Тестовой пневмометрический плотномер

Тестовой пневмометрический плотномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к автоматическим плотномерам жидкости, и может быть использовано в разных отраслях промьшшенности. Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности измерения плотности . Плотномер содержит блок 1 питания сжатым воздухом, пневмолинии 2 и 3, дифманометр 4, пневмоклапаны 5, 7, 9, 11, 15, измерительные трубки 6, 8, 10, погр женные в контролируемую жидкость на глубину Н, и Н, компенсатор 12 балластного давления , вычислительное устройство 13, устройство 14 управления и пневмодр оссель 16. Определение текущей плотно (Л оо со ю со ./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,Л0„„1332190 А1 (51) 4 G 01 N 9/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4026639/24-25 (22) 24.02.86 (46) 23.08.87. Бюл. ¹ 31 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В. В. Куйбьппева (72) M. 3. Кравец, В. П, Миронов и В. Л. Оруджев (53) 532.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 817529, кл. G 01 N 9/28, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1245942, кл. G 01 N 9/26, 1985.

Глыбин И. П. Автоматические плотномеры. — Киев, Техника, 1965, с. 70,88. (54) ТЕСТОВЫЙ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР (57} Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к автоматическим плотномерам жидкости, и может быть использовано в разных отраслях промьппленности.

Цель изобретения — повьппение быстродействия и точности измерения плотности. Плотномер содержит блок 1 питания сжатым воздухом, пневмолинии 2 и

3, дифманометр 4, пневмоклапаны 5, 7, 9, 11, 15, измерительные трубки

6, 8, 10, погруженные в контролируемую жидкость на глубину Н„, Н -h и

Н, компенсатор 12 балластного давления, вычислительное устройство 13, устройство 14 управления и пневмодрос-

Ю сель 16, Определение текущей плотно1 сти происходит по результатам 4-х последних тактов измерения,и, начиная с четвертого, результат измерения выдается каждый такт. Цикл измерения включает в себя основное измерение у„, аддитивный у, мультипликативный

2 у и комбинированный у тест, задаваемые устройством 14 управления путем соответствующей коммутации пневмоклапанов 5, 7, 9 и 11. Вычислительное устройство 13 отрабатывает измерительный алгоритм р= Р /gh-(у.у +

+7 -у ) (у„уа у +у ) в реальном мас штабе времени. При этом условия рабо332190 ты плотномера и параметры дифманометра 4, в качестве которого допустимо использовать "грубый" измерительный преобразователь с квадратичной статической характеристикой, не вносят. погрешности в результат измерения, т.к. автоматически корректируются при расчете текущей плотности. Перед съемом информации с помощью пневмоклапана 15 в плюсовую линию кратковременно подключается пневмодроссель

16, что также позволяет исключить погрешность гистерезиса дифманометра

4. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения плотности жидкости, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повы> шение быстродействия и точности измерения плотности жидкости.

На фиг, 1 изображена структурная схема тестового пневмометрического плотномера; на фиг. 2 — временная диаграмма работы плотномера, на фиг. 3— структурная схема устройства управ- . о ления и вычислительного устройства.

Плотномер содержит блок 1 питания сжатым воздухом, питающую плюсовую 2 и минусовую 3 независимые пневмолинии, между KoTopbIMH включен дифманометр 4. Плюсовая линия 2 через нормально открытый пневмоклапан 5 пи- 2О тает длинную основную измерительную трубку б, погруженную в контролируемую жидкость на глубину Н„, а через нормально закрытый пневмоклапан 7— дополнительную измерительную трубку

8, погруженную на глубину Н,-h, где

h — - разность глубин погружения трубок б и 8.

В минусовую линию, через нормально открытый пневмоклапан 9 включена короткая основная измерительная трубка

10, погруженная в жидкость на глубину Н Н „-h. Кроме того, в минусовой линии байпасно с пневмоклапаном 9 через нормально закрытый пневмоклапан 35

ll включен компенсатор 12 балластного давления, задающий в минусовой линии эталонное значение перепада давления Р

Выход дифманометра 4 соединен с первым входом вычислительного устрой ства 13, второй и третий входы которого связаны с первым и вторым выходами устроиства 14 управления соответственно. Первый выход устройства

14 управления также связан с входами управления пневмоклапанов 9 и 11.

