Цифровое устройство для измерения влажности нефти

Цифровое устройство для измерения влажности нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Г

О П И O A Н И Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к нвт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.78 (2l )2602239f 18-21 с присоединением заявки М - (23) П риорнтет

Опубликовано 30,07,80. Бюллетень М 28

Э (51)М. Кл.

6 01 R 13/02

Гоеударстееииь и комитет

IIo делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.3. ,038 (08 8.8) Дата опубликования описания 01 08 80 (72) Авторы изобретения

Е, Н. Браго и Е. П. Мешков (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефгехимической и газовой промышленности им. И, М. Губкина (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОИСТВО .ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ НЕФТИ

Изобретение относится к автоматизации нефтяной промышленности.

Известно цифровое устройство дпя измерения влажности нефти, содержащее емкос1 ный датчик влажности, первый и второй

5 блоки компенсирующих конденсаторов, блок коммутации, генератор, формирователь импульсов, нуль-орган, трансформатор и двоичный счетчик, причем прямые выходы триг» геров последнего подкпючены к соответст-, вующим входам блока коммутации, выходы которого соединены соответственно со ахо-. ,дами первого и второго блока компенсиру юших конденсаторов, выходы которого соединены с соответствующими выводами пер->> вичной обмотки трансформатора, централь-ная точка которого подключена к выходу генератора и входу формирователя импульсов, а вторичная обмотка трансформатора соединена с ax,îäoì нуль-органаjl). 2О

В указанном устройстве осуществ яет- ся нелинейная аппроксимация характеристики датчика, которая .достигается подклю-чением второго блока компенсирующих конденсаторов (С вЂ” С ) к соответствующему выводу первичной обмотки трансформатора через конденсатор переменной емкости. Это позволяет путем изменения емкости переменного конденсатора настраивать устройство на характеристику датчика дпя различных сортов нефги.

Однако точность данного устройства низка, )цепь изобретения — увеличение точности измерения.

Поставленная цепь достигается тем, чго в цифровое устройство дпя измерения впажности нефти содержащее генератор импульсов выход которого соединен со входом формирователя импульсов и с центральной точкой первичной обмотки трансформатора, первый и второй выводы которой подключены соответственно к выходам первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов и через емкостный датчик впажности — к обшей шине, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен ко ryoäó нульоргана, а игорой вывод — к обшей шине, которая также соединена с первыми входами первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов, Вторые входы ко, торых соединены с выходами блока коммутации, входы которого подсоединены к пуямым Выходам ОсноВнОГО двоичного счет чика, введены дополнительный двоичный счетчик, дешифратор, матрица программы, 10 блок формирователей, :блок ключей, элемент ИЛИ и элемент И, его первый вход соединен с выходом нуль-органа, второй

Вход — с Выходом формирователя: импульсов Q ВЫХОД CO ВХОДОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГ ") дВОичнОГО счетчика, ВыхОд кОтОрОГО со &ДИНЕН СО ВХОДОМ OqIIOBIIOI-O ДВОИЧНОГО СЧЕЬчика, при эгом прямые выходы обоих счетчиков соединены со входами дешифратора, а инверсные выходы через Олок формирова20 телей — с первыми входами блока ключей, выходы которых соединены со Входами элемента ИЛИ, а вторые входы с выходами матрицы прогрчммы, входы которой сое25 динены с выходами дешифратора .

На чертеже представлена структурная электрическая схема цифрового устройства дчя измерения этажности пефги.

Устройство содер..кит емкостный датчик

1 влажности, первый 2 и второи 3 блоки

30 компенсирующих конденсаторов, блок 4 коммутации, элемент 5 И, генератор 6 . импульсов, формирователь 7 импульсов, нуль-орган 8, трансформатор 9, основной

1О и дополнительный 11 двоичные счетц ки, дешифратор 12 матрица 13 программы, блок 14 формирователей, блок 15 ключей и элем.е гг 16 ИЛИ .

