Расходомер
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистическнк
Республик
«i 731296 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 261277 (21) 2559680/18-10 (51)м. Ил,2
G 01 F 1/86 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 3004.80. Бюллетень № 16 (5З) 4 681. 121. 8 (088. 8) Дата опубликования описания 3(10480 (72) Авторы изобретения
В.Б.Сухинин и А.А.Ананьев (71) Заявитель (54) РАСХОДОМЕР
Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано для измерения расхода жидкос тей с помощью тахометрических датчиков .расхода, имеющих частотный вьцсодной сигнал, Известен расходомер (1), имеющий в своем составе датчик расхода, датчик плотности и схему умножения.
Известен также расходомер (2), содержащий соединенные последовательно кварцевый генератор частоты, задатчик времени измерения, триггер управления, блок совпадения, сумматор, счетчик, регистр и индикатор.
Цыход триггера соединен с входом кварцевого генератора частоты и через шифратор - co вторым входом счетчика. Датчик плотности соединен со вторым входом сумматора через кодовый преобразователь, второй выход которого соединен со вторым входом триггера, а датчик расхода связан со вторым входом блока совпадения. Выход регистра через многопредельный цифровой дискриминатор соединен со вторым входом задатчике времени измерения. Данный расходомер наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам.
В этом расходомере весь диапазон, охватываемый датчиком расхода, делится на заданное количество пределов, каждому иэ которых соответствует заранее установленное время измерения, численно равное тангенсу угла наклона характеристики датчика расхода благодаря чему снижается ю погрешность от нелинейности его характеристики. Переключение пределов измерения осуществляется цифровым многопредельным дискриминатором после сравнения выдаваемого регистром кода, соответствующего величине измеряемого расхода, с заранее установленными границами пределов.
Недостатком такого расходомера является то, что переключение пределов измерения происходит по окончании цикла изме ения с некоторым запаздыванием, равным длительности одного измерения. В случае измерения величины расхода первое измерение, проведенное после этого изменения, оказывается неточным, так как дискриминатбр переключает прецел измерения только после окончания цикла измерения. Поэтому полу731296
1О
3Q чать достоверные результаты можно только после проведения второго цикла измерения.
Кроме того, в данном расходомере аппроксимация нелинейной характеристики датчика расхода производится отрезками прямых линий, которые имеюl одинаковую уставку (одинаковое смещение относительно начала координат графика зависимости расход-частота выходного сигнала), а различаются только тангенсом угла наклона.
В этом случае для достижения высокой точности измерения датчиков расхода, нелинейность характеристики которых значительна, аппроксимацию необходимо производить большим количеством прямолинейных отрезков, что требует деления характеристики датчика расхода на большое количество пределов. Это вызывает усложнение конструкции цифрового многопредельного дискриминатора и задатчика времени измерения.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно — повышение быстродействия системы измерения и сокращение количества пределов в диапазоне измерения датчика для аппроксимации его нелинейной характеристики, т.е. упрощение конструкции.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемый расходомер снабжен измерителем частоты, включенным между выходом датчика расхода и входом многопредельного дискриминатора, а к выходу многопредельного дискриминатора подключен второй вход шифратора.
На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого расходомера; на фиг.2график зависимости частоты выходного сигнала датчика расхода от величины измеряемого расхода реализуемой в предложенном расходомере.
Расходомер содержит соединенные последовательно кварцевый генератор 1 частоты, задатчик 2 времени измерения, триггер 3 управления, блок 4 соединения, сумматор 5, счетчик б, регистр 7, .индикатор 8. Датчик 9 плотности соединен с сумматором 5 через кодовый преобразователь
10, второй выход которого связан со вторым входом триггера 3 управления, причем выход триггера 3 соединен со входом кварцевого генератора 1 и через шифратор 11 — со вторым входом счетчика б, а датчик 12 расхода подключен ко второму входу блока 4 соединения и измерителю 13 частоты, связанному с цифровым многопредельным дискриминатором 14, выход которого соединен со вторыми входами задатчика 2 времени измерения и шифратора 11. Датчик 12 расхода вы полнен в виде осевой турбины.
Расходомер работает следующим бразом.