Четвертый выход устройства 14 управления соединен с пятым входом вычислительного устройства 13, а третий — связан с четвертым входом вычислительного устройства 13 и с входом управления дополнительного нормально открытого пневмоклапана 15, замыкающего пневмодроссель 16, включенный в плюсовую пневмолинию сразу после дифманометра 4.

На временной диаграмме (фиг. 2)

/ работы плотномера а — диаграмма переключения пневмоклапанов 9 и 11 (второй вьгход устройства 14); б — .диаграмма переключения пневмоклапанов 5 и 7 (первый выход устройства 14); в— диаграмма отключения пневмоклапана

15 (третий выход устройства 14); г диаграмма снятия информации с дифманометра (четвертый выход устройства 14), На структурной схеме устройства

14 управления и вычислительного уст30 з 13321, ройства 3 реализованы как специализированный число-импульсный вычислитель последовательного типа.

Устройство 14 управления содержит генератор 17 импульсов, формирующий

5 импульсы с периодом Tö, двухразрядный счетчик 18, вход которого связан с выходом генератора 17, а первый и второй выходы — с входами усилителей

19 и 20 тока соответственно, одновибратор 21, вход которого соединен с выходом генератора 17, выход — с входом усилителя 22 тока.

Четырьмя выходами устройства 14 управления являются первый и второй выходы счетчика 18, выход одновибра-, тора 21 и выход генератора 17.

Вычислительное устройство 13 содержит дешифратор 23, первый и вто- 20 рой входы которого соединены с первым и вторым выходами счетчика 18 устройства 14 управления, одновибратор 24, вход которого связан с выходом генератора 17 устройства 14 управления, схемы совпадения 25-28, первые входы которых соединены соответственно с первым, четвертым, вторым и третьим выходами дешифратора

23, а вторые — с выходом одновибратора 24, преобразователь 29 напряжение — частота, вход которого связан с выходом дифманометра 4, схемы 3033 совпадения, первые входы которых соединены с выходами схем 25-28 совпадения соответственно, а вторые — с выходом преобразователя 29, счетчики

34-37 первые входы (счетные) которых связаны соответственно с выходами схем 30-33 совпадения, формирователи 40

38-41 коротких импульсов, входы которых соединены соответственно с выходами схем 25-28 совпадения, а выходы — с вторыми входами (сброса) счетчиков 34-37, вычитающие устрой- 45 ства 42 и 43, первые входы которых связаны соответственно с выходами счетчиков 34 и 36, а вторые — с выходами счетчиков 35 и 37, сумматор 44, первый вход которого соединен с выхо. дом вычитателя 42, а второй — с выходом вычитателя 43, вычитающее устройство 45, первый и второй входы которого соответственно связаны с выходами вычитателя 42 и 43, регистр 46, первый вход которого соединен с выходом вычитателя 45, а второй (вход разрешения приема информации) — с выходом одновибратора 21 устройства

90 4

14 управления, реверсивный счетчик

47, первый вход которого связан с выходом сумматора 44, а третий — с вы" ходом одновибратора 21 устройства 14 управления, схему 48 совпадения, второй вход которой соединен с выходом заема реверсивного счетчика 47, а выход — с вторым входом реверсивного счетчика 47, делитель 49, выход которого соединен с первым входом схемы

48 совпадения, инвертор 50, вход которого связан с выходом одновибратора

21 устройства 14 управления, а вы-. ход — с третьим входом схемы 48 совпадения, генератор 51, выход которого соединен с входом делителя 49, схему 52 совпадения, первый, второй и и третий входы которой соответственно связаны с выходом генератора 51, выходом заема реверсивного счетчика 47 и выходом инвертора 50, счетчик 53, первый вход которого соединен с выходом схемы 52 совпадения, нуль-орган 54, первый и второй входы которого соответственно связаны с выходом счетчика 53 и выходом регистра 46, схему ИЛИ 55 и счетчик 56, первый и второй входы которых соответственно соединены с выходом нуль-органа 54 и выходом одновибратора 21 устройства

14 управления, а выход схемы ИЛИ 55 связан с вторым входом (сброса) счетчика 53.

