Устройство для измерения суммарного значения расхода жидкостей и газов

Устройство для измерения суммарного значения расхода жидкостей и газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам измерения суммарного расхода жидкостей и газов. Цель изобретения - повышение точности измерения. В устройстве производится измерение каждого периода сигнала датчика расхода. Разность между измеренным и заранее установленным значениями периода накапливается в счетчике. При переполнении счетчика либо исключается поступление одного выходного импульса в счетчик результата, либо добавляется еще один импульс. Тем самым достигается устранение погрешности от нелинейности тахометрических датчиков расхода. 3 ил.

сОюз сОВетских социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 F 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтиРытиям пРи гкнт Оса (21) 4209698/31-10 (22) 16.03.87 (46) 15.06.90. Бюл, N - 22 ,(71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола и

Управление магистральных нефтепроводов "Дружбa"".. (72) B.Л,Котляров, А,И.Холоша, 3,М.Чеховский, И.И.Грицив .и Ф.Г.Резниченко (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 678303, кл. G 01 F 1/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

И- 1157355, кл. G 01 F 1/00, 1982.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения расхода жидкостей и газов, Цель изобретения — расширение области применения устройства sa счет устранения погрешности от нелинейности характеристики датчиков, На фиг.1 изображена схема пред--лагаемого устройства; на фиг.2 — зависимости импульс-фактора от расхода, имеющие характер спадающей (кривая I) и растущей (кривая II) кривых при росте производительности (л>; на фиг;3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1, опорный генератор 2, счетчики 3-5, 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СУММАР"

НОГО ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ И

ГАЗОВ (57) Изобретение относится к устройствам измерения суммарного расхода

/ жидкостей и газов. Цель изобретения— повышение точности измерения. В уст-, ройстве производится измерение каждого периода сигнала датчика расхода, Разность между измеренным и заранее установленным значениями периода накапливается в счетчике. При переполнении счетчика либо исключается по.отупление одного выходного импульса в счетчик результата, либо добавляетг ся еще один импульс, Тем самым достигается устранение погрешности от нелинейности тахометрических датчиков расхода, 3 ил. триггеры 6-11 коммутирующие элементы 12 и 13, элементы И 14-17, элемент

ИЛИ 18, цифровой индикатор 19, инвертор 20, коммутатор 21 и одновибратор 22, Выход датчика 1 подключен к D-входу триггера 6. Выход опорного генератора 2 подключен к первому входу элемента И 15, к С-входам триггеров

6 и 7 и 9 и 10 и к счетному входу счетчика 3. Прямой выход триггера 6 подключен к первому входу элемента

И 17 и к 9-входу триггера 7, обратный выход которого подключен ко второму входу элемента И 17, выход которого подключен к первому входу элемента И 14, входу инвертора 20, к входу начальной установки счетчи3 15713

1 к а 3, к первому входу элемента ИЛИ 18 к S-входу триггера 11, обратный в од которого подключен ко второму входу элемента И 15, Коммутирующие ! элементы 12 подключены к информационным входам счетчика 3, выход старшего разряда которого подключен к Свходу триггера 11, D-вход которого заземлен. Коммутирующие элементы 1О

1,.3 подключены к информационным вхоpiaM счетчика 4, выход которого е1 ез одновибратор 22 подключен к входу начальной установки счетчика 4 и

$-входу триггера 8, D-вход которо- 15 го заземлен. K С-входу триггера 8 ! подключен выход инвертора 20. Обратный выход триггера 8 подключен второму входу элемента И 14 и к входу триггера 9, выход которого 20 одключен к первому входу элемента

16 и к D-входу триггера 10, обратй выход которого подключен к второвходу элемента ИЛИ 18, выход которого подключен к первому входу 25 коммутатора 21, выход которого ( г1одключен к счетному входу счетчика

5i, выходы которого подключены к входам цифрового индикатора 19. К второму входу коммутатора 21 подключен 30 выход элемента И 14. Генератор 2 име6т прямой и инверсный выходы, Инверсный выход генератора 2 подключен третьему входу элемента И 14, Устройство работает следующим образом, При работе с датчиком, характерис. тика которого имеет вид, показанный

Ца фиг,2 кривой 1, коммутатор 21 устанавливается в положение, при ко- 40 тором он пропускает сигналы с выхода элемента И 14 на вход счетчика 5. Им 1ульсы датчика, частота которых гораздо ниже частоты опорного генератора