Каждый цикл измерения начинается с измерения плотности и частоты следования сигналов от датчика расхода 12 . По окончании измерения частоты измеритель 13 частоты передает ее кодовое значение на цифровой многопредельный дискриминатор 14.
В цифровом многопредельном дискриминаторе .14 весь диапазон измерения, охватываемый датчиком 12 расхода, делится в зависимости от необходимой точности измерения на заданное количество пределов, причем каждому пределу измерения соответствует заранее установленное время измерения, задаваемое эадатчиком 2 времени измерения, и установка, задаваемая шифратором 11.
При поступлении от измерителя 13 кода частоты, соответствующего величине измеряемого расхода, дискриминатор 14 сравнивает поступивший код с ближайшими по значению границами пределов, на которые делится диапазон измерения датчика расхода. В зависимости от предела измерения, в котором находится значение частоты датчика расхода, дискриминатор 14 выдает команду на сохранение или переключение времени измерения в задатчике 2 времени измерения и уставки в шифраторе 11. Одновременно сигнал датчика 9 плотности поступает в кодовый преобразователь 10,который по окончании измерения плотности выдает кодовое ее значение на вход сумматора 5 и вырабатывает команду на запуск триггера 3 управления. Сигнал триггера 3 запускает кварцевый генератор 1 частоты, открывает блок 4 совпадения и через шифратор 11 записывает в счетчик б код, несущий информацию об установке, соответствующей выбранному дискриминатором 14 пределу измерения.
Кварцевый генератор 1 частоты выдает импульсы на вход задатчика 2 времени измерения, который формирует временной интервал, установленный дискриминатором 14. В сумматоре 5 происходит суммирование значений плотности от кодового преобразователя 11 столько раз, сколькО импульсов пройдет через блок 4=совпадения от датчика 12 расхода, при этом сигналы переноса поступают в счетчик б импульсов. По окончании времени измерения по команде с эадатчика 2 триггер 3 управления возвращается в исходное состояние, и блок 4 совпадения закрывается, Цикл измерения заканчивается, а значение массового расхода записывается в регистр 7 и высвечивается на индикаторе 8.
Измеренный массовый расход вычисляется по формуле
Ц = ft;yet;, 73
1296 где f — частота выходного сигнала датчика расхода; время измерения, задаваемое задатчиком 2, численно равное тангенсу угла наклона харакреристики датчика расхода в i-m пределе измерения, установленном дискриминатором; плотность жидкости;
b; - уотавка, задаваемая шифратором 11, численно равная величине смещения характеристики датчика расхода относительно начала координат в i-m пределе, установленном дискриминатором.
На графике (фиг.2) линия I соответствует фактической зависимости между частотой f выходного сигнала датчика расхода и измеряемым расходом Q . Отрезками II u III изображена линеаризованная характеристика датчика, т.е. диапазон измерения разбит на заданное количество пределов, например, на два, причем каждому пределу соответствуют уставки b,Ь и время измерения t<,t . Значения б и б соответствуют йогрешностям измерейия в каждом пределе.
Формула изобретения
Расходомер, содержащий датчик расхода, датчик плотности, соединенные
I последовательно кварцевый генератор частоты, задатчик времени измерения григгер управления, блок совпадения, сумматор, счетчик, регистр и индикатор, причем датчик плотности соединен
5 с сумматором через кодовый преобразователь, второй выход которого соединен со вторым входом триггера управления, выход триггера управления связан со. входом кварцевого генератора и через шифратор — со вторым входом счетчика, датчик расхода подключен ко второму входу блока совпадения, а ко второму входу задатчика времени подсоединен выход многопредельного дискриминатора, отличающийся
15 тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения схемы, он снабжен измерителем частоты, включенным между выходом датчика расхода и вхоцом многопредельного дискриминатора, а к выходу многопредельного дискриминатора подключен второй вход шифратора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 426149, кл. С 01 Р 1/56, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2515770/10, 30 кл G 01 F 1/86 1977 фиг.1 е.
r М
73129б
Подписное
Заказ 2875/44 Тираж 801
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент -, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4
Составитель Т. Звенигородская
Редактор Н. Хубларова Техред Ж.Кастелевич" Корректор M-Коста