Схема тестового пневмометрического плотномера работает следующим образом.

Определение текущей плотности жидкости происходит по результатам четырех последних тактов, формируемых устройством 14 управления. Длительность всех тактов постоянна и равна

Т, Начиная с четвертого такта расчетное значение плотности выдается по окончании каждого такта измерения.

В первом такте происходит основное измерение у, . В этом такте на выходе устройства 14 оба сигнала имеют низкий уровень, что является условием для приема результата первого измерения вычислительным устройством 13.

При этом пневмоклапаны 7 и ll закрыты, а пневмоклапаны 5 и 9 открыты, в плюсовую линию 2 подключена измерительная трубка 6, а в минусовую— измерительная трубка 10, На плюсовую камеру дифманометра 4 в первом такте действует давление

1332190

50 а на минусовой-удН„+ Р„+ Рг,+ Р„, где Р - плотность контролируемой жидкости,,.g - ускорение свободного паде а 9 Р„ - потери давления на участке пневмолинии 2 от места подключения дифманометра до среза барботажной трубки, обусловленные трением воздуха о стенки пневмолинии, P - избыточное давление ноздуха, обусловленное силами поверхностного натяжения, необходимое для отрыва пузырька воздуха от нижнего конца трубки;

Р„ - давление, обусловленное скоростным напором жидкости, изменяющее условие отрыва пузырька от нижнего конца барботажной трубки.

Аналогично на минусовую камеру дифманометра 4 в первом такте действует давление

P -pgH +Р„+Р +Р„„ . 1 2 2 2

Обычно Р 4 Р,; Р, 4 Р,, Р, Ф

Ф Р, так как скорость воздуха н

Ч2 У пиевмолиниях различна. Статическая характеристика дифманометра 4 имеет вид у a„+a (P -P ) + a (Р -Р ) в где а . — смещение статической ха1 р ак те рис тики, обусловленное дрейфом нуля дифманометра 4; а +а 4Р -коэффициент чунствительа -й ности дифманометра 4.

Все три коэффициента à,, а» аэ могут медленно изменяться во времени, так как при "старении" дифманометра происходит сдвиг и деформация его статической характеристики. Таким образом, на выходе дифманометра 4 в первом такте имеем сигнал у - -,+., Ю(Н,-H,)+ P, (pg(H,-H ) aP,) ;

И Р Р +Р P +P Р (1)

1 1 1 1 1 2 который запоминается в вычислительном устройстве 13.

Во втором такте на втором выходе устройства 14 управления появляется высокий уровень, а на первом — оста5 ется низкий, что является условием для приема результата второго измере ния вычислительным устройством 13.

При этом пневмоклапаны 7 и 9 закрыты, а пневмоклапаны 5 и ll открыты, в

10 плюсовую линию 2 подключена измерительная трубка 6, а в минусовую— измерительная трубка 10 через компенсатор 12 балластного давления — аддитивный тест у .

15 На плюсовой камере дифманометра

4 во втором такте давление равно

=pgН,+P„, +Р,+P„ .4 а на минусовой20

Р2 Pg H2 P + Py + Рч

Л2 2 2 Э где P> — перепад давления на компенсаторе 12 балластного дав25 ления.

На выходе дифманометра 4 во втором такте получаем сигнал у а,+aug(H,-Н )+dp-P )+ (2)

Зо + а (д(Н -Н ) +дР-Р 12 который запоминается в вычислительном устройстве 13.