Устройство работает следующим Обра40

ЗОМ, Перед началом измерения основной 1Î и дополнительный 11 двоичные счетчики. обнуляются. Обнуление осуществляется импульсом, поступающим на установочные

Входы нуля "О счегчиков. Этот импульс формируется внешним устройством управления. Блок коммутации отключает от встре « но включенных обмоток трансформатора с теснОй индуктиВной сВязью первый и ВТо

50 рой блоки компенсирующих конденсаторов, причем каждый блок представляет собой набор конденсаторов, номиналы которых набраны процорцнонально 2 . На вторичной обмотке трансформ.".тора, который питается

55 переменным напряжением с генератора 6, имеем напряжение разбаланса, поступает на Вход нуль-органа 8. Нуль-орган 8 вырабатывает сигюл, открывающий элемент

69 4

5 И для импульсов, поступающих с формирователя 7 импульсов. Импульсы с выхода элемента И поступают на вход дополнительного счетчика, а затем с его выхода — t на Вход основного счетчика, причем прямые выходы триггеров последнего управляют работой блока 4 коммутации. Блок 4 коммутации подключает к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора 9 первый 2 и второй 3 блоки компенсирующих конденсаторов. В момент времени, когда разность между суммарной емкостью ком-. пенсирующих конденсаторо в, включенной в левое плечо первичной обмотки трансформатора 9 и суммарной емкостью компенсирующих конденсаторов 3, включенной в правое плечо первичной обмотки трансформатора будет равна емкости датчика 1

Влажности, во вторичной обмотке напряжение разбаланса примет нулевое значение.

При этом нуль-орган вырабатывает сигнал, который закрывает элемент И, в основном счетчике записывается код К, пропорциональный емкости датчика 1 Влажности.

Емкость датчика 1 и влажность нефги связаны нелинейной зависимостью.

Линеаризация характеристики датчика осуществляется следующим образом. Логический элемент ИЛ И суммирует импульсы, поступающие с выхода блока ключей, на первые Входы которых подаются импульсы с выхода блока формирователей, которые формируются от перепадов потенциалов из единицы в нуль на инверсных выходах трит геров основного и дополнигельного счетчиков. Ключи блока 15 управляются с выхода матрицы программы. Комбинация нулей и единиц на выходе матрицы программы зависит от состояния выходов дешифратора, которое, в свою очередь, определяется состоянием прямых выходов триггеров основного и дополнигельного счетчиков ° Поэтому по мере заполнения основного и дополнительного счетчиков будет изменяться состояние выходов матрицы программы, а, следовательно, и количество импульсов на выходе элемента ИЛИ по заданной программе . Программа рассчигывается так, чтобы унитарный код, получаемый на выходе элемента ИЛИ, бып пропор.ционален влажности нефги, находящейся в емкостном датчике 1. Изменение программы осуществляется изменением внутренних связей в матрице программы. Например, если матрица программы выполнена па базе логических интегральных схем, j изменение программы осуществляется

7 521 69 изменением связей между логическими элементами.

В предлагаемом устройстве погрешность аппроксимации нелинейной характеристики датчика 1 уменьшается до О, 1% и более. формула изобретения цифровое устройство для измерения 10 влажности нефти, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен со входом формирователя импульсов и с центральной точкой первичной обмотки трансформатора, первый и второй выводы кото-4 5 рой подключены соответственно к выходам первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов и через емкостный датчик влажности - к общей шине, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подклю-2о чен ко входу нуль-oprasa, а второй выводк обшей шине, которая также соединена с первыми входами первого и второго блоков компенсирующих конденсаторов, вторые входы которых соединены с выходами блока ком- yg мутации, входы которого подсоединены к прямым выходам основного двоичного счетчика, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены дополнительный двоичный счетчик, дешифратор, матрица программы, блок формирователей, блок ключей, элемент

ИЛИ и элемент И, его первый вход соединен с выходом йуль-органа второй входс выходом формирователя импульсов, а выход - сь входом дополнительного двоичного счетчика, выход которого соединен со нкодом основного двоичного счетчика, QpH этом прямые выходы обоих счетчиков соединены со входами дешифратора, а инверсные выходы через блок формирователей— с первыми входами блока ключей, выходы которых соединены со входами элемента

ИЛИ, а вторые входы — с выходами матрицы программы, входы которой соединены с выходами дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автоматизация и телемжанизация

1 нефтяной промышленности, М., 1976>, М 11, с. 13-15.