Тепловой расходомер

Тепловой расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащий термокомпенсационный, нагревательный и теплочувствительный элементы , включенные в схему измерительного моста в одну диагональ которого включен измерительный прибор, другая диагональ моста связана с сигнальной тиной, в каждое плечо моста, одно из которьк является компенсирую1цим , включен последовательно с элементом плеча диод противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду соседнего плеча моста, нагревательный элемент подключен к диагонали моста, связанной с сигнальной пшной, со стороны, противоположной месту подключения последней, а также первый диод и первый резистор, отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены пороговый элемент, управляющий элемент, дифференциальный усилитель, второй и третий диоды, второй резистор, конденсатор и делитель напряжения, причем пороговый элемент подключен входами к измерительной диагонали моста и выходом череа последовательно соет диненные первый резистор и второй диод - к входу управляющего элемента , другой вход которого соединен через первый диод с сигнальной шиной, а выход - с нагревательным элементом, (Л соединение которого с диагональю моста подключено к конденсатору,дифференциальный усилитель соединен выходом через второй резистор с входом управляющего элемента и конденсатором, первым входом - с компенсирующим плечом моста, а вторым входом - через послеСП довательно соединенные делитель напряжения и третий диод - с сигнальной 00 шиной. СП о

(19) (I I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (s () G 01 F 1/68 d ) К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛаМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3681 072/24-10 (22) 27,12,83 (46) 23.05.85.Бюл. М- 19 (72) А.И.Верещагин, С.П.Королев и Г.С.Ранченко (53) 534.852 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 777439, кл, G 01 Р 1/68, 1980.

2, Авторское свидетельство СССР

В 723376, кл. G 01 F 5/00, 1980 (прототип). (54)(57) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОИЕР, содержащий термокомпенсационный, нагревательный и теплочувствительный элементы, включенные в схему измерительного моста в одну диагональ которого включен измерительный прибор, другая диагональ моста связана с сигнальной шиной, в каждое плечо моста, одно из которых является компенсирующим, включен последовательно с эле" ментом плеча диод противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду соседнего плеча моста, нагревательный элемент подключен к диагонали моста, связанной с сигнальной шиной, со стороны, противоположной месту подключения последней,. а также первый диод и первый резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения .точ" ности измерения, в него введены пороговый элемент, управляющий элемент, дифференциальный усилитель, второй и третий диоды, второй резистор, кон- денсатор и делитель напряжения, причем пороговый элемент подключен входами к измерительной диагонали моста и выходом через последовательно сое-. диненные первый резистор и второй диод — к входу управляющего элемента, другой вход которого соединен через первый диод с сигнальной шиной, а выход — с нагревательным элементом, соединение которого с диагональю моста подключено кконденсатору,дифференциальный усилитель соединен выходом через второй резистор с входом управляющего элемента и конденсатором, первым входом - с компенсирующим плечом моста, а вторым входом — через последовательно соединенные делитель напря-. жения и третий диод — с сигнальной шиной.

1 11573

Изобретение относится к приборо" строеиив, а именно к тепловым расходомерам.

Известен тепловой расходомер, содержащий термочувствительные датчики с нагревателями. вклв" ченные в . схему балансиоI n моста ), Недостаток известного устройства состоит в малой точности изме- 16 рения расхода жидкостей.

Наиболее близким к изобретению является тепловой расходомер, содер" жащий нагревательный, термочувствительный и термокомпенсационный эле- 15 менты, включенные в схему измерительного моста, содержащего в каждом плече выпрямительные диоды и в диагонали — измерительный прибор С27, Недостатками известного теплового расходомера являются: узкий диапазон измерения, обусловленный необ" ходимостью ограничивать мощность нагревательного элемента моста из-за 25 перегрева термочувствительного элемента при уменьшении расхода жидкости, и недостаточная точность измерения, связанная с изменениями теплофизических: свойств жидкости при ЗО различных температурах.

Цель изобретения — повышение точности измеоения расхода жидкостей.

Цель достигается тем, что в тепловой расходомер, содержащий термо- 35 компенсационный, нагревательный и теплочувствительный элементы, включенные в схему измерительного моста, в одну диагональ которого включен измерительный прибор, другая диаго- 46 наль моста связана с сигнальной шиной, в каждое плечо моста, одно иэ которых является компенсируюп1им, включен последовательно с элементом плеча диод противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду соседнего Izneча моста, нагревательный элемент подключен к диагонали моста, связанной с сигнальной шиной, со стороны, противоположной месту подключения последней, а также первый диод н первый резистор, введены пороговый элемент, управляющий элемент, дифференциальный усилитель, второй 5$ и третий диоды, второй резистор, конденсатор и делитель напряжения, причем пороговый элемент подключен входами к измерительной диагонали моста и выходом чеpes последовательно соединенные первый резистор и второй диод - к входу управлявшего элемента, другой вход которого соединен через первый диод с сигнальной шиной, а выход - с нагревательным элементом, соединение которого с диагональю моста подключено к конденсатору, дифференциальный усилитель соединен выходом через второй резистор с входом управляющего элемента и конденсатором, первым входом — с компенсирующим плечом моста, а вторым входом через последовательно соединенные делитель напряжения и третий диод - c сигнальной шиной.