В третьем такте на первом выходе устройства 14 управления появляется высокий уровень, а на втором — низкий, что является условием для приема результата третьего измерения вычислительным устройством 13. При этом

40 пневмоклапаны 5 и 11 закрыты, а пневмоклапаны 7 и 9 открыты, к плюсовой линии 2 подключена дополнительная измерительная трубка 8, а.к минусоной пинии 3 - измерительная трубка 10—

45 мультипликативный тест у

На плюсовой камере дифманометра

4 н третьем такте давление равно

P .gg(H,-h) + P + p + p

Р,-Р@Н, +Р„+Р, +Р

2 л2 2

На выходе дифманометра 4 в третьем такте измерения получаем сигнал

yç - a „+a, jp g (H „-Н,-h)+d P 3 + ()

+ à Pyg(H,-Н -h)+dPg

Р = pg(H -Ь). + Р„+ Р„+ Р а на минусовой—

P< = И Hz+P л+Рг+Pv +

2 2 1.

На выходе дифманометра 4 сигнал

У 4 а„+aЙ (pg(н„-í,-h)+ьР-P )+а (рр(Н,-Н -h)+dP-P,,)

Из (1) и (4) имеем

13321 который запоминается вычислительным устройством 13.

В четвертом такте на первом и втором выходах устройства 14 управления сигналы имеют высокий уровень, 5 что является условием для приема результата четвертого такта измерения.

При этом пневмоклапаны 5 и 9 закрыты,. а пневмоклапаны 7 и ll .открыты — ра- 10 ботают измерительные трубки 8 и 10 и задатчик 12 эталонного перепада давления — комбинированный тест у .

На плюсовой камере дифманометра

4 в четвертом такте давление равно

90 8

Это справедливо в том случае если за время четырех тактов измерения условия работы плотномера и параметры дифманометра и измерительного канала не изменились» т.е,.величины

az» a » P„P P()(Р/

Р постоянные на интервале измереz ния ° Так как все измерения производятся один sa другим в течение короткого времени, то это условие автоматически соблюдается.

Таким образом, указанный алгоритм плотности устраняет все низкочастот- ные составляющие погрешности, у которых интервал корреляции больше време- ни четырех тактов измерения.

Кроме того, в предлагаемом плотномере устраняется такая специфическая погрешность как погрешность гистерезиса. Для этого перед каждым тактом измерения на третьем выходе устройства 14 управления на короткое время появляется импульс, закрывающий пневмоклапан 15, и в плюсовую линию подключается пневмодроссель 16.

DpH этом давление в линии повышается на величину

У У+ 4РФ +Рэ)+аз(pgh+Pý)(2 (Р+ 30 где q рк(н Н ) (Р.ь Р )).

Из (2) и (3) получ аем

yz уэaz(pgh Рэ)+аз РВЬ Рэ)(2 (dP+

+P g (Н Н )) (Р gh+P )).

Отсюда после несложных преобразований имеем

У„-y,+yz-7 =pgh(2az+2a>(2(dP +

pg())q н,1)-(»@ь+», )) 1

У1-Уа (Уэ-Уд=Ра (2az+2aз(2(dP+

+ pg(H,— é ))-(ggh+P )j.

Следовательно, алгоритм вычисления плотности можно записать в виде

У 4+У У

gh 7„7g У Уэ

Как видно из выражения (5) значение плотности контролируемой жидкости, полученное по алгоритму (5) не зависит от условий работы плотномера и параметров дифманометра и измерительного канала плотномера, а определяется величинами Рэ и h и, результата)ж четырех тактов измерения у„ -у» °

P*p 4 Rap» — расход воздуха в пневмолинии;

Räp — пневмогидравлическое сопротивление дросселя.

Если величина Р„ больше, чем максимальное значение гистерезиса дифманомера, то после отключения пневмодросселя и монотонного снижения давления в пневмолинии до нормального значения съем информации с дифманометра производится с подающей ветви.

Тем самым устраняется погрешность гистерезиса °

Внутри каждого такта измерения Tä выделяется интервал То с Т „ съем информации с дифманометра, который формируется на четвертом выходе устройства 14 управления и поступает на вычислительное устройство 13. В течение времени Т, вычислительным устройством 13 производится усреднение, фильтрация и запись сигнала с дифманометра, а за оставшееся время Тр—

Т, = Т (»„ — расчет плотности по фор» муле .(5) .

