Устройство для измерения объема вещества в емкости

Устройство для измерения объема вещества в емкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ699336 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 241077 (21) 2536975/18-10

G 01 F 17/00 с присоединением заявки Ио

t осударстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 531. 73 (088. 8) Опубликовано 251179 Бюллетень Мо 43

Дата опубликования описания 28.11.79 (72) Авторы изобретения

В.A,Ференец, В.В.Бердников, В.Т,Смирнов и В.П.Хорьков

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им.А.Н.Туполева

{71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА

ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения объема жидких, сыпучих, твердых или газообразных веществ, находящихся в емкости.

5, Известны устройства для измерения объема, принцип действия которых основан на использовании уравнения состояния газа.

Эти устройства содержат бак, в измеряемом объеме которого находится вещество и установлен основной возбудитель колебаний давления газа. Для выработки опорного сигнала предусмотрен эталонный возбудитель. Преобразо- 1з вание изменений колебаний давления газа в газовой подушке в электрический сигнал производится дифференциальным термоанемометрическим преобразователем, реагирующим на изменение давления а также на скорость изменения давления. Дифференциальный термоанемометрический преобразователь однокамерный и включает в себя терморезисторную камеру, чувствительные элементы и сопла.

Один термоанеморезистор, расположенный у выходного отверстия сопла, . является рабочим. Для компенсации погрешностей служит второй термоанеморезИстор, расположенный у другого выходного сопла.

Оба термоанеморезистора включены в злектроизмерительную схему и разогреваются электрическим током. Для управления интенсивностью работы основного возбудителя в устройство введена обратная цепь преобразования, состоящая из усилителя и регулирующего органа. Очередность подключения основного и эталонного возбудителей к термоанемометрическому преобразователю производится с помощью электропневмоклапана. Работа обоих возбудителей и электропневмоклапана осуществляется от генератора. Величина измеряемого объема определяется указателем.

Согласование характеристик основного и эталонного возбудителей производится с помощью компенсационной камеры.

Для выравнивания давления в термоанемометрическом преобразователе служит дроссель (1).

Недостатком устройства является низкая точность при расширенном диапазоне измерения, вызванная невозможностью обеспечения широкого частотного диапазона работы термоанемометрического преобразователя, вследствие большой инерционности полупроводнико699336 вых термоанеморезисторов, привоцящая к потере чувствительности при их обдуве знакопеременными потоками. К снижению точности приводит также возрастание величины индуктивного сопротивления пневматических каналов с увеличением частоты пневматических сигнаS лов основного и эталонного возбудителей.

Целью изобретения является павышение точности и расширение диапазона измерения.

Это достигается тем, что устройство выполнено.по симметричной схеме сравнения пневматических сигналов и снабжено дополнительными элементами типа сопло-сопло, формирующие соп-15 ла которых соединены с эталонным возбудителем колебаний и верхней частью емкости, а приемные сопла через сглаживающие камеры соединены с термоане- мометрическим преобразователем, и че- 20 рез электропневмоклапан между собой.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит бак 1, в котором находится измеряемое вещество 2, основной возбу- 25 дитель 3 колебаний давления газа. Для выработки опорного сигнала предусмотрен эталонный возбудитель 4. Преобразование изменений колебаний давления газа в газовой подушке 5 в электри- ЗО ческий сигнал производится дифференциальным термоанемометрическим преобразователем, реагирующим на изменение давления и скорость изменения давления. Преобразование переменных пнев-З5 матических сигналов в постоянный рас- . ход воздуха, протекающего через сопла 6 и 7 термоанемометрического преобразователя производится пневматическими элементами типа сопло-сопло, ® установленными в измерительном и компенсационном каналах. Эти элементы состоят из встречно направленных формирующих 8, 9 и приемных 10, ll сопел.