2, поступают на D-вход триггера 6„

Ближайший после начала очередного импульса датчика 1 импульс опорного

r åíåðàòoðà 2 своим положительным фронтом устанавливает триггер 6 в состояние "l При этом на выходе элемента И 17 появляется "l". Следую:щий положительный фронт импульса ге-. нератора 2 устанавливает в состояние

"1" триггер 7, так как на его 0-входе

Е это время присутствует "1", по у-. 55 йающая с выхода триггера Ь. Йа выхо де элемента И 17 появляется "0", Таким образом, каждый импульс датчика

1 вызывает появление на выходе эле99 мента И 17 короткого импульса, длительность которого равна периоду следования импульсов опорного генера. тора 2. Начало и конец импульса на выходе элемента И 17 совпадает с фронтами импульсов опорного генератора 2.

Вторая половина импульса с выхода элемента И 17 через элемент Vi 14 и коммутатор 2! проходит на вход счетчика 5 и подсчитывается им, так как только во время второй половины этого импульса на третьем входе элемента И 14 с инверсного выхода генератора 2 будеr "1", Кроме того, задний фронт этого импульса через инвертор 20 устанавливает в "0" триг гер 8, что приводит к установлению или подтверждению "1" на втором входе элемента И 14. Кроме того, каждый импульс с выхода элемента И 17 устанавливает в "1" триггер 11 и переносит в счетчик 3 число, набранное коммутирующими элементами 12. В паузах . между импульсами датчика 1 на вход счетчика 3 поступают импульсы опорного генератора 2 и подсчитывается счетчиком 3. Если период входных импульсов меньше, чем минимальный период измеряемого диапазона, то переполнение счетчика 3 ке происходит. Когда же датчик 1 находится в диапазоне измерения расхода, то через время, равное минимальному входному периоду после входного импульса, счетчик 3 переполняется и устанавливает триггер ll в "0". Время между импульсом ка выходе элемента И 17 и переполнением счетчика 3 задается числом, набранным коммутирующими элементами 12. После переполнения счетчика 3 импульсы опорного генератора начинают поступать в счетчик 4 через элемент И 15, Поступление этих импульсов длится до следующего входного импульса, т.е, до конца очередного периода, При переполнении одним иэ импульсов опорного генератора 2 счетчика 4 происходит запуск одковибратора 22, импульс которого устанавливает в "l" триггер 8 и переносит в счетчик 4 число, набранное коммутирующими элементами 13. Следующий после этого импульс с выхода элемента И 17 не поступает на вход счетчи- l ка 5, так как на втором входе элемен та И 14 в это время будет "0", поступающий с инверсного выхода триггера

1571399

8, И только задний фронт импульса с,выхода элемента И 17 через инвертор 20 поставит в "0" триггер 8 и тем самым возобновит возможность прохождения импульсов с выхода э элемента И 17 через элемент И 14.

Таким образом, все импульсы с выхода элемента И 17 поступают на вход счетчика 5 эа исключением тех случаев, когда во время паузы между двумя этими импульсами происходит переполнение счетчика 4, Тогда следующий после переполнения импульс не поступит с выхода элемента И 17 на вход счетчика 5. Стробирование элемента

И 14 инверсным сигналом генератора

2 по третьему входу позволяет избежать прохождение импульса через элемент И 14 в том случае, когда переполнение счетчика 4 происходит в момент возникновения импульса на выходе элемента И 17, При работе с датчиком, характеристика которого имеет вид, показанный на фиг,2 кривой II, коммутатор

2l устанавливается в положение, при котором он пропускает сигналы с выхода элемента ИЛИ 18 на вход счетчика, 5. В этом случае все без исключения импульсы с выхода элемента И 17 будут поступать на вход счетчика

5, В тех же случаях, когда после какого-либо импульса на выходе элемен. та И 17 счетчик 4 переполняется и триггер 8 устанавливается в "1", триггер 9 следующим импульсом опорного генератора 2 устанавливается в "0", после чего следующим импульсом опорного генератора 2 устанавливается в "0" триггер 10, На входах элемента И 16 две "1" одновременно не появляются и, следовательно, на

