 11. После переполнения счетчика 7 сигналом с выхода его старшего разряда переключается триггер 6, и вычитающий счетчик 8 уста- . навливается в состояние Ц<, а им— пульсы с выхода формирователя 2 через ключ 5 начинают поступать только ,на вход вычитающего счетчика 8, при этом каждый импульс уменьшает состояние счетчика 8 на "1". Когда на выходе переполнения сумматора 9 единица перейдет в "0", происходит переключение триггера 6 и установка счетчика 7 в состояние " . Импульсы с выхода формирователя 2 вновь начинают поступать на входы суммирую-, щих счетчиков 7 и 11.

822 4 максимальной частоте датчика, т. е. для максимального расхода.

Тогда НВ будет равно р 8 рм„„-8 р

1, 1, f, В- "р р ми g Рмкн

Очевидно, что из суммарного числа импульсов, поступающих на счетчики

7 и 8 И =Н +М, на счетчик 11 посту- пает только М импульсов. Поэтому средняя частота импульсов 1, поступающих на суммирующий счетчик

11 результата уменьшается по сравнению с входной .частотой 1 7 С-й

ВыХ Ьх H, g ÂX с-н

Обозначив С- =Э, получим

Э

fsex вк

ОФ10 —, Sx 9X макс

Градуировочная характеристика датчика объемного расхода

1,„.= к;д;, где к — коэффициент преобразования

1 р асход а в час тоту, — расход жидкости или газа в

l единицу времени.

У известных датчиков коэффициент преобразования не есть величина поЖ, стоянная, но является функцией рас" хода А

Таким образом, после поступле ния Я1 =(С- Ill ) импуЛьсов с выхода формирователя 2 на входы счетчиков

7 и 11, где С вЂ” емкость счетчика 7, происходит переключение триггера. б, на вход счетчика 8 поступят 11 =N +

В (0

+N4-В импульсов, где  — емкость счетчика 8, после чего триггер 6 переключается снова. Иначе говоря, когда с выхода формирователя 2 поступит число импульсов, вызывающее переполнение счетчика 7 и переход из "t" в "0" сумматора 9, т.е. H< t N импульсов, на счетчик 11 поступит только М7 импульсов, что эквивалентно снижению средней частоты следования импульсов, поступающих на

cÔåò÷èê 11 по сравнению с частотой импульсов датчика 1.

Число HI выбирается из условия

N1=B-,N „„< где N p „щ, — число М р при к;=q ф;)

40 фунКция q (A;j по своему характерУ близка к функции обратной пропорциональности, что характерно для боль.шинства датчиков объемного расхода.

Непостоянство величины при изменении расхода определяет погрешность от нелинейности извест- . ного устройства.

С учетом этих выражений

1 =k-Ь

З ьых (a)

50, и+

"макс А макс

Количественно оценим эффект ловы" шения точности с помощью предлага. емого устройства в сравнении с известным, градуировочная характеристика которого

4; (2} где к, = ((А;) » 51822

Теперь потребуем, чтобы в начале

5 диапазона выполнялось условие

8п, =0 (7)

Тогда на основании (1), (3) и (7) можем записать (3) 1.;-к 1;, 10 (8.) 9

kпм (9) (где,а =— к,д есть величина по 100 1

Из (4) вынrрыш в стоянная.

Из (9) следует

3л, ?и;.= п;

Предлагаемое устройство предварительно настраивается под конкретный датчик, с которым оно будет функционировать. Для этого экспериментально снимается градуировочная характеристика этого датчика, которая имеет вид таблицы

Э=1, f.

Подставив (11) в .(1), получим выражение градуировочной характеристики предлагаемого устройства, настроенного под конкретный датчик

А1

50 где A =-А ниц

A макс к; 1 к„1, 4 н 1+ ь к,д, к„ д„

В отличие от известного в предло55 женном устройстве между выходом датчика и входом суммирующего счетчика включен управляемый делитель частоты

Наконец, градуировочная характеристика идеального устройства, характеризуемого отсутствием погрешH(7cT?i оТ нРлинРЙности. где ran=const.

Из выражений (1) — (3) получим погрешности от нелинейности извест-. ного устройства (4) 3 - — — О0 = 1- — 1О0/ = к;

- 1---) 1004

К и предлагаемого устройства

J и (5) легко определить точности

Настройка осуществляется путем выбора соответствующих значений параметров 3 и „функции (1), которые могут быть определены, напримРр ГЛРц чОщим образом, Принимаем в (3) к=к„, и так как в конце диапа эона 1п,1 =Ц» nn =-О.

1П -n

Так как для данного датчика величины к, А <, к и и An постоянны, то условие (8) можно записать в виде кh

Э=а — f =Ъ f

О ОР (10) также постоянная кп, l =a — —.

К,-к„ велиЧИна.

Из (10) следует, что для удовлетворения условия (7) достаточно, чтобы

2 — =L

fo поэтому дпя упрощения вычислений можем принять

Х„,.= к,д; ь к;д; к„д„ и согласно (5) получим

1151822

Составитель Ю. Мручко

ТехредМ.ПаРоцай КоРРектоР P,Вила, Редактор Т. Кугрышева

Заказ 2994 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 следования импульсов датчика, коэффициент деления которого увеличивается при уменьшении расхода жидкостей или газов, протекающих через датчик. Тем самым компенсируется увели. чение числа оборотов датчика на объемную единицч (! м ) проходящих через него жидкостей или газов.