Сглаживание пульсаций производится сглаживающими камерами 12 и 13. Тер- 45 моанемометрический преобразователь однокамерный. он состоит из терморезисторной камеры 14, в которой расположены чувствительные элементы 15 и 16. В качест- 50 ве чувствительных элементов применя- ются термоанеморезисторы типа СТ1- 19ма. Каждый из термоанеморезисторов включен в самостоятельную электроизмерительную схему и разоГревается Я электротоком. Термоанеморезистор 15 измерйтельного канала включен в электроизмерительную схему 17, а термоанеморезистор 16 компенсационного канала - в электроизмерительную схему 18. gO

Работа возбудителей (основного 3 и эталонного 4) осуществляется от генератора 19.

Управление интенсивностью работы каждого возбудителя осуществляется отдельно, введением в измерительный и компенсационные каналы обратных цепей преобразования, состоящих из усилителей 20, 21 и регулирующих органов 22, 23. Сигналы, снимаемые с регулирующих оРганов, сравниваются в блоке сравнения 24 и разность. их подается на указатель 25, шкала которото отградуирована в единицах объема.

В условиях установившегося режима при постоянных температуре и давлении окружающей среды и неизменном объеме измеряемой жидкости режимы работы возбудителей и электроизмерительных схем по каждому из каналов подобраны так, что выходные сигналы, снимаемые с них, а следовательно, и с регулирующих органов 22 и 23, оказываются равными, а их разность — равной нулю. Сигнал на выходе блока сравнения 24 отсутствует.

С изменением температуры и давления и при неизменном измеряемом объеме сигналы рассогласования отрабатываются изменением интенсивности работы возбудителей в каждом канале. Изменение интенсивности работы возбудителей происходит, пока сигналы, снимаемые с регулирующих органов 22 и 23, не окажутся равными, а их разность — равной нулю. При этом происходит одновременное изменение сигналов, снимаемых с регулирующих органов, при их измененной разности. Для устранения возможного дрейфа нуля выходного сигнала устройства в термоанемометрический преобразователь введен. электропневмоклапан 26, служащий для выравнивания давления в сглаживающих камерах 12 и 13. Работа электропневмоклапана 26 осуществляется oz генератора 19. Дроссели 27 уменьшают пульсации давления в термореэисторной камере.

Устройство работает следующим образом. При изменении объема измеряемого вещества 2 давление и скорость изменения давления в газовой подушке

5 бака 1 изменится, а следовательно, изменится интенсивность обдува термоанеморезистора 15 в канале измерения.

В компенсационном канале интенсивность обдува термоанеморезистора 16 останется неизменной. В результате этого сигнал, снимаемый с электроизмерительной схемы 17, изменится, а сигнал с электроизмерительной схемы 18 останется неизменным. Измененный сигнал с электроизмерительной схемы 17 в канале измерения усиливается и подается на вход регулирующего органа, изменяя интенсивность работы основного возбудителя. Изменение интенсивности работы основного возбудителя будет происходить, пока давление и скорость изменения давления в газовой подушке 5 не достигнут. первоначальной величины.

Измененный сигнал, снимаемый с регулирующего органа 22, сравнивается в блоке сравнения 24 с неизменным сиг699336

Формула изобретения

Заказ 7429/43

4 Подписное налом, снимаемым с регулирующего органа 23 компенсационного эталонного канала, и их разность подается на указатель 25. При вновь установившемся режиме разность электрических сигналов, снимаемых с блока сравнения 24, будет пропорциональна измененной величине объема.

Использование данного изобретения повышает точность измерения различных веществ в объемах произвольной формы,,не зависящих от их положения, и дает значительный положительный эффект.

Устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее генератор электрических колебаний, связанный с основным и эталонным возбудителями колебаний давления газа в 20 емкости, термоанемометрический пре1 образователь, связанный с электроизмерительными схемами, электропневмоклапан, регулирующие органы, связанные с генератором и возбудителями колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, оно выполнено по симметричной схеме сравнения пневматических сигналов и снабжено дополнительными элементами типа сопло-сопло, формирующие сопла которых соединены с эталонным возбудителем колебаний и верхней частью емкости, а приемные сопла через сглаживающие камеры соединены с термоанемометрическим преобразователем и через электропневмоклапан между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 587334, кл. G 01 F 17/00, 1976 (прототип).

ПЛП Патент, од, ул Проектная 4