его выходе импульса не будет, Когда же после этого задний фронт следующего импульса с выхода элемента И 17 установит триггер 8 в "0" и следующий после этого импульс опорного генератора 2 установит в "1" триггер 9, то на двух входах элемента И 16 одновременно появятся две 1", что приведет к появлению "1" на его выходе, Следующим после этого импульсом опорного генератора 2 триггер 10 будет также установлен в "1" и-на выходе элемента

И 16 появится "0", Импульс с выхода элемента И 16 пройдет через элемент

ИЛИ 18 на выход коммутатора 21 и поступит на вход счетчика 5, Таким образом, после переполнения счетчика 4 следующий импульс на вьгходе элемента И 17 вызывает появление на входе счетчика 5 двух импульсов, чем обеспечивается коррекция нелинейности характеристики датчика, изображенной на фиг.2 кривой II. При коррекции нелинейности характеристики датчика, импульс-фактор которого падает по мере роста производительности ь) (кривая I на фиг. 2) . Устройство вырабатывает на входе счетчика

5 сигналы, частота которых равна

15 f n fî

f ьх f ax e«w)

ЬЫХ1 SX А

t где f „- частота сигнала датчика l; — частота опорного генерато20 ра 2; — максимальная частота, при

Ох мо кс которой осуществляется коррекция нелинейности и выше которой коррекция нели25 нейности не производится;

А — число, набираемое коммутирующими элементами 13.

При коррекции нелинейности харакЗО теристика,цатчика, импульс-фактор которого растет по мере роста производительности (кривая II на фиг.2), устройство вырабатывает на входе счетчика 5 сигналы, частота которых равна

fo

fo г.ьх ма

40 Предлагаемое устройство (по сравнениЮ с известными) имеет более широкую область применения, так как устраняет погрешности от нелинейности датчиков, импульс-фактор которых с увеличением производительности падает, а также датчиков, импульс-фактор которых с ростом производительностч растет. Кроме того, устройство позволяет работать на входных

50 частотах, выходящих за пределы диапазона настройки, При этом коррекция не производится, одна и сбоев в работе устройства не происходит, что необходимо в тех случаях, когда импульс-фактор в части диапазона входных частот на больших расходах меняется незначительно и в этой части диапазона его корректировать нецелесообразно, 157}399

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения суммарно. гО значения расхода жидкостей и ra 3&B > содержащее тахометрический датчик объемного расхода, первый, втор и и третий счетчики, первый, второй, т етий и четвертый триггеры, первый, в орой и третий элементы И опорный

10 генератор, коммутирующие элементы, вертор, одновибратор и цифровой индикатор, при этом выход датчика по ключен к D-входу первого триггера, вь.од которого подключен к первому 35 входу первого элемента И и к D-входу вт рого триггера-, обратный выход которо о подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключе . к второму входу первого элемента 2D

И, выход которого подключен к перво у входу второго элемента P., вхоцу уп авления начальной установкой перво о счетчика,. к Е-входу четвертого триггера и через инвертор — к 2.Ф

С- ходу третьего триггера, D-вход которого заземлен, обратный выход третьего триггера подклю" .ан к второму вхоцу второго элемента И, выход опорного генератора подключен к

С -Входам, первого и второго триггеров„ счатному входу первого счетчика и первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен обратный выход четвертого триггера, вью од третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, вью(од которого через одновибратрр по (ключен к S-.âõîäó третьего триггера и к входу разрешения предварительной установки второго счетчика, выходы первой группы коммутирующж элементов подключены к информационным входам предварительной установки первого счетчика, выходы второй группы коммутирующих элементов под-. ключены к информационным входам предварительной установки второго счетчика, выходы третьего счетчика под- ключены к входам цифрового индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем

t что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены четвертый элемент И, пятый и шестой триггеры, элементы ИЛИ и коммутатор, причем к С-входам пятого и шестого триггеров подключен выход опорного генератора, к D-входу пятого триггера подключен обратный выход третьего триггера, к D-входу шестого триггера и к первому входу четвертого элемента И подключен выход пятого триггера, обратный выход шестого триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента

7 1 тТ? и И, к первому входу которого подключен выход первого элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу коммутатора,. к второму входу которого подключен выход третьего элемента И, выход коммутатора подключен к счетному входу третьего счетчика,. а инверсный выход опорного генератора подключен к третьему входу второго элемента И, 1571399

1571399

С ос та витель В . Ярыч

Техред Сердюкова Корректор М.Кучерявая

Редактор А.Ревии

Заказ 1503 Тира;к 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101