На чертеже приведена схема теплового расходомера. Тепловой расходомер содержит тер- мокомпенсационный, нагревательный . и теплочувствительный элементы 1-3, включенные в схему измерительного моста 4, в одну диагональ которого включен измерительный прибор 5, другая диагональ моста связана с сигнальной шиной 6, в каждое плечо мос" та 4, одно нэ ко" îðûõ является компенсирунхцим, включен последовательно с элементом плеча диод 7 противоположной полярностью к измерительной диагонали по отношению к диоду 7 соседнего плеча моста 4, нагревательный элемент 2 подключен к диагонали моста 4, связанной с сигнальной шиной 6, со стороны, противоположной месту подключения последней, а также первый диод 8 и первый резистор 9, кроме того, содержтт пороговый элемент 10, управляющий элемент 11, дифференциальный усилитель 12, второй и третий диоды 13 и 14, второй резистор 15, конденсатор 16 и делитель 17 напряжения, причем пороговый элемент 10 подключен входами к измерительной диагонали моста 4 и выходом через последовательно соединенные первый резистор 9 и второй диод

13 - к входу управляющего элемента ll другой вход которого соединен через первый диод 8 с сигнальной шиной 6, а выход - с нагревательным элементом 2, соединение которого с диагональю моста 4 подключено к конденсатору 16, диФФеренциальный усилитель 12 соединен выходом через второй резистор 15 с входом управляющего элемента 11 и конденсатором, пер4

Это напряжение значительно менье порогового напряжения срабатывания порогового элемента 1О и на его выходе вырабатывается напряжение положительной полярности, отсекаемое вторым диодом 13 и не влияющее на работу управляющего элемента 11.

Так как измерение больших расхоов связано с необходимостью увеичения мощности на нагревателе 2, а масса термочувствительного элеента 3 очень мала, то при аварийом снижении расхода жидкости или опадания в лоток воздуха темпераура термочувствительного элемена 3 резко повысится. При этом напяжение раэбаланса термочувствитель" ого моста превь!сит пороговое напря. ение срабатывания порогового элеента 10 и на его выходе появится трицательное напряжение, запираюее управляющий элемент II который, свою очередь, снизит мощность нагевателя 2, предотвращая перегрев разрушение термочувствительного элемента 3.

После снижения температуры термовствительного элемента 3 и в слуае сохраняющегося пониженного расода жидкости мощность на нагреваеле снова разогреет термочувстительный элемент да заданной допусимой температуры и снова выключитя °

Таким образом, разрушение термоувствительного элемента не происхот и надежность устройства значиельно повышается. Благодаря такому граничению температуры термочувстительного элемента диапазон подвомой к нему мощности можно расшиить и тем самым увеличить диапазон змеряемых устройством расходов.

1157356

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения расхода жидкости по сравнению с базовым объектом и повысить надежность прибора при эксплуатации в широком. диапазоне изменения температур теплоносителя. вым входом — с компенсирующим плечом моста 4, а вторым входом через ш последовательно соединенные делитель )7 напряжения и. третий диод !4с сигнальной шиной б. 3

Тепловой расходомер работает следующим образом, При включении устройства на термочувствительный и термокомпенсацион- д ный элементы 1 H 3 моста соответст- 1© л .венно поступают положительные полупериоды напряжения питания моста 4, м через диоды 8 и управляющий элемент Il н на нагреватель 2 поступают отрицатель- п ные полупериоды этого напряжения, 1у т обеспечивая необходимый первоначаль- т ный перегрев термочувствнтельного р элемента 1 для работы с определен- н ным расходом жидкости. ж

Так.как термокомпенсационный ® м элемент 1 находится в одинаковых о условиях с термочувствительным эле- щ ментом 3, то изменение температуры в жидкости не вызывает погрешности р измерения расхода, однако лри изме- у и ненни температуры жидкости изменяются ее теплофизические параметры, такие как вязкость и теплоемкость. чу

Чтобы скорректировать эти изме- ч нения, на вход управляющего элемен- Зо х та 11 поступает корректирующее нап- т ряжение, вырабатываемое дифферен- .в циальным усилителем 12 в эависимос" т ти от изменения температуры на тер- с мокомпенсационном элементе 1 и sa"" поминаемое накопительным конденса3$ ч тором li. Опорное напряжение для ди дифференциального усилителя 12 пос- т тупает через третий диод 13 в мо- о . мент измерения мостом и задается в делителем 17 напряжения. Причем ве- дн личина этого напряжения и мощность P

- на нагревателе 2 устанавливаются и для каждого конкретного вида жидкости в зависимости от теллофизических свойств.

Напряжение в измерительной диагонали моста соответствует расходу жидкости и фиксируется измерительным прибором 5 с учетом теллофиэических свойств жидкости.

1157356

Составитель В.Добровольский

Техред И.Асталош

Корректор М.Розман

Редактор С.Патрушева

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 3326/38 Тираж 703

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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