Сигналом для начала расчета плотности является импульс длительностью

Tã è „, закрывающй пневмокла 15, который подается на четвертый вход вычислительного устройства 13. (б) метра, а также получаем

9 13321

Погрешность измерения плотности тестовым плотномером определяется погрешностью измерения выходных сигналов дифманометра у -у точностью (5 и стабильностью величин Р9 и h a также отличием статической характеристики дифманометра от принятой квадквадратичной модели (высокочастотная составляющая погрешности пренебрежимо 10 мала, так как все измеренные значения фильтруются и усредняются на интервале схемы информации Т ).

Оценить погрешность результата измерения можно следующим образом. 15

Пусть 6 (а1 — дисперсия результата расчета плотности по алгоритму (5); — дисперсия результата измерения

» выходного сигнала дифманометра. Так как случайные погрешности результата измерения в каждом такте-независимы и аддитивны запишем

Вычислив частные прризводные и преобразовав выражение получаем и (р) = Ь /н ф + („,I, (7) где Я = а +а (P -Р ) — чувствитель2 9 ность дифманометра.

Для сравнения алгоритм (2) расчета плотности для линейной статической характеристики дифманометра приводит к следующем / выражению для дисперсии расчета 6, (p 3:,Ро /

+ I/(нн) — p /н, нн).

При реальных значениях тестовых величин Р и h — = 0,2ур Н„-Н,)

0,8 и = 0,5-0,8 имеем 1 2

Д2 (Р)

1,05-1,4, Ъ1

Следовательно, несмотря на большую сложность тестовый алгоритм (7) в меньшей степени трансформирует случайную погрешность отдельных измерений в погрешность конечного реэульта- 55 та, чем алгоритм (2).

Учитывая, что помимо случайной составляющей погрешности, обусловленной трансформацией погрешностей

90 10 отдельных измерений тестовым алгоритмом, в суммарную погрешность входят также погрешности задания тестовых величин р и у, неустраняемая погрешность днфманометра, вызванная отличием его статической характеристики от принятой квадратичной модели, и считая, что это отличие вносит третью часть основной погрешности у „„ (на самом деле меньше, так как основные составляющие погрешности это дрейф нуля, вариации коэффициента чувствительности и гистерезис ), записываем выражение для приведенной погрешности измерения плотности (считаем, что все указанные составляющие независимы, аддитивны и распределены по нормальному закону).

Омане Рмин)

+ Р9 + 1 Рилакс" Рч н) где Р„(,к,, Рмнн — максимальное и минимальное значения плотности контролируемой жидкости, учитывая, что Б

Умам У нн

Р макс Р)ннн где Рм,, Р„нн, у„,<„„, ум „- максимальное и минимальное давление на дифманометре и соответствук)щие им значения выходного сигнала дифманоР„;. = (Р,." Рмн.) (, 2)

) (Н -Н у макс .» мин

7 „„„, /„„.) н(й -н,)

Тогда с учетом известных формул выражение можно записать (o,зз т,„)2+, + yÄ +

+ 2 УК(Н -Н2) + Н1 Н2 2 где = 100% — приведенная зь»

Умакс -мнн погрешность измерения выходного сигнала дифманометра.

Например, при исходных данных

»,= 0 5%; »" = 0,2%; у = 0,05%; — 0903%; P) /1 p(H,,-Н2) = Оу,2 1 h/Н,—

90 12 сов генератора 17 в соответствии с состоянием счетчика 18, на схемах

25-28 совпадения выделяются интервалы Т, ("временные ворота")внутри импульса Т„, которые затем заполняются частотным сигналом с преобразователя

29 на схемах 30-33 совпадения и saписываются в соответствующий данному такту измерения счетчик 34-37.

Перед началом записи каждый счетчик 34-37 обнуляется короткими импульсами с формирователей 38-41. Эти формирователи запускаются по перед- . нему фронту импульсов "временных ворот" со схем 25-28 совпадения.

Таким образом, в первом такте измерения в течение времени Т, в счетчик 34 запишется число

То f во втором, третьем и четвертом тактах

1 соответственно в счетчиках 36, 37 и

35 запишутся

2 Tî, 15

Н вЂ” Т, К

NyT< f<, где f„ -f< — частотные сигналы, соответствующие сигналам у у4 с дифманометра.

Если статическая характеристика преобразователя 29 линейка, то можно записать

f. = f, + ky., i = .1, 4, где f k — коэффициенты градуировочной характеристики преобразователя 29 напряжениечастота.

Следовательно, к моменту окончания импульса "временных ворот" в четвертом и во всех последующих тактах на выходах вычитателей 42 и 43 сформируются двоичные коды следующих величин:

= T k(y -y );

N 4> N< N3 Tîk(y у ) а на выходах сумматора 44 и вычитателя 45 соответственно

" 2 + "45 (У1 y<+

+ У2 У ) э

Ф 5 ф2 49 о (У1 У

-(у -у )) 11,13321

Н = 0,5 получаем, что у а 0,377, хотя используется дифманометр класса

0 5. При этом указанная погрешность гарантируется при длительной эксплу5 атации плотномера в реальных производных условиях без периодической настройки и коррекции.

Устройство 14 управления и вычис-. ю лительное устройство 13 в предлагае- ip мом плотномере можно реализовать различными способами, например, как специализированное число-импульсное устройство, собранное на стандартных элементах цифровой техники.

Структурная схема устройства управления и вычислительного устройства работает следующим образом.

Такты измерения Т„ задаются генератором 17, генерируюшим импульсы с 20 периодом следования Т„, Н» на параллельных выходах счетчика 18 формируются импульсы управления, которые через усилители 19 и 20 тока подаются на пневмоклапаны 4, 7, 9 и 11 и за- 25 дают необходимую диаграмму тестовых переключений — основное измерение (первый такт), аддитивный тест (второй такт), мультипликативный тест ,(третий такт), комбинированный тест З0 (четвертый такт). По переднему фронту импульса генератора 17 одновибратор 21 формирует положительный импульс, длительностью Т,„„, который через усилитель 22 тока открывает нормально закрытый пневмоклапан 15 и тем самым в начале каждого такта измерения в плюсовую линию на время

Т „ подключается дроссель 16, позволяющий снять погрешность гистере- 4р зиса дифманометра 4.

Также по переднему фронту импульса генератора 17 одновибратор 24 формирует отрицательный импульс длительностью ҄— Т, 2 Т,„„, Таким образом, на выходе одновибратора 24 формируется частотный сигнал с периодом T„ Tо, а съем информации с дифманометра 4 производится в течение времени Т сТ„.

Сигнал с дифманометра 4 преобразуется в частоту на преобразователе 29 напряжение — частота и в течение времени Т записывается в первом такте измерения в счетчик 34, во втором, третьем и четвертом тактах соответственно в счетчики 36, 37 и 35, Для этого дешифратор 23 производит распределение на четырех выходах импуль133219О числа

Хе

M =—

25

13

Импульс с одновибратора 21 длительностью T ц р следующий по oKQH чанию импульса "временных ворот", записывает в регистр 46 число NÄ,. =:

" Т k(y„-у -(у -у )) потенциалом на втором входе вход разрешения приема) регистра 46, а в реверсивный счетчик

47 — число N+4 потенциалом на третьем входе (вход параллельной записи информации). Этот же импульс сбрасывает в нулевое состояние счетчики 53 и 56. Далее в течение времени Т „,„=.

Т„- Т вЂ” Т между окончанием импульса с одновибратора 21 и началом импульса "временных ворот" с одновибратора 24 производится умножение числа N на величину P /pl и последующее деление на число N 4<. Это происходит следующим образом, 20

Начиная с момента окончания импульса с одновибратора 21 сигнал на выходе инвертора 50 принимает двои-.:— ное значение и схемы 48 и 52 совпадения начинают пропускать импульсы с генератора 51 (на вторых входах схем совпадения находится сигнал логической единицы, так как содержимое реверсивного счетчика 47 не равно нулю). Импульсы с генератора 51, подеР ленные в делителе на число 0, начинают списывать до нуля число N 41 записанное в реверсивный счетчик 47.

Время, в течение которого реверсивный счетчик 47 обнуляется, равно, N4gN

f где f — частота генератора 51, При обнулении реверсивного счетчика 47 сигнал заема нулевого уровня <0 на его выходе закрывает схемы 48 и

52 совпадения. В счетчике 53 импульсы с генератора 51 накапливаются до тех пор„ пока его содержимое не станет равным содержимому регистра 46, 4б

В этот момент времени срабатывает нуль-орган 54, на его выходе появляется импульс, который сбрасывает счетчик 53 в нуль и увеличивает содержимое счетчика на единицу и да- бд лее в счетчике 53 снова накапливаются импульсы от генератора 51. Это продолжается в течение времени 7 пока не обнулится реверсивный счетчик 47.

Таким образом, происходит деление числа f < на число N находящееся в регистре 46 путем последовательного вычитания N4 из f i.

Следовательно,. на момент обнуления реверсивного счетчика 46 в счетчике 56 записывается целая часть. «ут у

41 у1 у4 (10)

Сравнивая (10) с алгоритмом вычисления плотности (5) можно сделать вывод, что они совпадают с точностью до постоянного множителя. При N =

=- Р /ph эти выражения совпадают и, начиная с четвертого такта измерения, к началу интервала Т "временных ворот" в счетчике 56 находится текущее значение измеряемой плотности, Применение предлагаемого устройства, например, на буровой для контроля промывочной жидкости на выходе и входе скважины позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимость строительства скважины эа счет снижения непроизводительных затрат времени на ликвидацию аварийных ситуаций, таких как нефтегазоводопроявление, и аварийные выбросы из скважины, раннее обнаружение и предупреждение которых возможно только при непрерывном контроле плотности бурового раствора с высокой точностью

1(роме того, повышение точности измерения плотности на входе скважины позволяет использовать высокопроизводительный равновесный режим бурения по гидростатическому давлению на забой.

Формула изобретения

Тестовый пневмометрический плотномер, содержащий блок питания сжатым воздухом, соединенный пневмолиниями с двумя основными и одной дополнительной измерительными трубками, погруженными в емкость для контролируемой жидкости на различную глубину, компенсатор балластного давления и дифманометр, подключенный к пневмолиниям основных измерительных трубок, два нормально открытых пневмоклапана, включенных в плюсовую и минусовую пневмолинии основных измерительных трубок, два нормально закрытых пневмоклапана, первый из которых подключен в пневмолинию дополнительной трубки, а второй в пневмолинию с ком15 1З пенсатором балластного давления, причем последний включен в минусовую

Пневмолинию байпасно нормально открытому пневмоклапану, устройство управления и вычислительное устройство, вход которого подключен к выходу дифманометра, второй вход — к первому выходу устройства управления и входам управления нормально открытого и нормально закрытого пневмоклапанов, включенных в плюсовую пневмолинию, а третий вход вычислительного устройства соединен с входами управления нормально открытого и нормально закрытого пневмоклапанов, включенных в минусовую пневмолинию, и вторым выходом

321 90 16 устройства управления, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения плотности, он дополнительно

5 снабжен параллельно соединенными, пневмодросселем и дополнительным нор мально закрытым пневмоклапаном, включенными в плюсовую пневмолинию сразу, после дифманометра, причем третий выход устройства управления связан с четвертым входом вычислительного уст» ройства и входом управления дополнительного пневмоклапана, а четвертый выход устройства управления соединен с пятым входом вычислительного устройства. Ри.г. 2

1332190

Составитель Д.Громов

Редактор И,Шулла Техред А.Кравчук Корректор В, Бутяга

Заказ 3824/38

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4